Introdução a Informática · Arquitetura Básica de ... da UCP para as demais partes do sistema...

Introdução a Informática

Baseada nos textos da Aula 01, disponível no site do curso

http://www.tecgraf.puc-rio.br/~abraposo/INF1503/

Informática – Cada vez mais onipresente

História do computador

• Época Manual


• Época mecânica


• Época mecânica

Hollerith fundou em 1896 a Tabulating Machine Company, que depois se fundiucom 2 outras empresas, e passou a se chamar Computing Tabulating Recording(CTR). Em 1924 a CTR troca de nome, e passa a se chamar International BusinessMachines Corporation (IBM).


• Época eletrônica

Remington Rand Corp.


• Época eletrônica


• Época eletrônica Reduced Instruction Set Computer

Histórias “paralelas”

• Mobilidade

• Software, S.O., etc.

• Internet / Web

Processamento de Dados

• Exemplo: quando se compra passagem aérea

Sistema de Informação

• Hardware: equipamento– Responsável pelo processamento

• Software: programas• Software: programas– Responsável pela organização e metodologia

em que os dados serão processados

• Peopleware: pessoas envolvidas no processamento

Hardware

Tipos de Computadores

• Microcomputador– Tipo mais popular

– Lançado originalmente pela IBM, e hoje conta – Lançado originalmente pela IBM, e hoje conta com inúmeros fabricantes (e mesmo sem fabricantes – montados)

– PC (Personal Computer) x Macintosh


• Notebooks– Microcomputadores portáteis– Pc x Mac

• Workstations– Mais poderosos e mais caros

que os PCs– Usados em aplicações mais

sofisticadas (ex., Computação Gráfica)


• Mainframes / Supercomputadores– Computadores de grande

porteporte– Para aplicações de

grande porte• Sistemas bancários• Sistemas meteorológicos• Sistemas de controle de

vôos espaciais• Sistemas militares


• Palmtop– Ainda menor que os

notebooks (cabem no bolsonotebooks (cabem no bolsoe na palma da mão)

– Menos capacidade de processamento que os microcomputadores e notebooks

Arquitetura Básica de Computadores

• Von Neumann

CPU ou UCP (Unidade Central de Processamento)

• Encarregada de gerenciar todo o tráfego de informações e também efetuar todo o processamento de dados

• A principal peça da CPU é o microprocessador, que é composto por– UC: Unidade de Controle– ULA: Unidade Lógica e Aritmética– Registrador de Instruções– Registrador de Dados– Via de Dados (Bus / Barramento)

• Normalmente, o microprocessador dánome ao computador

CPU ou UCP (Unidade Central de Processamento)

• ULA: verifica e faz o controledas instruções (comandos) realizados na UCP

• Registrador de instruções: armazena temporariamente a instrução que está sendo realizada pela UCP

• Registrador de dados: armazena • Registrador de dados: armazena temporariamente os operandos referentes à instrução atual

• ULA: responsável pela realização das operações aritméticas ( + / - *) e lógicas (and, or, nor, not, xor)

• Via de Dados: conexões elétricas por onde vão transitar os dados em forma de impulsos elétricos, da UCP para as demais partes do sistema computacional e vice-versa

Memória

• Memória Primária– RAM (Randomic Access Memory)

– ROM (Read Only Memory)– ROM (Read Only Memory)

– CACHE

• Memória Secundária / Auxiliar– HD

– Disquetes, CD, etc.

Memórias

• RAM– Para gravação e leitura, pode ser gravada e lida pelo processador,

isto é, podemos gravar programas, dados, resultados de processamento

– Volátil: perde-se quando o computador é desligado– Volátil: perde-se quando o computador é desligado

• ROM– Somente para leitura– Utilizada apenas para inicializar o equipamento e por parte do

processador– Seu conteúdo é gravado durante a fabricação do equipamento,

geralmente, informações básicas relacionadas à configuração e desempenho do equipamento, não sendo possível alterá-la

Memórias

• CACHE– Leitura ou gravação feita pelo computador depende do

movimento de peças mecânicas, diminuindo a velocidade de processamentovelocidade de processamento

