dsc/cct/ufcg generalidades de informática e do domínio da informação introdução à...
TRANSCRIPT
DSC/CCT/UFCG
Generalidades de Informática
e do Domínio da Informação
Introdução à Informática
Prof.: José Eustáquio Rangel de Queiroz
[email protected]@lmrs-semarh.ufpb.br
Carga Horária: 60 horas
2
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de Computação
Computador Máquina eletrônica capaz de receber
informações, submetê-las a um conjunto especificado/ pré-determinado de operações lógicas/ aritméticas e fornecer o resultado destas operações
Introdução
3
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de Computação
Os computadores atuais são dispositivos eletrônicos que, sob direção e controle de um programa, executam quatro operações fundamentais:
Entrada (Input)
Processamento (Processing)
Saída (Output)
Armazenamento (Storage)
Introdução
4
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Ciclo IPOSEntraEntradada
ProcessamProcessamentoento
ArmazenaArmazenamentomento
SaídSaídaa
Sistemas de Computação
5
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistema de computação Integração de componentes atuando como uma
entidade, com o propósito de processar dados, i.e. realizar algum tipo de operação aritmética/ lógica envolvendo os dados, de modo a produzir diferentes níveis de informações
Sistema Computacional
Sistemas de Computação
6
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Componentes de um Sistema Computacional
PeoplewPeoplewareare
SoftwaSoftwarere
HardwaHardwarere
Sistemas de Computação
7
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Peopleware Componente humana de um sistema de
computação, i.e. indivíduos que utilizam o computador como ferramenta
Componentes de um Sistema Computacional
Sistemas de Computação
8
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Hardware Componente física de um sistema de
computação, i.e. todos os equipamentos utilizados pelo usuário nas ações de entrada, processamento, armazenamento e saída de dados
Componentes de um Sistema Computacional
Sistemas de Computação
9
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Software Componente lógica de um sistema de
computação, i.e. séries de instruções que fazem o computador funcionar (programas de computador)
Componentes de um Sistema Computacional
Sistemas de Computação
10
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Grande diversidade de computadores atuais
Dimensões, custos, propósitos e funcionalidades
Necessidade de agrupamento em categorias
Classificação de Computadores
Sistemas de Computação
11
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Quanto às Características de construção 1ª geração (anos 50) 2ª geração (1ª metade dos anos 60) 3ª geração (meados dos anos 60 a meados dos anos
70) 4ª geração (meados dos anos 70 ao início dos anos 90) 5ª geração (início dos anos 90 aos dias atuais) (?)
Sistemas de Computação
Classificação de Computadores
12
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Quanto ao Princípio de construção (quanto à Natureza do processamento)
Analógicos Digitais
Sistemas de Computação
Classificação de Computadores
13
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Quanto ao Quanto ao Âmbito de ação Propósitos Gerais Propósitos Específicos
Sistemas de Computação
Classificação de Computadores
14
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Quanto aoQuanto ao Porte (dimensões, custos, desempenho e propósito)
Supercomputadores Mainframes Minicomputadores Estações de trabalho Computadores pessoais
Sistemas de Computação
Classificação de Computadores
15
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
1ª GERAÇÃO (anos 50) Componente básico: válvula
Grandes dimensões Aquecimento relevante Dispêndio significativo de energia elétrica
Ocupação de espaço físico considerável Dispositivos primitivos de E/S (uso de fita de papel
e cartões perfurados)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
16
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
1ª GERAÇÃO (anos 50) Domínio restrito e uso em aplicações científicas e
militares Linguagem de programação (LP): linguagem de
máquina Operações internas medidas em ms
(milissegundos)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
17
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
2ª GERAÇÃO (1ª metade dos anos 60) Componente básico: transistor
