Introdução a Ciência da Computação

Apresentação em tema: "Introdução a Ciência da Computação"— Transcrição da apresentação:

1 Introdução a Ciência da Computação
Aquiles Burlamaqui UERN 2007.2

2 Professor: Aquiles Burlamaqui
Apresentação Formação Graduação: Ciência da Computação – UFRN Mestrado: UFRN – Dimap - Sistemas e Computação: Engenharia de Software Atuais Atividades Doutorando: UFRN – DCA – Sistemas Inteligentes. Pesquisador do Laboratório Natalnet Gerente dos Projetos (GIGA-VR,GT-MV,Jogos Massivos para TVDI)‏ Gerente da Dynavideo Professor: Aquiles Burlamaqui

3 Conteúdo Programático
Unidade I 1.Conceitos Fundamentais 2.Evolução histórica 3.A informação e sua representação: Os sistemas de numeração, representação de números inteiros e reais, codificação alfanumérica. Unidade II 4.Conceitos básicos de eletrônica digital: Álgebra de Boole, portas lógicas. 5.Arquitetura Básica de Computador: cpu,memórias,dispositivos de E/S e barramento. 6.Arquitetura de Von Neumann. Unidade III 7.Noções Básicas sobre programação e paradigmas de Linguagens. 8.Visão geral sobre as áreas da Computação. Professor: Aquiles Burlamaqui

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Planejamento Carga horária: 90h SEGUNDAS das 7:00h as 12:20h Professor: Aquiles Burlamaqui

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Metodologia Aulas Teóricas-Práticas: Em todas as aulas haverão uma discussão inicial, onde serão expostos conceitos assim como atividades práticas que servirão como parâmetro para avaliação. Avaliação: A avaliação será feita de forma continua. E Baseada em três provas escritas. Assim como trabalhos em sala aula. Professor: Aquiles Burlamaqui

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Bibliografia J.Glenn Brookshear; Ciência da Computação - Uma Visão Abrangente; 7º Edição; Bookman. Internet Professor: Aquiles Burlamaqui

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Motivação Por que estudar Ciência da Computação? Professor: Aquiles Burlamaqui

8 Professor: Aquiles Burlamaqui
Motivação Por que estudar Ciência da Computação? Ciência que fornece base cientifica para as aplicações computacionais existentes e as que viram a existir. Professor: Aquiles Burlamaqui

9 Conceitos Fundamentais
O que é um Computador ? Quem usa? Professor: Aquiles Burlamaqui

10 Conceitos Fundamentais
O que é um Computador ? 1. O que computa; calculador, calculista Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas transformações nos dados,com o objetivo de alcançar um fim determinado. Quem usa? Industrias, empresas, universidades, população em geral; Professor: Aquiles Burlamaqui

11 Conceitos Fundamentais
Três pilares Físico Lógico Humano Professor: Aquiles Burlamaqui

12 Conceitos Fundamentais
Três pilares Físico Hardware (CPU + Periféricos)‏ Lógico Firmware (Instruções de Fábrica)‏ Software (Programas)‏ Algoritmo Humano Peopleware (Profissionais)‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

13 Conceitos Fundamentais
Algoritmo أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al- Khwārizmī Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição: Professor: Aquiles Burlamaqui

14 Conceitos Fundamentais
Algoritmo أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição: Receita de bolo Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique. (wikipédia)‏ Conjunto ordenado e não-ambíguo de passos executáveis que definem uma atividade finita.(Brookshear)‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

15 Conceitos Fundamentais
Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro): Professor: Aquiles Burlamaqui

16 Conceitos Fundamentais
Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro): Ligar o carro Pisar na embreagem Passar a primeira marcha Soltar a embreagem lentamente,enquanto pisa no acelerador. Algoritmo para fritar um ovo? Professor: Aquiles Burlamaqui

17 Conceitos Fundamentais
Algoritmo Calcular a média na disciplina? Professor: Aquiles Burlamaqui

18 Conceitos Fundamentais
Algoritmo Se não for seguido um formalismo, podemos ter problemas. Professor: Aquiles Burlamaqui

19 Conceitos Fundamentais
Algoritmo De modo a torná-lo não ambíguo uma formalização é necessária. Definição de regras de semântica e sintaxe. Linguagens de Programação Uma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. Professor: Aquiles Burlamaqui

20 Professor: Aquiles Burlamaqui
Como tudo começou ? Professor: Aquiles Burlamaqui

21 Professor: Aquiles Burlamaqui
Como tudo começou ? Necessidade de contar. Professor: Aquiles Burlamaqui

22 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 4000 a.C. - O Ábaco Chinês, Russo, japonês. Professor: Aquiles Burlamaqui

23 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 1622 d.C. - A régua de cálculo William Oughtred Professor: Aquiles Burlamaqui

24 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica A máquina de Blaise Pascal Rodas dentadas e engrenagens Muito caro Soma e subtração Professor: Aquiles Burlamaqui

25 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica A Calculadora de Gottfried Leibnitz 4 operações Professor: Aquiles Burlamaqui