– Alguns equipamentos são dotados de uma memória especial denominada CACHE (esconderijo) para acelerar significativamente o processamento em certas circunstâncias

– Na verdade, é uma pequena memória RAM que armazena as informações mais solicitadas, evitando novos acessos

Memórias

• Memória Auxiliar– Complementa a memória principal

– Vantagens• dados podem ficar guardados por longos períodos de tempo• dados podem ficar guardados por longos períodos de tempo

• capacidade de armazenamento muito superior à da memória RAM

• proporcionalmente ao que grava, tem um custo muito mais baixo

– Desvantagem• acesso mais lento

– Exemplos• HD, disquete, CD, etc

Placa-mãe (Mother Board)

• CPU + Memórias principais (RAM e ROM), além das outras ROM), além das outras placas (de vídeo, de rede, etc.)

Dispositivos de Entrada

• Permitem a entrada de dados no computador

• Exemplos

Dispositivos de Saída

• Responsáveis pela divulgação dos dados e informações obtidos com base no processamento eletrônico

• Exemplos• Exemplos

Representação Binária

• Toda a manipulação dos dados em um sistema computacional é feita sob a forma de sinais elétricos, codificados em um sistema binário.

• Bit (binary digit) é a menor quantidade de • Bit (binary digit) é a menor quantidade de informação que pode ser armazenada e processada por um computador.

• Símbolos fundamentais: 0 e 1, que formam a numeração com base 2

Numeração com base 2

• Sistema de numeração binária utiliza combinações dos dígitos 0 e 1

• Toda a informação que circula dentro de um • Toda a informação que circula dentro de um sistema informático é organizada em grupos de bits

• Os mais frequentes são os múltiplos de 8 bits: 8, 16, 32, etc.

Numeração Binária

• No sistema binário (0 e 1), para determinar o número de combinações com n bits, basta calcular 2n

• Exemplos:- 1 bit →→→→ 21 = 2 combinações possíveis (0 e 1)

0 0

0 1- 1 bit →→→→ 2 = 2 combinações possíveis (0 e 1)- 2 bits →→→→ 22 = 4 combinações possíveis- 3 bits →→→→ 23 = 8 combinações possíveis

0 1

1 0

1 1

0 0 0 0 0 1

0 1 0 0 1 1

1 0 0 1 0 1

1 1 0 1 1 1

Numeração Binária• 1 Byte →→→→ 8 bits →→→→ 28 = 256 combinações possíveis• Byte (B) = 8 bits representa unidade básica de memória =

1 caracter armazenado em memória• Tabela de 256

caracteres: ASCII

Binário x Decimal

• Decimal (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)

1998 = 1x1000 + 9x100 + 9x10 + 8x1

= 1x103 + 9x102 + 9x101 + 8x100= 1x103 + 9x102 + 9x101 + 8x100

• Binário (0 1)01101001 = 0 x 27 + 1 x 26 + 1 x 25 + 0 x 24 +

1 x 23 + 0 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 =

= 64 + 32 + 8 + 1 = 105 (em decimal)

• Efetuar divisões sucessivas por 2 até se obter o quociente 1• Agrupar o último quociente e todos os restos da divisão

encontrados por ordem inversa.• Exemplo:

Conversão Decimal � Binário

20 20 10 2

0 5 21 2 2

0 120(10) = 10100(2)

Unidades

• Simplificadamente

• Na verdade

Grandezas• Capacidade de Armazenamento

Memória RAM do PC 128 MB a 2 GB

Disquete 3,5’’ 1,44 MB

HD (Hard Disk) 80 GB (típico)

Zip Drive 100 MB

CD-ROM 700 MB (80 min) ou 680,4 MB (74min)CD-ROM 700 MB (80 min) ou 680,4 MB (74min)

DVD-ROM 4,25 GB por lado (1, 2 ou 4 lados: 4,25, 8,5 ou 17 GB) – 2h20min de vídeo por lado.

Pen-drive 256 MB, 512 MB, 1GB (típicos)

Cartão de memória (máquinas digitais) 512 MB, 1GB (típicos)

Software

Software

• São os programas, que tornam o computador útil, informando a ele como executar determinada tarefa.