Menores dimensões relativas às das válvulas Menor aquecimento Menor dispêndio de energia elétrica Maior durabilidade e confiabilidade
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
18
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
2ª GERAÇÃO (1ª metade dos anos 60) Redução das dimensões dos equipamentos Ampliação da gama de aplicações (administração e
gestão) Surgimento das primeiras LP Além dos núcleos de ferrite, uso de fitas e
tambores magnéticos como dispositivos de armazenamento
Operações internas medidas em s (microssegundos)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
19
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 a meados dos anos 70)
Marco inicial: surgimento dos circuitos integrados (CI)
Componente básico: LSI (Large Scale Integration) (chip)
Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares de transistores
Redução das dimensões x Elevação do desempenho
20
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 a meados meados dos anos 60 a meados dos anos 70dos anos 70)
Evolução dos Sistemas Operacionais (SO) Advento da multiprogramação, do processamento
em tempo real e do modo interativo Uso de semicondutores e discos magnéticos como
dispositivos de armazenamento Operações internas medidas em ns
(nanossegundos)
21
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 ao início meados dos anos 70 ao início dos anos 90dos anos 90)
Marco inicial: surgimento dos microprocessadores Componente básico: VLSI (Very Large Scale
Integration) Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares
de transistores Miniaturização dos computadores Advento dos Computadores Pessoais (PC)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
22
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 ao início dos anos 90)
Surgimento de diversas LP de alto nível Nascimento da Teleinformática, transmissão de
dados via redes de computadores Operações internas medidas em ps
(picossegundos)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
23
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
5ª GERAÇÃO (início dos anos 90 aos dias início dos anos 90 aos dias atuaisatuais) Obsolescência do conceito de geração Componente básico: ULSI (Ultra Large Scale
Integration) Pastilha de silício de 1 cm2 contendo milhares
de transistores Características: aplicações de linguagem natural,
processamento paralelo, inteligência artificial
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto às Características de Construção
24
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
5ª GERAÇÃO (início dos anos 90 aos dias atuais)
Velocidade de processamento bastante elevada Alto grau de interatividade
Sistemas de Computação
Alguns historiadores consideram os computadores atuais ainda como de 3ª GERAÇÃO, enquanto outros afirmam que as máquinas construídas de 1970 até os dias atuais pertencem à 4ª GERAÇÃO. Uma terceira corrente apregoa que a 4ª GERAÇÃO iniciou a partir de 1975, com a integração VLSI. Uma quarta corrente de historiadores considera como 5ª GERAÇÃO desde as máquinas RISC, a integração ULSI e o advento do processamento paralelo.
Classificação quanto às Características de Construção
25
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores ANALÓGICOS Representa variáveis por meio de analogias físicas Categoria de computadores destinada à resolução
de problemas referentes à condições físicas, por meio de quantidades mecânicas ou elétricas, utilizando circuitos equivalentes como analogia ao fenômeno físico que está sendo tratado
Processamento contínuo da informação recebida A informação pode ser um conjunto de valores e.g.
de corrente elétrica, de temperatura ou de velocidade
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Princípio de Construção
26
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores DIGITAIS Processamento da informação representada por
combinações de dados discretos ou descontínuos
Em essência, trata-se de equipamentos projetados para a execução de seqüências de operações lógicas e aritméticas
Grande versatilidade de uso Maior utilização do que os computadores analógicos
Sistemas de Computação
Via de regra, quando não é feita qualquer referência à natureza Via de regra, quando não é feita qualquer referência à natureza do computador subentende-se que se trata de um computador do computador subentende-se que se trata de um computador digitaldigital..
