Programao Engenharia Informtica (11543) 1 ano, 1 semestreTecnologias e Sistemas de Informao (6619) 1 ano, 1 semestre

Cap. 01 Fundamentos de Computadores

Sumrio

:

Conceitos bsicos: computador, hardware, software. Hardware e componentes fsicos de um computador. Software: dados e programas. Arquitetura de von Newman. Bit, byte, organizao da memria em bytes, registos de CPU e palavra. Organizao hierrquica de memrias. Organizao estrutural de CPUs. Organizao hierrquica de memria secundria em sistemas de ficheiros. Como funciona um computador durante a execuo de um programa. Exemplo de um programa em C. Ciclo de desenvolvimento de programas: edio, compilao e execuo. Organizao hierquica de software em computador.

T01 Fundamentos de Computadores

Conceitos bsicos (1)

Computador Dispositivo que, sob o controlo dum programa, pode

ler dados, processar dados atravs de clculos e operaes lgicas sem interveno humana, e fornecer resultados.

Serve para resolver problemas que as pessoas no conseguem resolver em tempo til.

Componentes principais dum computador

Hardware Software

Intel Xeon Nehalem

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#include void main() { int x = 5; printf(Hello World!); printf(%d,x); }

Placa Ethernet

Dispositivo CR-ROM

CPU

Conceitos bsicos (2)

Hardware Componentes fsicos dum computador: processador ou

CPU, memrias RAM, monitor, teclado, impressora, disco duro, placa principal (motherboard), placa Ethernet, etc.

Software = dados + programas

Dados Conjunto de valores de variveis quantitativas ou

qualitativas. Estes valores so fornecidos ao programa que de alguma forma os tratar. Este tratamento ou processamento produzir um conjunto de resultados.

Programa Conjunto de instrues dadas a um computador para

efectuar uma tarefa especfica na resoluo dum problema.

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Hardware: arquitetura de von Neumann

T01 Fundamentos de Computadores

Controlo e processamento de instrues

Armazenamento de dados, programas, e ficheiros

Dilogo com perifricos, dilogo homem-mquina

CPU

Memria E/S

Informao digital num computador

A informao representada num computador digital binria, ou seja, formada por bits: 0 (zero) e 1(um).

bit (binary digit): dgito binrio byte (8 bits): octeto memria principal (RAM): sequncia de bytes

endereveis.

palavra: tamanho natural de dados dum computador. O tamanho depende da CPU. H CPU de 16-bits, de 32-bits, etc.

registos (CPU): pequenas memrias existentes dentro da CPU. Uma CPU de 16-bits tem registos de 16-bits, etc.

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memria

1 byte

1 bit

2 bytes

Hierarquias de memrias

CPU Registos

RAM - Random Access Memory

Memria Secundria (disco, pendrive, etc.)

Memria de Arquivo (fita magntica) lentobaixo

CUSTO elevado

CAPACIDADE de armazenamento

ACESSO rpido

T01 Fundamentos de Computadores

Registos:memria interna da CPU

- Os registos so memrias internas da CPU.- O tamanho de cada registo igual palavra do

computador/CPU.

- H basicamente 3 tipos de registos:> Program Counter (PC): serve para guardar o

endereo da prxima instruo a ser executada dum dado programa executvel que reside em memria. , por isso, conhecido por registo de endereamento.

> Registos Gerais. Alguns destes registos servem para guardar a instruo corrente dum dado programa. Servem tambm para guardar dados durante a execuo duma instruo ou dum programa.

> Registo de Estado. Serve para guardar o estado de execuo dum programa/processo quando lhe retirado o direito de usar a CPU por parte do sistema operativo. Assim, quando lhe atribudo novamente o direito de usar a CPU, o programa voltar a correr no ponto (ou estado) em que se encontrava previamente.

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CPU

Unidadede Controlo

Unidade Aritmtica

e Lgica

Program Counter

RegistosGerais

Registo de Estado

Disco rgido:memria secundria

- Armazena grandes quantidades de ficheiros duma forma permanente.

- Discos magnticos pratos de vidro ou de metal rgido revestidos de material magntico de gravao.

- A superfcie do disco est logicamente dividida em pistas (tracks), as quais por sua vez esto divididas em sectores (sectors).

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Disco rgido de 3 pratos e 6 cabeas de R/W

Interior dum disco rgido

Sistema de ficheiros em disco:memria secundria

- A nvel lgico, os ficheiros em disco esto organizados numa rvore invertida que se designa por sistema de ficheiros.

- Tipos de ficheiros: directorias (pastas) ficheiros normais.

- As directorias podem conter outros ficheiros, incluindo outras directorias.

- Os ficheiros normais no podem conter qualquer outro ficheiro.

- Ficheiro: unidade lgica de armazenamento. Um ficheiro uma coleco de informao inter-relacionada e definida por algum. Normalmente, os ficheiros representam programas (em cdigo fonte, cdigo objecto, cdigo nativo, etc) e dados.

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Sistema de ficheiros

Software: como funciona um computador durante a execuo de um programa?

T01 Fundamentos de Computadores

Ateno: Um programa uma sequncia de instrues; Um programa escrito numa linguagem de programao (C, Pascal, etc.)

! Reserva de memria para dados e resultados

! Leitura de dados! Armazenamento de dados! Clculo de resultados! Armazenamento de resultados! Escrita de resultados

! Memria

! Unidade de entrada! Memria! CPU! Memria! Unidade de sada

instrues/operaes hardware

Exemplo: programa em C T01 Fundamentos de Computadores

Ateno: Um programa uma sequncia de instrues; Um programa escrito numa linguagem de programao (C, Pascal, etc.)

memria

sada/ecr

entrada/teclado

CPU

#include int main() { int x; float y; printf(Escreva um valor inteiro: ); scanf(%d,&x); y=x+5.4; printf(O valor de y=%f\n,y); }

Ciclo bsico de desenvolvimento de programas em C

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Ateno: Um programa escrito numa linguagem de programao (C, Pascal, etc.) A compilao necessria porque o computador s entende cdigo-mquina.

Edio Compilao Execuo

gedit ex1.c cc o ex1 ex1.c ex1

Escrita dum programaem cdigo-fonte da linguagem C

Execuo do programa em cdigo-mquina (sequncia de 0s e 1s)

Converso do programaem cdigo C num programa em cdigo-mquina

Software:classificao hierrquica

HARDWARE

SISTEMA OPERATIVO

SUPORTE

SOFTW

ARE

APLICAESSoftware de suporte ao desenvolvimento de software: shells, editores, compiladores, bibliotecas, etc.

LINUX WINDOWS

- StarOffice- AutoCAD

gcc libc

bash gedit

ex1

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Concluso

:

Conceitos bsicos: computador, hardware, software. Hardware: arquitetura de von Neumann. Software: dados e programas. Organizao estrutural de memrias em bytes. Organizao estrutural de CPUs. Organizao hierrquica de memria secundria em sistemas de ficheiros. Como funciona um computador durante a execuo de um programa. Ciclo de desenvolvimento de programas: edio, compilao e execuo.

T01 Fundamentos de Computadores

FIM