• Representado por um conjunto de instruções • Representado por um conjunto de instruções (comandos) escritas em código binário (linguagem) � Programa

• Computador como conhecemos: Hardware + Software

Tipos de Software

• Sistemas Operacionais

• Aplicativos– Editores de Texto– Editores de Texto

– Banco de Dados

– Planilhas

– Gráficos, etc.

• Software de Desenvolvimento

Sistema Operacional (SO)

• Nível mais básico de software, representando a camada de "inteligência" que dá as instruções primárias para o funcionamento do computador. – Responsável pela supervisão e administração dos recursos de

hardwarehardware• SO é ativado sempre que o computador é ligado, permanecendo ativo

até que a máquina seja desconectada. • Gerencia memória, dispositivos de entrada e saída... Organiza tudo!!

– Responsável pela comunicação do computador com seu usuário, servindo ainda como suporte para a execução de software aplicativo.

• É o “chefe” dos demais softwares que executam em um computador

Exemplos de Sistemas Operacionais

Exemplos de Sistemas Operacionais• MS-DOS (Microsoft Disk Operating System)

– Usado nos primeiros PCs da IBM, daí a razão da sua popularidade– Maioria dos software ainda hoje implantados em microcomputadores

"rodam" baseados no DOS– interface de linha de comando a partir da qual o usuário insere, pelo

teclado, palavras e símbolos pré–definidos, que permitem a determinação determinação dos comandosque serão executados


• MS-Windows– Principal SO atualmente, usado na maioria dos PCs e notebooks

– Resposta da Microsoft à necessidade e desejo dos usuários passarem a contar com uma interface gráfica (GUI - Grafical User Interface), muito mais fácil de utilizar e extremamente mais agradável aos olhos, pela qual o usuário seleciona ícones, que comandam as operações desejadas.desejadas.

• Metáfora WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointing device)

Bill Gates


• MS-Windows XP– Principais características

• Projetado para o usuário final

• Emprego de interface gráfica / ícones

• Utilização intuitiva

• Apresenta ambiente • Apresenta ambiente multitarefa

• Oferece recursos de rede próprios

• Exige maiores recursos de hardware


• Linux– Ideologicamente

baseado em Unix,criado por LinusTorvalds

– Multi-tarefa emulti-usuáriomulti-usuário

– Multi-plataforma

– Open-Source (gratuito!!!)

– Vários desenvolvedores

Aplicativos

• Há categorias de aplicativos que se tornaram essenciais: editores de texto, planilhas, banco de dados, software de apresentação, etc.

Editores de Texto

Editores de Texto: WordPerfect

Editores de Texto: StarOffice (Linux)

Planilha Eletrônica

• Estrutura básica de uma planilha– área reservada se divide em linhas e colunas– cruzamento de cada linha e coluna representa uma célula na qual pode ser

armazenado um valor numérico, uma fórmula ou um texto qualquer. – células, quando têm seu conteúdo definido, passam a compor as tabelas

(ou planilhas), onde as colunas e linhas são planejadas de modo a permitir a disposição dos valores desejados, melhorando a organização do trabalho do usuário e o cumprimento das funções do software.

Planilha Eletrônica: Excel

Sistema Gerenciador de Dados (Banco de Dados)

• Utilizado para assegurar o armazenamento e o processamento dos dados estruturados de determinada organização

• SGBD (Sistema gerenciador de banco de dados) permite que os dados sejam armazenados em um formato pré-definido e os dados sejam armazenados em um formato pré-definido e recuperados posteriormente para que possam ser submetidos ao processamento desejado.

• Devido a sua alta flexibilidade e aplicabilidade em diversas área das organizações, esse tipo de software tem sido utilizado em larga escala para o desenvolvimento de sistemas de contabilidade, contas a pagar, controle de estoque.

• Exemplos: Oracle, RDB, DBase, SQL, MS-Access, Delphi,Progress.

Banco de Dados: Access

Editoração Eletrônica e Programas Gráficos

• Capacidade de trabalhar com alta resolução gráfica para produzir criações profissionais como cartazes, jornais, panfletos, slides/transparências, etc.slides/transparências, etc.

• Softwares mais sofisticados permitem adição de áudio, vídeo, etc.

• Exemplos: PowerPoint, PageMaker, Photoshop, Illustrator

PowerPoint

Adobe Photoshop

Navegadores Web (Browsers)• Internet Explorer

Navegadores Web (Browsers)• FireFox

Software para gerenciamento de projetos

• Conjunto de programas capazes de registrar a evolução do processo de desenvolvimento de projetos, independentemente do tipo de atividade.

• Geram a necessidade de maior envolvimento dos membros do projeto, no que se refere ao registro das ocorrências do projeto, no que se refere ao registro das ocorrências verificadas durante seu desenvolvimento

• Permitem o ganho de produtividade e tomam a tarefa de acompanhamento e gerenciamento das atividades muito mais ágil, representando, portanto, uma ferramenta capaz de otimizar os esforços empregados.

• Exemplo: Microsoft Project

Microsoft Project

Sistema de Gestão Empresarial

• A evolução da Tecnologia da Informação (TI) fez com que surgissem os Enterprise Resource Planing (ERP), ferramentas voltadas especificamente para propiciar um bom sistema informatizado de gestão empresarial.

• Premissa:• Premissa:– completa automação e integração de todas as variáveis dos

processos empresariais (recursos humanos, marketing, produção, vendas, compras, contabilidade) visando o apoio à tomada de decisão acertada.

• Exemplos de empresas que fabricam ERPs: SAP, MICROSIGA, DATASUL, BAAN, LOGOCETER e JEDWARDS.

Software de Desenvolvimento

MS Visual Studio

Software Livre

Software Livre

Características

Proprietário, código-fonte

Múltiplos desenvolvedores,não-proprietário, código-fonte disponível, gratuito

Software Comercial

Software Gratuito

Software Open SourceProprietário, código-fonte disponível, gratuito

Proprietário, gratuito

Proprietário, pago

Peopleware

Peopleware

• Profissionais ligados ao processamento de dados

Peopleware (cont.)

Redes de Computadores

Redes: Finalidades

Internet

• Origem: Guerra Fria• DARPA (Departamento de Defesa de Pesquisas

Avançadas) decidiu desenvolver uma rede de computadores que pudesse sobreviver a um ataque aos computadores que pudesse sobreviver a um ataque aos EUA – Redundância no tráfego e nos dados para sobreviver à

destruição de pontos da rede– Multi-plataforma (nem todos computadores precisam ser

iguais)

• Militar � Ensino / Pesquisa � Comercial / Cidadão

Internet: a rede das redes

Internet

• Não tem dono.– Cada uma das redes interligadas tem sua

própria administraçãoprópria administração

– Cada país pode ter suas políticas particulares a respeito (ex., China).

Internet: TCP / IP (Protocolo de Controle de Transmissão / Protocolo da Internet)

• Protocolo (conjunto de regras para que os computadores "conversem" entre si) que possibilitou a Internet chama-se TCP/IP () – Desenvolvido pelo Univ. de Berkley, sob encomenda do governo

americano• Fragmenta as informações que precisam ser transmitidas

– Esses fragmentos são identificados e enviados ao destino. O caminho até o – Esses fragmentos são identificados e enviados ao destino. O caminho até o destino normalmente não é único. A estrutura funcional das redes TCP/IP permitem que as rotas sejam dinamicamente criadas/alteradas baseando-se em tráfego (congestionamento) ou defeitos no caminho. O protocolo é forte o suficiente para sempre garantir que as informações sempre sejam "montadas" corretamente no destino. Havendo problemas na rede, pacotes podem até seguir rotas diversas para chegar o destino. Porém o protocolo sabe exatamente a ordem de montagem dos pacotes para garantir a integridade da informação transmitida.

• Permite a existência da Internet e que computadores que rodam sistemas operacionais totalmente distintos (como o DOS e o UNIX) conversem entre si sem problemas.