Classificação quanto ao Princípio de Construção
27
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores de âmbito ESPECÍFICO Computadores concebidos para desempenhar um
conjunto reduzido e específico de tarefas
Uso e.g. no controle de mecanismos industriais e em cálculos científicos
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Âmbito de Ação
28
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores de âmbito GERAL Computadores capazes de desempenhar uma
grande variedade de tarefas, através da execução de um grande número de programas
Uso bastante difundido em escritórios, escolas e residências
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Âmbito de Ação
29
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
O computador também pode ser classificado quanto à utilização
Científico Comercial
A maioria dos fabricantes dispõe atualmente de produtos ditos de uso geral, os quais comportam o uso tanto na em nível científico quanto comercial
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto à Utilização
30
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computador Científico Utilização para propósito de cálculo e pesquisa
científica, em áreas nas quais se requer resultados mais precisos e volume reduzido de entrada e saída de dados
Computador Comercial Uso em situações que requerem o tratamento
rápido e seguro de problemas que comportam grande volume de entrada e saída de dados (maioria das máquinas usadas nas empresas)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto à Utilização
31
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
SupercomputadoresSupercomputadores MainframesMainframes MinicomputadoresMinicomputadores Estações de trabalhoEstações de trabalho Computadores pessoaisComputadores pessoais
Desktop Notebook Palmtop
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
O grande desenvolvimento das comunicações tem introduzido um novo conceito computacional: computador de rede.
32
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Supercomputadores Grande poder de processamento Principal uso no campo científico, notadamente
no âmbito de simulações Exemplos de aplicação
previsão de tempo modelagem tridimensional
Computadores de âmbito usualmente específico (execução de um grupo reduzido de tarefas)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
33
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Supercomputadores Custo muito elevado Grande porte e requisitos especiais de
funcionamento (e.g. refrigeração) Exemplos
CRAY Y-MP IBM 9021
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
CRAYCRAYNEC SX-6NEC SX-6
34
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Mainframes (Computadores de Grande Porte)
Sistemas destinados ao processamento de volumes consideráveis de dados e à execução simultânea de programas de uma gama numerosa e diversificada de usuários
Uso em grandes empresas, face à necessidade de
armazenamento de grande quantidade de informação e de rápido acesso à informação
Acesso do mainframe pelos usuários via terminais (grande quantidade de terminais está conectada ao mainframe)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
35
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Mainframes (Computadores de Grande Porte) São de âmbito extenso, contrariamente aos
supercomputadores uso em grandes organizações, e.g. bancos, companhias de seguros e centros de investigação
Exemplos Sistemas IBM 3090 Control Data CDC 6600
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
36
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Mainframes (Computadores de Grande Porte) Terminal “burro”
Execução de todo o processamento no mainframe O terminal atua apenas como meio de entrada e
visualização dos dados
Terminal “inteligente” Execução de parte do processamento no terminal Usualmente um computador pessoal
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
37
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Minicomputadores Resultante do processo de redução das
dimensões dos sistemas computacionais Capacidade de processamento elevada Conexão com terminais Computadores de médio porte adequados a
tarefas variadas, e.g. controle de processos industriais e gestão de sistemas multi-usuário
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
38
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Minicomputadores Com o aparecimento e evolução dos
microcomputadores, a distinção entre minis e micros é cada vez menos nítida
Exemplos VAX-11/780 (DEC) Sistemas AS/400 (IBM)
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
Minicomputador IBM-1130 (produzido a partir de 1969)
www.epub.org.br/correio/ cp970923.html
39
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Estações de trabalho (workstations) Situam-se logo abaixo dos minicomputadores Geralmente possuem arquitetura RISC e sistema
operacional UNIX
Especialmente no tocante à velocidade do processador e capacidade de memória, o poder de uma estação de trabalho é similar ao de um minicomputador
Destinadas ao uso por um único usuário, ao
contrário dos minicomputadores
