Apostila de Informática

Apostila de Informática

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CURSO ANÁLISE DE SISTEMAS Professor Fabrizio Leandro Fonseca Fiscina

Ao longo da história, o homem tem precisado constantemente tratar e transmitir informação, por isso nunca parou de criar máquinas e métodos para processa-la.

A informática nasceu da idéia de auxiliar o homem nos trabalhos rotineiros e repetitivos, geralmente ligados á área de calculo e gerenciamento.

Informática: é a ciência que estudo o tratamento automático e racional da informação. O termo foi criado em 1962 e provem da contração das palavras - Information Automatique.

Algumas das funções da informática: Desenvolvimento de novas máquinas.

Desenvolvimento de novos métodos de trabalho Construção de aplicações automáticas. Melhoria dos métodos e aplicações existentes.

Computador: máquina composta de elementos físicos do tipo eletrônico, capaz de realizar uma grande variedade de trabalhos com alta velocidade e precisão, desde que receba as instruções adequadas.

Na informática podemos distinguir três componentes básicos: • O elemento físico (hardware)

• O elemento lógico (software)

• O elemento humano.

O primeiro equipamento eletrônico com as mesmas características dos computadores atuais surgiu durante a Segunda Guerra Mundial. Desenvolvido em conjunto pela Universidade de Harvard e a Marinha Americana, o primeiro computador, o Mark I, ocupava 120 m3 de espaço, possuía milhares de reles e precisava de três segundos para operar dois números de dez dígitos. Naquela época, os militares precisavam dos computadores não só para fazer cálculos de balística com rapidez como também para desvendar as mensagens secretas enviadas entre tropas alemães.

Em paralelo, o Exército americano desenvolvia o ENIAC. Possuindo cerca de 18 mil válvulas, o Eniac foi desenvolvido em segredo para uso na guerra, e só ficou pronto meses depois de seu término. O Eniac era uma máquina de 30 toneladas, 5 metros de largura por 24 de comprimento e possuía 800 Km de fios.

O grande problema do MARK I e do ENIAC era que a cada nova operação de programação sua fiação elétrica tinha que ser totalmente refeita. Foi ai que John Von Neumann, um matemático de Princeton, sugeriu que os computadores passassem a utilizar informações e programas na sua própria memória eletrônica.

As instruções e dados seriam armazenados em memórias eletrônicas de uma maneira codificada em cadeias de uns e zeros, única linguagem que os equipamentos eletrônicos realmente entendem.

Para acelerar o processo de desenvolvimento dos novos computadores, surgem, em 1947, os transistores. Os transistores eram menores, duravam mais, esquentavam menos e consumiam menos energia que as válvulas.

Hoje em dia, não existem mais computadores construídos com transistores já que estes componentes eletrônicos foram totalmente substituídos por chips.

Os chips, que são feitos de silício, elemento químico muito abundante na natureza, substituem com vantagem centenas e ate milhões de transistores, possibilitando uma miniaturização ainda maior na construção dos micros.

Classificando os computadores por geração:

I Geração (1940 – 1952): E constituída por todos os computadores construídos a base de válvulas e cuja aplicação fundamental se deu nos campos científico e militar. Utilizam como linguagem de programação a linguagem de máquina e como única memória para armazenar informação os cartões perfurados.

I Geração (1952 – 1964): A substituição da válvula pelo transistor. As máquinas ganharam mais potência e confiabilidade, com redução de tamanho e consumo, o que as tornavam muito mais práticas. As áreas de aplicação foram, além da científica e da militar, a administrativa e gerencial. Começaram a ser utilizadas linguagens de programação mais evoluídas.

I Geração (1964 – 1971): Surgem os CI - Circuitos Integrados Surgem. Os chips que consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de transistores. O software evoluiu consideravelmente, com um grande desenvolvimento dos sistemas operacionais.

IV Geração (1971 – 1981): Em 1971 aparece o microprocessador, que consiste na inclusão de toda a CPU de um computador num único chip. Fabricação em larga escala de micros, computadores pessoais. O disquete é utilizado como a unidade de armazenamento externo. Surgem muitas linguagens de programação e as redes de computadores permitindo a sua interligação.

V Geração (1981 – 2003...): Notebooks, Palmtops, Laptops, Alta velocidade no processamento, inteligência artificial, robótica.

O sistema de processamento de dados é composto pelo: • Hardware.

• Software.

• Dados (que alimentam este conjunto).

Os dados são as informações antes de serem tratadas (processadas). Podemos representar o sistema de processamento de dados como na figura a seguir.

Representa a parte física de um sistema informático, ou seja, todos os elementos materiais que o compõem.

O hardware pode ser dividido em:

• Unidades de Entrada ou Periféricos de Entrada. • Sistema Central.

• Unidades de Saída ou Periféricos de Saída.

As unidades de entrada ou periféricos de entrada são os componentes físicos responsáveis pelo fornecimento dos dados para que possam ser processador pelo sistema central.

O Sistema central é o componente do hardware que processa (trata) os dados, elaborando a informação. A informação (resultante do processamento dos dados) é então transferida para o meio externo através dos periféricos de saída.

O sistema central é composto pela:

• Unidade Central de Processamento (CPU). • Memória.

A CPU é responsável pelo processamento dos dados e pelo controle de todos os dispositivos da máquina.

Podemos dividir a CPU em:

• Unidade de Controle (UC): responsável pelo controle e sequenciamento das operações que são realizadas em ciclos.

• Unidade Lógica e Aritmética (ULA): responsável pela execução dos cálculos e operações lógicas.

• Registradores: são dispositivos especiais de memória capazes de armazenar temporariamente dados durante as operações da ULA.

A MEMÓRIA consiste em dispositivos responsáveis pelo armazenamento dos dados que serão processados e das informações já processadas.

Podemos dividir a memória em: • Memória principal;

• Memória secundária.

Também chamada de memória primária tem como principais características: 1. Alta velocidade de acesso; 2. Custo Elevado; 3. Baixa capacidade de armazenamento; 4. Possui natureza volátil.

Todos os dados e programas que estão sendo processados pela CPU devem estar armazenando na memória principal. A memória principal pode ser dividida em:

• Memória RAM (Random Access Memory) é uma memória formada por CI - circuitos integrados - e pode ser utilizada tanto para gravação quanto para leitura de seu conteúdo.

Esta memória mantém os dados armazenados com o fornecimento de energia elétrica a seus circuitos, se esta energia for retirada os seus registros serão apagados (memória volátil)

• Memória ROM (Read Only Memory) é uma memória apenas de leitura, o seu conteúdo não pode ser apagado. Esta memória é utilizada pelo sistema de computação para armazenamento de informações e programas básicos do sistema.

A memória secundária tem como características principais: 1. Baixa velocidade de acesso; 2. Baixo Custo; 3. Alta capacidade de armazenamento; 4. Não é volátil.

Os principais dispositivos de memória secundária são: • Disco rígido (winchester ou HD);

• Disquetes;

• Fitas magnéticas;

• Disco de Zip;

• Super Disc;

• Memory Bar.

Os dispositivos de memória podem ser classificados como: • Dispositivos de acesso direto (winchester, CD-ROM).

• Dispositivos de acesso seqüencial (fitas magnéticas, cartões perfurados).

Devido às características da memória principal e da memória secundária, o sistema de computação utiliza a memória principal durante o tratamento da informação e armazena de forma definitiva os dados processados na memória secundária. Quando há necessidade de movo processamento, os dados que estão armazenados na memória secundária são transferidos para a memória principal, e tratados pela CPU. Após este tratamento, eles são novamente gravados na memória secundária.

Sistema de Computação

UC ULA Registradores

Principal Secundária

São componentes do sistema de computação responsáveis pelo fornecimento dos dados ao sistema central.

São exemplos de dispositivos de entrada:

a) Teclado; b) Mouse; c) Scanner; d) Leitora Óptica.

TECLADO: É um conjunto de teclas agrupadas em que uma tecla representa um determinado caracter. Usado em conjunto com o monitor de vídeo forma um conjunto de entrada e saída chamado de Terminal de Vídeo.

podem ajudar ao usuário a economizar movimentos durante o uso. Exemplo F1, F2

O teclado consiste basicamente de teclas similares a máquina de escrever, contendo algumas particularidades como as teclas de atalho, que são teclas especiais que

É considerado o principal dispositivo de entrada e até que os sistemas de reconhecimento de voz sejam aperfeiçoados a ponto de conseguirem interpretar a fala contínua, seu o domínio permanecerá inabalado.

MOUSE: Dispositivo composto de uma pequena caixa ergonométrica com três rodanas e uma bola central de forma a ser utilizado por uma mão com três teclas ao alcance do dedo indicador. A medida que se movimenta numa superfície plana, o movimento da bola produz um movimento análogo em uma seta (denominada de cursor) que aparece na tela e é usado para selecionar opções nesta mesma tela.

O mouse também pode ser encontrado sem fio e também o óptico que utiliza sensores no lugar das rodanas e da bola central.

SCANNER: este periférico digitaliza desenhos e fotografias, podendo estas serem armazenadas em disco para sua posterior utilização.

JOSTICK: Funciona de modo análogo aos controles de videogames, sendo esta sua principal utilização. Alguns softwares de simuladores de vôos e militares utilizam os josticks no intuito de tornar mais real o treinamento e uso destes programas.

CANETA ÓPTICA: este periférico é sensível a luz, aproximada do monitor, permite desenhar na própria tela à medida em que este detecta o raio emissor do tubo catódico sobre aquele ponto, manda um sinal ao computador e este insere um ponto no mesmo local.

SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ: Dispositivo que digitaliza a voz possibilitando ao computador reconhecer e executar comandos através da voz humana. Pouco usado ainda, pois esta em fase de aperfeiçoamento.

CONVERSOR ANALÓGICO-DIGITAL: Usado em ambiente industriais e científicos, converte dados analógicos, enviados por sensores e equipamentos de medição, para digitais, possibilitando o processamento pelo computador destas informações.

Outros dispositivos de entrada: Leitora de cartões, leitora de fita perfurada, Mesa digitalizadora

Os dispositivos de saída ou periféricos de saída são os componentes de computação responsáveis pela transferência da informação da CPU para o meio externo.

São exemplos de dispositivos de saída:

a) Monitor. b) Impressoras. c) Ploter.

MONITOR DE VÍDEO: Consiste de uma tela de<raios catódicos como elemento visual de saída de dados. É constituída de diversos pontos luminosos denominados Pixel, sendo que a quantidade de Pixel determina a resolução gráfica do monitor; quanto maior for a quantidade de pixels, maior a resolução, pois a mesma imagem é reproduzida num número maior de pontos melhorando a visualização dos detalhes. Podemos encontrar monitores:

• Tela CRT - Utilizado nos computadores de mesa e é parecido com uma televisão.

• Tela Plana LCDs - Utilizado em notebooks e palmtops e utiliza a tecnologia de cristal líquido párea converter a imagem.

Os monitores podem ser monocromáticos ou coloridos.

IMPRESSORAS: Serve para apresentar a saída da informação no papel sob forma de listagens, gráficos, desenhos, fotos, etc.

Existem diversos tipos de impressoras:

• Matricial; • Laser;

• Térmica;

• Jato de tinta; • Cera.

Entre os principais requisitos para uma boa impressora temos:

• Qualidade da imagem; • Velocidade;

• Nível de ruído;

• Custo da operação.

PLOTER: Periférico de saída usado para desenhos e diagramas técnicos, consiste de uma caneta que se movimenta sobre o papel horizontalmente enquanto este se movimenta verticalmente desenhando linhas e pontos em posições pré determinadas.

CAIXAS DE SOM: Reproduz sons e vozes através de freqüências determinadas via programa.

CONVERSOR DIGITAL-ANALÓGICO: Usado em ambientes industriais para controle de motores, máquinas e equipamentos. Converte dados digitais dos computadores em dados analógicos

Outros dispositivos de saída: perfuradora de cartões e perfuradora de fitas.

Termologia utilizada para componentes cuja a informação é recebida e enviada. São exemplos destes dispositivos: a) Modem; b) Placa de Rede; c) Disquetes; d) Winchester; e) CD-ROM.

ESTABILIZADOR: Aparelho que faz com que a corrente elétrica chegue até o computador de uma forma mais estável, evitando assim a queima do equipamento. O estabilizador serve para estabilizar a corrente elétrica de entrada servindo para ajusta tanto quando existe um pico quanto para existe uma queda de energia.

NOBREAK: Realiza basicamente a estabilidade da corrente elétrica e garante através de baterias auxiliares um período de funcionamento dos equipamentos elétricos ligados a ele. Proporciona uma automonia de energia elétrica que pode variar em função da capacidade da bateria. Evita danos nos equipamentos causados pela queda repentina de energia elétrica.

Os computadores de utilidade geral são apresentados em vários tamanhos e com diferentes recursos. Embora alguns destes equipamentos apresentem mudanças constantes podemos distinguir cinco tipos de computadores atualmente.

• SUPERCOMPUTADORES: Máquinas construídas para processar rapidamente enormes quantidades de informação sendo o computador mais potente disponível em uma determinada época. Estes supercomputadores de hoje podem tornar-se padrões em alguns anos e os supercomputadores que venham a surgir serão muito mais potentes que os atuais. Os supercomputadores podem custar milhões de dólares e consumir energia suficiente para abastecer dezenas de casas. Outra característica dos supercomputadores é a enorme quantidade de calor criada por elas, desta forma os fabricantes destes equipamentos devem se preocupar com o sistema de refrigeração.

• MAINFRAMES: Destinam-se a manipular quantidades imensas de informações de entrada, saída e armazenamento. Os mainframes geralmente trabalham com terminais espalhados em áreas físicas diferentes e onde todo o processamento é feito neste mainframes. Os mainframes atuais podem custar até milhões de dólares e costumam ocupar salas inteiras equipadas com infraestrutura especial. Como exemplo podemos citar uma rede de lojas cujo banco de dados é controlado por um mainframe em um estado específico e as demais lojas acessam os dados através dos terminais sendo que o mainframe manipula as necessidades de entrada e saída de todos os terminais.

• MINICOMPUTADORES: Os minicomputadores estão entre os mainframes e os microcomputadores. O minicomputadores são capazes de manipular muita mais entrada e saída do que os microcomputadores, embora alguns minicomputadores são destinados a um único usuário, muitos são capazes de controlar centenas de terminais. Os minicomputadores representam uma solução mais econômica para as empresas que necessitam de um computador com uma capacidade de processamento maior mais não tem capital ou não quer investir em um mainframe. Os principais fabricantes destes equipamentos são: DEC, IBM, HP e Data General.

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