Endereço IP

• Cada site e cada computador possui seu próprio endereço e pode ser exibido de duas formas– Grupo de números com divisão de pontos entre eles. Ex.:

199.60.103.11 – Grupo de letras ou palavras com divisão de pontos entre eles. Ex.:

uol.com.br – Grupo de letras ou palavras com divisão de pontos entre eles. Ex.:

uol.com.br • A cada conjunto de computadores (exemplo uma rede

local) que seja ligada a Internet, é atribuído um nome de domínio e um grupo de endereços IP correspondentes, por uma entidade central em cada país. – FAPESP, sob a chancela do Comitê Gestor da Internet no Brasil – Esse controle centralizado é que permite que se encontre

informações sobre qualquer máquina ligada a Internet e onde ela se encontra.

Endereço IP (cont.)

WWW – World Wide Web

• “Versão ilustrada da Internet”

• Acesso a informações emvários formatos, a partir vários formatos, a partir dos navegadores Web

WWW - Histórico

• Tim-Berners Lee (físico) criou programa para uso pessoal: páginas interligadas por meio de palavras– Hipertexto– Hipertexto

HTML – Hypertext Markup Language

• Padrão para apresentação de hipertexto – recursos de estruturação de texto– inclusão de imagens e multimídia– links entre documentos– conjunto limitado de widgets

• botões, checkboxes, listas de seleção, caixas para entrada de texto, imagens mapeadas

• Páginas Web estão em HTML (.html ou .htm)

HTTP – HyperText Transfer Protocol

• Protocolo para transmissão de páginas Web construído em cima do TCP / IP

• URL: Universal Resource Locator• URL: Universal Resource Locator

• Outro protocolo: FTP (File Transfer Protocol)

Domínio

• Nome da instituição na Web

Tipos de Domínio

Internet / Web

• Internet � TCP/IP

• Web � Internet + HTTP + HTML

Para conectar à Internet / Web

• No seu computador– Modem (conexão discada)– Placa de Rede + modem específico (conexão banda

larga: Velox, Virtua, etc)– Navegador Web– Navegador Web

• Serviços– Provedor de acesso

• Banda Larga (Velox, Virtua)• Discado (UOL, Terra, etc.)

– Provedor de conteúdo (em alguns casos): UOL, Terra, Globo.com, etc.

Serviços Básicos Internet

• E-mail

• Navegação Web

• FTP• FTP

E-mail

Endereço Eletrônico

Ferramentas de E-mail

• Programas para troca de e-mails

• Exemplos: MS-Outlook, Eudora, Thunderbird

WebMail

• E-mail dentro de navegador web

SPAM• Mensagens não solicitadas• No ambiente Internet, "SPAM" significa enviar uma

mensagem qualquer para uma grande quantidade de usuários, sem primeiro verificar a utilidade do conteúdo da mensagem para aqueles destinatários.

• Propiciado pelo baixo custo de envio de mensagem eletrônica, causa inconveniência e custo para o destinatário.eletrônica, causa inconveniência e custo para o destinatário.

• Filtros anti-SPAM

• OBS: Prof. Alberto Raposo: [email protected]– Mensagens sempre com subject: [INF1503]...– Para diferenciar do SPAM

Navegadores Web

• Um "navegador" é uma ferramenta de software que você usa para ver as páginas da web, acessar webmail, etc.

• Surfar na web significa seguir os hyperlinks para • Surfar na web significa seguir os hyperlinks para diferentes páginas da web– O navegador é capaz de ler HTML

• Exemplos: Internet Explorer, FireFox.

Máquinas de Busca

• Devido à grande quantidade de informação na Web, máquinas de busca se tornam cada vez mais importantes para encontrar algum vez mais importantes para encontrar algum tipo de informação

• Exemplos

FTP: File Transfer Protocol

Outros Serviços na Web

• Chat– Conversa em tempo-real (texto, às vezes áudio / vídeo)

• ICQ, MSN, Skype

• Newsgroups, Foruns, FAQs• Newsgroups, Foruns, FAQs

• Blogs (diários)

• “Comunidades”: Orkut

• Jogos online

• E-commerce

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