conceitos bÁsicos de informÁtica, computadores e outras tecnologias de informaÇÃo

CONCEITOS BÁSICOS DE INFORMÁTICA,

COMPUTADORES E OUTRAS TECNOLOGIAS DE

INFORMAÇÃO

Objectivo• Tecnologias de Informação e

Sistemas Informáticos;• Principais componentes de um

Sistema Informático.

Informática e Tecnologias de Informação

INFORMAÇÃO + AUTOMÁTICA

INFORMÁTICA

Tratamento da Informação por meios

automáticos

Dispositivos electrónicos

ComputadoresSistemas Informáticos

Tecnologias de Informação

• As Tecnologias de Informação dizem respeito a processos de Tratamento, controlo e comunicação de informação, baseados em meios electrónicos, portanto, computadores ou sistemas informáticos.

Sistemas Informáticos – sua constituição básica

• Hardware + Software = Sistemas Informáticos.

Software De Aplicação

Processadores de texto, Base de Dados,

CAD, etc

De Sistema Sistema Operativo

Hardware Dispositivos CPU Dispositivos de Entrada de Saída Memória

Sistemas Informáticos – sua classificação genérica

•As sucessivas gerações de computadores;

•O tamanho ou a capacidade do computador:

•O número de utilizadores e de tarefas com que o sistema pode trabalhar em simultâneo.

Classificação segundo Gerações

Geração de computado

res

Período aproximado

Componentes mais

características

Unidade de medida das operações

1ª Geração 1945 – 1955 Válvulas Milissegundos

2ª Geração 1955 – 1965 Transístores Microsegundos

3ª Geração 1965 – 1975 Circuitos integrados –

chips

Nanosegundos

4ª Geração 1975 - ? Microprocessadores

picosegundos

Classificação segundo Gerações

Escalas de integração dos circuitos integrados

Siglas Significado N.º Componentes

SSI Small Scale Integration Menos de 10

MSI Medium Scale Integration De 10 a 100

LSI Large Scale Integration De 100 a 5000

VLSI Very Large Scale Integration De 5000 a 1000000

ULSI Ultra Large Scale Integration Mais de 1000000

Modelo de um SI

Classificação dos Computadores por categoria

Computadores

De Grande Porte

De Médio Porte

De Pequeno Porte

Supercomputadores

Mainframes

Minicomputadores

Workstations

Microcomputadores

Ultramicrocomputadores

Classificação dos Sistemas Informáticos quanto ao n.º de utilizadores e de tarefas que

permitem em simultâneo

Sistemas Informáticos

Sistemas Monoposto

Sistemas Multiutilizador

Monoposto - Monotarefa

Monoposto - Multitarefa

Sistemas Multiposto

Redes de Computadores

Principais Áreas da Informática

Software De Aplicação

Processadores de texto, Base de Dados, CAD,

etc

De Sistema Sistema Operativo

Hardware Computadores e Periféricos

Programação Engenharia de

Software

Operação utilização de

sistemas

Construção de equipamentos

Hardware

Outras Áreas das Tecnologias de Informação

• Telemática = Telecomunicações + Informática

• Controlo e Automação;• Domótica;• Burótica;• Etc.

A base digital do funcionamento dos sistemas informáticos

• Binary + Digit = BIT

• Os estados possíveis = 2n.º bits.• Com 1 bit, quantos estados

possíveis existem?• 21 = 2

A

0

1

• E para 2 bits quantos estados existem?

• 22 = 4;• E com 8 bits?• Temos 28 = 256

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

Conversão Digital - Analógico

• Para converter um n.º decimal num n.º binário deve-se fazer a divisão por dois.

• Faça a conversão do n.º 75.• Faça o n.º 125.

Conversão binário - decimal

• Primeiro: saber os valores das potências

• Depois multiplica-se os valores pelo bit;

• Finalmente somam-se todos os valores.

20 1

21 2

22 4

23 8

24 16

25 32

26 64

27 128

28 256

Principais Componentes de um Sistema Informático

Unidade de Processamento Central (CPU)

Memória ou dispositivos de armazenamento

Dispositivos de entrada (input)

Dispositivos de saída (output)

• Os dispositivos de entrada: teclado, rato, scanner, etc.;

• Os dispositivos de saída: monitor de vídeo, impressoras etc.

O Computador Internamente

A Placa principal ou Motherboard

• Os componentes de um PC são os seguintes:– Uma placa principal (motherboard) – a

placa de um circuitos impresso de maiores dimensões no interior do PC, na qual se vão ligar os periféricos através de conectores e placas de expansão.

– Placas de expansão – outras placas de circuito impresso ligadas à mptherboard através de encaixes (slots) próprios.

– Drives – unidades concebidas para funcionarem com discos, disquetes, CD’s ou outros dispositivos de armazenamento.

– Uma fonte de alimentação – que recebe a energia do exterior e a adapta ao funcionamento interno do PC.

– Cabos internos – que interligam os diversos componentes entre si.

As principais secções de uma Motherboard• Secções da motherboard:

– CPU ou Processador;– Memória RAM (Random Access

Memory):• DRAM (Dynamic RAM) • SRAM (Static RAM)

– Memória ROM (Read Only Memory);– Chips de Controlo;– Slots de Expansão;– Bus ou Barramento;– Conectores;

• A memória RAM está dividida:– DRAM (Dynamic RAM) – encaixa na

motherboard sob a forma de módulos;

– SRAM (Static RAM) – designada por cache, encontra-se usualmente na própria motherboard. Este tipo de memória destina-se a acelerar a transmissão de informação da DRAM para o processador.

O Processador ou CPU

• Trata-se de um circuito integrado que contém milhares ou milhões de componentes electrónicos elementares.

• É composto pelas seguintes secções:– Secção de aquisição e descodificação de

instrucções;– Secção de execução;– Unidade de controlo (UC);– Unidade Lógica e Aritmética (ALU);– Registos.

Ano Processador

Transístores Velocidade (Megahert

z)

Bus de endereços

Bus de dados

Registers (tamanh

o)

Caches

1978 8086 29 mil 4,75 20 bits 16 bits 16 bits -----

1982 286 134 mil 6 – 25 24 bits 16 bits 16 bits ----

1985 386 275 mil 16 – 40 24 bits 32 bits 32 bits ----

1989 486 1,2 milhões 25 – 100 32 bits 32 bits 32 bits 1º nível

1993 Pentium 3,1 milhões 60 – 233 32 bits 64 bits 32 bits 1º nível

1995 Pentium Pro 5,5 milhões 150 – 200 32 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2º nível

1997 Pentium II 7,5 milhões 233- 450 36 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2.º nível

1999 Pentium III 15 milhões 450 - ... 36 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2.º nível

Memórias RAM e ROM

Memória Primária – RAM e ROM

• Os sistemas informáticos são compostos por duas categorias principais: – Memórias primárias, principais ou

centrais;– Suportes de armazenamento

secundário, auxiliar, externo ou de massa.

Memórias Informática

s

Memórias Primárias

ROM

ROM

PROM

EPROM

EEPROM

RAMSRAM

DRAM

Suportes de Armazenamento Secundária

Discos

Disquetes

Bandas Magnéticas

CD’s

DVD’s

Memórias ROM

• Uma memória do tipo ROM consiste, basicamente, num chip que inclui um circuito integrado, onde são programadas (microprogramação) instruções de rotinas para o funcionamento básico do computador, como por exemplo, o arranque ou a interacção com dispositivos I/O.

• Memórias ROM:– PROM – Programable Read-Only

Memory – memórias cujo modo de fabrico permite, por uma só vez, serem programadas (microprogramação), através de dispositivos

apropriados;– EPROM – Erasable and Programable

ROM – memórias que podem ser apagadas e

reprogramadas as vezes que forem necessárias;– EEPROM – Electronic EPROM – memórias

que podem ser reprogramadas electronicamente.

• As memórias RÓM e ROM programável em geral não são usadas apenas nos computadores, mas também em dispositivos periféricos de computadores, tais como: teclados, impressoras, placas gráficas,etc.