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
40
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Estações de trabalho (workstations) Em essência, trata-se de um microcomputador
projetado para a execução de tarefas pesadas, em geral na área científica ou industrial
Computações matemáticas complexas, projetos auxiliados por computador (CAD), processamento de imagens
Exemplos Sistema DECstation 5000/33 IBM RS/6000
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
Desktop/RackMount Ultra 10Solaris Workstations/Serverswww.nextcomfigure.com/
41
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais Também conhecidos como microcomputadores,
micros e PC (personal computers)
Diversas formas e modelos
Característica marcante: integração do processador (único e de dimensões bastante reduzidas) em um pequeno chip de memória semicondutora (microprocessador)
Capacidade de processamento com evolução rápida
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
42
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais Possibilidade de substituição de computadores
de maior porte pela interligação em rede de computadores pessoais
Preços cada vez mais acessíveis a indivíduos Fácil atualização (upgrade) de hardware Tendência à redução cada vez maior das
dimensões Presente em praticamente todos os tipos de
empresas
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
43
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais Há no mercado várias categorias de
microcomputadores Classificação usualmente relacionada ao tamanho
físico do equipamento e seu grau de portabilidade
Tipos Desktop Notebook Palmtop
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
44
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais DesktopDesktop
Computador de mesa
Mais comum dos micros
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
InfoWay Advanced (Itautec)www.itautecshop.com.br/
45
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
Os microcomputadores portáteis (alimentados por bateria) recebem diversas denominações, em função de suas dimensões: os maiores foram denominados laptopslaptops;; em seguida, surgiram os notebooksnotebooks, menores, de dimensões mais próximas às de um caderno, e os subnotebookssubnotebooks, ainda menores. Há também os handhelds ou palmtopspalmtops, assim denominados por caberem na palma da mão, e os pocket PC, por caberem no bolso.
Computadores pessoais NotebookNotebook
Computador portátil Alimentado por energia elétrica ou baterias Mais caro Capacidade de processamento similar à de um
desktop
InfoWay Note L3800(Itautec)
46
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais Handhelds, Palmtops e PocketPC
Computadores portáteis de pequeno porte Alimentados por energia elétrica ou baterias Caros comparativamente aos custos dos desktops Capacidade de processamento inferior à dos
desktops e notebooks Também conhecidos por PDA (Personal Digital
Assistants)
PocketWay (Itautec) (120,8 x 76,8 x 13,8) mm/ 150g
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
47
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores pessoais Macintosh
Computador pessoal da empresa Apple
Emprego usual no domínio do processamento gráfico por arquitetos, designers gráficos e projetistas de aplicações gráficas envolvendo vídeo e multimídia
Simplicidade, facilidade de uso e capacidade de integração de uma extensa gama de mídias (e.g. áudio, vídeo, gráficos), com ênfase na mídia gráfica
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
48
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
O Mac foi o primeiro computador pessoal a incluir: drive de disco de 3½” e drive de CD-ROM, além de ter sido o primeiro a possibilitar a visualização de imagens fotorrealistas em milhões de cores e a exibir seqüências de vídeo. [Apple]
Computadores pessoais Macintosh
PowerBook G4 (1o notebook de 17”)
17”
1”
Mac G4
iMac
Cinema HD Display
49
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Computadores de Rede (Network Computers) Provisão de grande parte das funcionalidades dos
PC por preços relativamente inferiores
Compartilhamento de software via rede de computadores Possibilidade de prescindência de unidades de disco
Sistemas de ComputaçãoClassificação quanto ao Porte
50
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
“O cérebro cérebro humanohumano, de um ponto de vista estritamente funcional, pode ser definido como um sistema complexo de 100 bilhões100 bilhões de de neurôniosneurônios. Para conter o mesmo número de elementos do cérebro, um computadorcomputador dosdos anos 40anos 40 ((válvulas) teria as dimensões de São Paulo, enquanto no final dos anos 50final dos anos 50 teria as dimensões do Cristo Redentor e nos anos 60anos 60 teria as dimensões de um ônibus. Atualmente, cérebro e computador entraram num acordo de dimensões.”
51
DSC/CCT/UFCG
rang
el@
dsc.
ufpb
.br
rang
el@
lmrs
-sem
arh.
ufpb
.br
Sistemas de Computação
José Eustáquio Rangel de Queiroz
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E COMPUTAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA