Tecnologia de Informação
• Conjunto de tecnologias com suporte
tendencialmente em meios electrónicos
como os sistemas computorizados, em que é
processada, armazenada ou transmitida de
forma automatizada a informação gerada
por esses sistemas
1
Tecnologias de Informação
• Suportes físicos associados
• Diferentes áreas de aplicação:
–
–
–
–
Informática
Burótica (escritório electrónico)
Telemática (informática e telecomunicações)
Controlo e Automação (sistemas informáticos
no controlo de processos industriais)
2
Dados versus Informação
• Dados: Representação
de factos, conceitos ou
instruções de um
modo convencional e
adequado à
comunicação,
interpretação ou
tratamento por meios
humanos ou
automáticos
• Informação:
Significado atribuído
aos dados através de
convenções a eles
aplicadas, portanto
articulados entre si
3
Dados versus Informação
• Um facto ou um dado susceptível de transportar
conhecimento é informação
• Toda a informação capaz de ser reduzida a um
conjunto de dados sujeitos a operações repetitivas
é automatizável (por contraponto com a
informação não automatizável)
Informação
automatizável
DADOS
Operações sobre
dados
PROCESSAMENTO
Resultados
INFORMAÇÃO
4
Informática
• Ramo científico-tecnológico que engloba os
métodos e técnicas de processamento de
informação usando meios automáticos
• Abrange análise, concepção, criação
implementação e operação de meios
informáticos
• Cruza-se com outras áreas tecnológicas
(tecnologia electrónica)
5
Informática versus Informação
Papel da informática para com a informação:
• Processamento: tratamento ou cruzamento de
dados com vista à obtenção de resultados
• Armazenamento: garantir a persistência dos dados
de modo a que não se degradem e que possam
futuramente ser acedidos de um modo eficiente
• Transmissão: troca de dados entre agentes (ex.
computadores) que processam ou interpretam a
informação. Pode ser de âmbito local, regional ou
mesmo inter-continental (ex. através da Internet) 6
Computador
• Surge da necessidade do homem se libertar de
tarefas repetitivas
• Evolução de sistemas de cálculo, inicialmente
mecânicos - Ábaco
• Computadores actuais têm um potencial de cálculo
muito elevado
• ..No entanto não conseguem resolver sozinhos os
problemas se não forem devidamente instruídos
• Para que o homem consiga resolver um problema
através de um computador tem que tornar esse
problema computável
7
Computador
“Aparelho electrónico de comando humano que,
com extraordinária rapidez realiza cálculos
complicados e resolve problemas difíceis relativos a
trabalhos científicos, gestão de empresas,
telecomunicações, planeamento de voos de avião,
etc., tratando os dados que lhe são introduzidos
segundo instruções previamente programadas e
fornecendo opu armazenando, para utilização
imediata ou posterior, os resultados dessas
operações.”
in Dicionário da Língua Portuguesa - Porto Editora 8
Sistemas Informático constituído por:
Hardware + Software
• Hardware: É todo o
equipamento físico que
faz parte do sistema
informático. Podem ser
usadas diversas
tecnologias no seu
fabrico (electrónica
analógica, electrónica
digital, mecânica,...)
• Software: Criação
intelectual que
compreende os
programas,
procedimentos, regras e
qualquer documentação
associada, relativos ao
funcionamento de um
sistema de
processamento de dados
9
Divisão habitual do Software
• Software de sistemas:
Camada de software
adaptada à arquitectura de
hardware em questão e
que oferece ao restante
software assim como ao
utilizador a possibilidade
de explorar recursos
disponibilizados pelo
sistema informático
• Software de aplicação:
Todo o software
concebido para
resolução de problemas
de aplicação genéricos
ou específicos de vários
domínios (ex.
processamento de texto,
folhas de cálculo,
representação gráfica ...)
10
Software de aplicação
Software de sistema
•Sistemas Operativos
(englobam diversos
módulos como: gestão do
sistema de ficheiros, controlo
dos periféricos, interface de
comandos com o utilizador,
gestão do uso da capacidade de
processamento,... )
•Processadores de texto
•Folhas de cálculo
•Gestores de bases de dados
•Programas de desenho
•Programas de Cad
•Programas de contabilidade,
salários, gestão comercial
•Tratamento estatístico
•...
Browsers :
software de pesquisa para Internet suportando vários serviços
11
Estrutura de um Sistema
Informático
(conjunto de partes dependentes e interrelacionadas entre si, que realizam
determinados objectivos)
input
Dispositivos de
entrada de dados
Unidade Central de
Processamento (CPU)
output
barramento
Dispositivos de
saída de dados
Dispositivos de
armazenamento
(memória)
12
Sistemas de numeração
• Permite representar uma quantidade usando um
conjunto de símbolos
• A quantidade de diferentes símbolos existentes
num dado sistema de numeração representa a sua
base (binário: 2; hexadecimal: 16; octal: 8; ... )
• Exemplo do sistema de numeração decimal que é
composto por dez símbolos diferentes: 0, 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7, 8, 9.
• É possível converter uma quantidade expressa
num sistema de numeração para outro sistema de
numeração
13
Unidades de Informação usadas
em Informática
• Unidade mínima de informação: “binary
digit” Bit ou dígito binário - tem dois
estados possíveis.
• Geralmente a informação é manipulada em
sequências de 8 bits. Byte é a designação
adoptada para um octeto ou conjunto de 8
bits.
1 byte = 8 bits
1 MB (Megabyte) = 1024 KB
1 TB (Terabyte) = 1024 GB
1 Kb (Kilobyte) = 1024 bytes
1 GB (Gigabyte) = 1024 MB
14
Sistema de numeração binário
• Como o computador processa informação
em formato digital, é necessário haver
conversão do sistema decimal para o
sistema binário.
exemplo:
binário: 0 1 0 0 1 0 0 0
decimal: 72
0x27+1x26+0x25+0x24+1x23+0x22+0x21+0x20 = 72
72 2
0 36 2
0 18 2
0 9 2
1 4 2
0 2
0
Conversão Base 2 para Base 10
e Conversão Base 10 para Base 2
2
1 2
1
15
Unidade Central de
Processamento (Processador)
(unidade funcional que, num computador, interpreta
e executa instruções. Um processador é constituído,
pelo menos, por uma unidade de controlo de instruções
e uma unidade aritmética e lógica)
CPU
Descodificação
Controlo
(Registos)
Aquisição
Buffer de
instruções
bus ou barramento
unidade aritmética e lógica - ALU
16
Funcionamento genérico de um
microprocessador - CPU
• Um registo (program counter) especial do CPU
contém o endereço de memória da próxima
instrução a ser executada
• É feita a aquisição da instrução a ser executada pelo
CPU, sendo esta enviada para o buffer de instruções
• A unidade de controlo descodifica a instrução que
poderá ser de entrada/saída ou uma operação que
será executada na ALU
• A ALU utiliza um registo especial (Acumulador)
para aí colocar o resultado das operações
17
Conceitos de Hardware e electrónica
• Arquitectura: Conjunto de regras de
estrutura/organização geral de um computador
• Transístor: dispositivo semicondutor utilizado
essencialmente para comutação (a corrente passa/a
corrente não passa). Comporta-se, portanto como
um interruptor
• Circuito integrado: associação de transístores,
resistências,.. , ligados entre si de modo a
produzirem circuitos lógicos com um volume
muito reduzido e que possuem funções específicas
18
Memória de um computador
• Primária: onde são carregados os programas
antes de serem executados pelo CPU; CPU tem
acesso directo a ela através do barramento; muito
rápida no acesso e na escrita
• Secundária: acesso e manipulação mais lenta
através de software e hardware de controlo; maior
capacidade que memória primária; persistência
para além de uma sessão
Memória: Constituída por um número finito de posições.
Cada posição tem associado um endereço e armazena um valor
19
Dispositivos de armazenamento - 1
Memórias primárias
(interactuam directamente com o CPU)
• Memória ROM (“Read Only
Memory”):
-PROM (“Programmable
Read Only Memory”)
-EPROM, EEPROM
(memórias reprogramáveis “Erasable”, “Electronic
Erasable”)
• Memória RAM (“Random Access
Memory”)
• Tecnologias de fabrico:
-DRAM (“Dynamic RAM”), FTP
(“Fast Page Mode”) ou EDO
(“Extended Data Out”), até 1Gbit!