Memórias do tipo RAM

• Considerada a memória principal dos sistema, consiste num espaço electrónico por onde passam temporariamente os programas e os dados com que o processador ou CPU vai ter de trabalhar em cada sessão.

• As diferenças entre a ROM e a RAM e que esta última permite leitura e escrita ao passo que a primeira só permite leitura.

Representação esquemática de um fragmento de RAM

• A capacidade da memória RAM avalia-se em bytes, e mede-se em múltiplos de bytes: kilobytes, megabytes, gigabytes,etc.– 1 bytes = 8 bits;– 1 KB (quilobytes) = 1024 bytes;– 1 MB (megabytes) = 1024 KB;– 1 GB (gigabytes) = 1024 MB;– 1 TB (terabytes) = 1024 GB.

Representação esquemática de uma memória cache

O BUS ou Barramento

Uma parte do Bus interliga o CPU e a RAM

• A motherboard contém um sistema de canais ou fios condutores por onde circulam os dados entre o CPU, a memória RAM e as placas de expansão dos periféricos.

• O barramento do sistema engloba três tipos de canais que se diferenciam entre si pelos diferentes tipos de sinais que circulam através deles:– Bus de dados;– Bus de endereços;– Bus de controlo.

BUS DE DADOS

• Canais por onde circulam os dados (mais exactamente, as instruções dos programas e os dados com que essas instruções operam) entre o processador e a memória principal (RAM) ou os dispositivos I/O;

BUS DE ENDEREÇOS

• Canais através dos quais são indicadas as posições de memória RAM ou dos dispositivos de I/O onde se encontram as instruções e os dados com destino ao CPU ou para onde são enviados os dados resultantes do processamento.

BUS DE CONTROLO

• Canais que sinalizam e controlam as operações em curso no sistema.

Arquitectura de BUS

• Ou barramento define o modo como o barramento está concebido para fazer a interligação entre o CPU e os dispositivos de I/O (através dos slots de expansão).

Siglas da Arquitectura de Barramento

• ISA – Industry Standard Architecture;• MCA – Micro Channel Architecture;• EISA – Extended ISA;• VL-Bus – VESA Local Bus;• PCI – Peripheral Component

Interconnect;• PC CARD ou PCMCIA – Personal Computer

Module Cards International Association;• USB – Universal Serial Bus;• AGP – Accelerated Graphics Ports.

Características da Arquitectura BUS

• As características mais importantes são:– Largura do bus ou número de canais

para a circulação dos dados (bit).– Velocidade a que esses mesmos

dados podem circular no bus – medida em hertz (impulsos por segundo)ou bps (bit por segundo).

Arquitectura ISA• É uma arquitectura de 16 bits, ou seja

16 linhas ou canais para a circulação dos dados e uma velocidade de 8 MHz – o que dá uma taxa de transferência de cerca de 8 megabits/segundo.

• Apesar de ser das mais antigas, esta arquitectura tem-se mantido em muitas motherboards, se bem que usualmente combinada com uma outra das arquitecturas mais recentes, como, por exemplo, a arquitectura PCI.

Arquitectura PCI

• Tem uma largura de bus de 32 bits, a 33 MHz – o dá uma taxa de transferência de cerca de 132 MB/segundo.

• Nesta arquitectura, tem-se em conta uma deferenciação entre dois tipos de secções do bus:

PCI

– As ligações com periféricos de baixa exigência ao nível da quantidade ou velocidade de transferência de dados;

– As conexões com periféricos de elevada exigência na transferência de dados, como é o caso dos discos e das placas gráficas que asseguram a constituição das imagens dos monitores; logicamente, é dada especial atenção a estas secções de bus (com a placa gráfica e com as unidades de discos).

Representação da Arquitectura PCI

Representação da Arquitectura AGP

Outras siglas

• Normalmente não constituem arquitecturas substituitivas das anteriores, mas antes melhoramentos ou adaptações específicas a determinadas questões que se colocam ao nível do Bus. Por exemplo, ligações de expansão - memórias, modems, placas de rede, etc.

Ligações de Periféricos ou Dispositivos I/O