26 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica O Tear Programável Joseph Marie Jacquard Cartões perfurados Professor: Aquiles Burlamaqui

27 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica A Máquina que "ficou no papel“ Charles Babbage Maquina das diferenças Professor: Aquiles Burlamaqui

28 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica Charles Babbage máquina analítica “Pai do Computador” Professor: Aquiles Burlamaqui

29 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica A teoria de George Boole “A Análise Matemática da Lógica” “Uma Investigação das Leis do Pensamento“ Inventor da lógica matemática Introduziu o conceito dos códigos binários Professor: Aquiles Burlamaqui

30 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 1890 – Hermann Hollerith Censo americano 1896 Fundou a Tabulation Machine Company Computing Tabulation Recording Company IBM - Internacional Business Machine Professor: Aquiles Burlamaqui

31 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica Teoria da Informação Claude Shannon (MIT - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Bell Laboratories)‏ Semelhanças entre números binários com um circuito elétrico. binary digit Professor: Aquiles Burlamaqui

32 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas ( )‏ 2ª Geração: a utilização do transistor ( )‏ 3ª Geração: os circuitos integrados ( )‏ 4ª Geração: circuitos de larga escala ( )‏ 5ª Geração: Ultra Large Scale Integration ( hoje)‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

33 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 1 GERAÇÃO Componente eletrônico - válvulas Tempo de Operação : milisegundos (seg)‏ Tamanho : grande Pouco confiáveis Poucas horas de funcionamento Monoprogramáveis Programados em linguagem de máquina Professor: Aquiles Burlamaqui

34 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
Mark I IBM com a marinha Norte-Americana 17 metros de comprimento 2 metros e meio de altura 5 toneladas peças 800 km de fios 420 interruptores para controle realizava uma soma em 0,3 s realizava uma multiplicação em 0,4 s e uma divisão em cerca de 10 s Professor: Aquiles Burlamaqui

35 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
Mark I Professor: Aquiles Burlamaqui

36 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
ENIAC Eletronic Numerical Integrator and Calculator Utilizava válvulas eletrônicas Manipulação em Forma decimal Programação difícil Professor: Aquiles Burlamaqui

37 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
ENIAC Professor: Aquiles Burlamaqui

38 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
EDVAC Electronic Discrete Variable Computer Mesmo tamanho que o ENIAC Cem vezes mais memória interna que o ENIAC Utilização dos códigos binários Programação com a linha de retardo Professor: Aquiles Burlamaqui

39 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
EDVAC Professor: Aquiles Burlamaqui

40 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
UNIVAC I Eletronic Numerical Integrator and Calculator Primeiro Computador Comercial (15)‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

41 Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
IBM 650 Eletronic Numerical Integrator and Calculator Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha uma massa de 892 Kg. 50 / unidades Professor: Aquiles Burlamaqui

42 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 2 GERAÇÃO Surgiu em 1958 Computador mais popular foi o IBM 1401 Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI)‏ 100 vezes menor Não precisava aquecer para funcionar Consumo menor de energia Mais rápido e confiável Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg)‏ Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos magnéticos)‏ Monoprogramável Linguagem assembler Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5 ($ )‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

43 Evolução histórica 2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)
TRADIC, da Bell Laboratories Menor aquecimento, Maior poder de cálculo Confiabilidade Consumo de energia bem menor Professor: Aquiles Burlamaqui

44 Evolução histórica 2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)
TRADIC, da Bell Laboratories Professor: Aquiles Burlamaqui

45 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 3 GERAÇÃO Surgiu em 1965 : IBM 360 Componente eletrônico : Circuito Integrado (LSI)‏ Mais confiáveis Miniaturização dos componentes Baixíssimo consumo de energia Custo muito mais baixo Menor tamanho Multi-programação IBM vendeu unidades Professor: Aquiles Burlamaqui

46 Evolução histórica 3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)
Transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip Professor: Aquiles Burlamaqui

47 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 4 GERAÇÃO Surgiu em 1975 Componentes eletrônicos - Circuitos Integrados (LSI e VLSI)‏ Tempo de operação - 0,5 nanosegundos (10-9 seg)‏ Popularização no uso Tecnologia de FIRMAWARE (Funções do S.O)‏ Professor: Aquiles Burlamaqui

48 Evolução histórica 4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)
LSI - mil transistores por "chip" 1981 nasce o 286 1985 nasce o 386 1989 nasce o 486 Professor: Aquiles Burlamaqui

49 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 5 GERAÇÃO Em fase de estudo Dúvidas quanto a existência Componentes eletrônicos : Circuito integrado (ULSI)‏ Inteligência artificial O hardware e construído visando o software CISC X RISC Multiprocessamento Tempo de operação : pico - segundo (10-12)‏ Memória principal - Gigabytes Memória auxiliar - Terabytes Professor: Aquiles Burlamaqui

50 Professor: Aquiles Burlamaqui
Evolução histórica 5ª Geração: Ultra Large Scale Integration ( hoje) Pentium I, Pentium II, Pentium III Pentium IV AMD, etc Professor: Aquiles Burlamaqui