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Aula 2 - 29/08/2007 1

Informática I

Aula 2

http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/

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Ementa

• Noções Básicas de Computação (Hardware, Software e Internet)• HTML e Páginas Web • Internet e a Web • Javascript e páginas dinâmicas • Números e expressões em Javascript • Histórico dos Computadores • Abstração e Funções • Algoritmos e linguagens de programação • Programação orientada a eventos • Ciência da computação como disciplina • Execução condicional • Representação de dados • Computação e sociedade

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Qual é a organização básica de um computador?

• Praticamente todos os computadores atuais seguem a arquitetura de Von Neumann.

• Formada por três componentes essenciais:– Dispositivos de entrada e saída:

permitem que o usuário se comunique com o computador.

– Memória: guarda os dados a serem processados e o programa a ser executado.

– Unidade central de processamento(CPU): executa cada passo do programa.

Memória

CPU

Entrada/Saída

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CPU – Unidade Central de Processamento

• É o “cérebro” do computador, responsável por controlar o seu funcionamento, através do envio de sinais elétricos.

• É constituída de milhões de componentes eletrônicos individuais, os transistores.

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CPU – Unidade Central de Processamento

• A CPU repete continuamente as seguintes tarefas:– Buscar a próxima instrução do programa na memória.– Executar a instrução.

• As instruções que podem ser executadas diretamente pela CPU são simples (adicionar dois números, buscar um dado na memória).

• Programas complexos utilizam milhões de instruções.• Cada instrução é executada muito rapidamente.

– Ex.: Uma CPU de 1.8 GHz executa aproximadamente 1.8 bilhões de instruções por segundo.

• Nem sempre podemos comparar a velocidade de duas CPUs diretamente porque elas podem possuir conjuntos diferentes de instruções.

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Memória

• Parte do computador que guarda os programas e dados.• Computadores atuais são digitais.

– Guardam informação na forma de dígitos binários ou bits.• Representam apenas 2 valores discretos: 0/1 ou ligado/desligado.

– Com um bit podemos guardar apenas 2 valores distintos mas com n bits podemos guardar 2n valores distintos.

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Memória

• Apesar do bit ser a unidade básica de armazenamento, a capacidade de memória é normalmente especificada em bytes (coleção de 8 bits).– Um byte pode representar 28=256 valores diferentes; pode

representar todos os caracteres ASCII.

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Memória

• Computadores atuais utilizam uma combinação de tipos de memória, cada uma com características de performance e custo diferentes.

• As tecnologias de memória que permitem a maior velocidade de transferência de dados são as que usam circuitos eletrônicos.– 0 e 1 são representados pela ausência ou presença

de voltagem.– As memórias Cache e RAM (Random Access

Memory) utilizam essa tecnologia.

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Memória

• A memória Cache é interna ao processador e utiliza circuitos de alta velocidade para dar acesso extremamente rápido aos dados.

• A memória RAM é externa ao processador e tem menor velocidade de acesso, porém é mais barata e tem maior capacidade de armazenamento.

• O computador deve ser projetado de tal forma que os dados mais frequentemente utilizados fiquem na memória cache.

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Memória

• A Cache e a RAM juntas formam a memória principal.– Armazena dados que são usados pela CPU durante o processamento.– É volátil: quando o computador é desligado seu conteúdo é perdido.

• A memória secundária é menos cara e provê armazenamento permanente.– O tipo mais comum de memória secundária é o disco rígido, que

armazena bits como pontos magnetizados ou não-magnetizados.• É bem mais lento que a RAM mas é menos caro e não-volátil.

– CDs, pendrives e discos flexíveis são exemplos de memória secundária portátil.

pendrive

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Dispositivos de Entrada

• Enviam dados e/ou comandos à unidade central de processamento, vindos da parte externa do computador.– Teclado– Mouse– Scanner– Leitora de código de barras– Câmera de vídeo– Joystick

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Dispositivos de Saída

• Mostram os resultados obtidos nos processos ou operações executadas pela CPU do computador.– Monitor de vídeo (tela)– Impressora– Plotter (unidade traçadora de gráficos)– Projetor de vídeo– Alto-falante

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Dispositivos de Entrada e Saída

• Facilitam o intercâmbio de informações entre dois ou mais sistemas.– Modem (modulador-demodulador)

• Transforma um sinal digital em sinal analógico para transmissão e vice-versa.

– Adaptadores ethernet– Adaptadores de rede sem-fio

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Evolução dos dispositivos de entrada e saída

• Década de 80: introdução do mouse foi importante na popularização dos computadores.

• Década de 90: melhorias nas telas “flat” tornou mais baratos os laptops.

• Década de 2000: adaptadores de rede sem-fio tornam-se populares.

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Exemplo

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Software

• Software são os programas que executam no hardware.• Um programa é uma seqüência de instruções para que

o computador (ou a CPU) execute uma determinada tarefa.

• O software que realiza tarefas dentro de uma área de aplicação específica é denominado software aplicativo. – Exemplos:

• Criação de documentos de texto (Word)• Criação de imagem gráficas (Photoshop, Flash)• Acessar e mostrar páginas web (Firefox, Internet Explorer)

• O software que gerencia os recursos e o comportamento interno do computador é chamado software de sistema.– O principal software de sistema é o sistema operacional.

• Exemplos: Windows XP, Linux, Unix, Mac OS.

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Sistema Operacional

• A tarefa mais fundamental realizada pelo sistema operacional é o controle do da CPU.– Ele controla como os dados e os programas são

carregados da memória para CPU.

• A maioria dos sistemas operacionais atuais é multi-tarefa.– Múltiplos programas podem ser executados

aparentemente de forma simultânea.– Na verdade, o sistema operacional divide o tempo da

CPU e o espaço de memória entre os vários programas.

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Sistema Operacional

• O sistema operacional também controla o acesso à memória secundária.– A memória secundária é organizada em arquivos e

diretórios.• Um arquivo guarda informação (texto, música, imagem ou

programa).• Um diretório é uma coleção de arquivos e outros diretórios.

– O sistema operacional determina onde os arquivos e diretórios serão armazenados fisicamente na memória, sem o conhecimento do usuário.

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Sistema Operacional

• O sistema operacional também cuida da comunicação entre a CPU e a memória e os outros dispositivos de hardware.– Permite que um programa receba caracteres

do teclado, busque dados no disco e mostre resultados na tela.

• O programa não precisa saber os detalhes do hardware, apenas “chamar” o sistema operacional.

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Sistema Operacional• Para facilitar a interação com o

usuário, a maioria dos sistemas operacionais atuais usa GUIs (“Graphical User Interfaces”).– Uma GUI usa elementos visuais

intuitivos para facilitar o processo de abrir arquivos e executar programas.

– Ícones são utilizados para representar arquivos e programas.

– Através de cliques do mouse, o usuário pode abrir arquivos e executar programas.

– GUIs também normalmente utilizam menus “pull-down”.

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Exemplo

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Internet e World Wide Web

• Apesar de haver confusão, a Internet e a World Wide Web (WWW) não são a mesma coisa.

• A Internet é uma vasta rede internacional de computadores.– As conexões físicas podem ser via satélite, via cabo,

via sinal de telefone, etc.– A Internet começou a existir lentamente a partir do

final da década de 1970 quando computadores de várias universidades americanas foram interligados.

– A partir da década de 1990 com a invenção da WWW a internet se popularizou.

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Internet e World Wide Web

• Enquanto a internet é hardware, a WWW é uma coleção de software que facilita a interligação de documentos e recursos através da web.– A idéia básica da WWW foi proposta em 1989 por Tim Berners-

Lee do laboratório CERN na Suíça.

• Uma página da WWW é um documento de texto com informação adicional de formatação na linguagem HTML.– Para ver uma página web é necessário um navegador que

interprete a linguagem HTML.– Uma característica importante da formatação HTML é a

possibilidade de incluir links para outras páginas (hipertexto).

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Exemplo

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Internet e World Wide Web

• As páginas da WWW ficam distribuídas pelos computadores da Internet.

• Um servidor da WWW é um computador que permite o acesso a certas páginas.– Quando um endereço é digitado no

navegador ou um link é clicado, o navegador manda um pedido da página para o servidor apropriado, que envia a página.

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Endereços WWW

• Cada página WWW tem um endereço chamado de URL (“Uniform Resource Locator”).