-SRAM, + rápida, usada geralmente
em memórias cache (“Static
RAM”)
-VRAM, memória DRAM específica
para placas gráficas ( dois portos
20
de dados )
Dispositivos de armazenamento - 2
Memórias secundárias
(persistentes, maior capacidade de armazenamento,
usualmente designadas por memórias de massa)
•
•
•
•
•
Discos rígidos (hard disk): capacidade > 1Gbyte
Disquetes (floppy disks): 720KB, 1.44MB
Discos compactos - CDs: 650 MB
DVDs (Digital Video Disc): vários biliões de bytes
Bandas magnéticas (tape streamer) -acesso
sequencial: 60MB (média)
• DATs (Digital Audio Tape): alguns Gygabytes
21
Placa principal típica de um PC
(“motherboard”)
bateria
controlador
teclado
Memória
RAM
Memória
cache
ROM BIOS
bus
controladores
de barramento
CPU
Slots de expansão
22
Arquitecturas de barramento
•
•
•
•
•
ISA (“Industry Standard Architecture”) - 16 bits
MCA (“Micro Channel Architecture”) - 32 bits
EISA (“Enhanced ISA”) - 32 bits
VLB (“Vesa Local Bus”) - 32 bits
PCI (“Peripheral Component Interconnect”) - 32 ou
64 bits (PCI 2.1 permite até: 64 bits dados e
endereçamento ; 66 MHz de frequência de
funcionamento ; 264 Mb/s taxa de transferência)
23
Componentes electrónicos geralmente presentes numa board
de PC (seu “chipset”)
A motherboard contém toda a lógica que complementa o processador (e coprocessador) e memória.
Funções/Componentes:
-Descodificação de endereços e mapeamento de memória
-Controlador de teclado
-Canais DMA (“Direct Memory Access”)
-Controlador de interrupções
-Controladore(s) de barramento
-Relógio/calendário alimentados por bateria interna
-Oscilador controlado por cristal
-Controlador de acesso à memória principal
-Controlador da cache externa ao uP
-Lógica para comutação para "turbo"
-Lógica de programação de "wait state"
-BIOS ROM
poderá ainda incluir:
-Controladore(s) para “slots” PCMCIA
-Gestão de consumo ("green" power-conservation logic )
-Lógica para sinal de vídeo para CRT, LCD, ou ambos
-Controladores para portas série, portas paralelas, “floppy”, SCSI e/ou IDE, etc.
-Placas de rede (ex. Ethernet)
24
Periféricos - dispositivos só de entrada,
só de saída ou de entrada e saída
• Qualquer equipamento que, em relação a uma unidade de
processamento específica, permite que esta mantenha
comunicações com o exterior.
Permitem, por exemplo, suportar a interface entre o
utilizador e o computador.
• Interface : Fronteira partilhada entre duas unidades
funcionais, definidas pelas suas características físicas
comuns de interligação, características dos sinais e outras
características apropriadas. Este conceito implica que os
dois dispositivos tenham funções diferentes.
25
Dispositivos de entrada
• Teclado
• Rato (existem várias soluções técnicas adoptadas em
portáteis para permitirem o seu uso)
• Caneta/Leitor óptico
• Scanner (digitalizador de imagens) - de mão ou de
mesa
• Periféricos multimédia
• Periféricos para suporte de ambiente de realidade
virtual
• Sensores
26
Dispositivos de output
• Monitor CRT ou LCD (VGA, superVGA)
• Impressora (matriciais, jacto de tinta, laser, térmicas,
sublimação de cera, ...)
• Plotter (ou traçador gráfico)
• Data Show
• Colunas de áudio
• Outros periféricos multimédia
• Periféricos para suporte de ambiente de realidade
virtual
• Actuadores
27
Dispositivos de input/output
•
•
•
•
Drives de discos, disquetes, CDs, ...
Modems, modem-fax (modems internos ou externos)
Placas RDIS
Adaptadores de rede (cabo coaxial, par entrançado,
fibra óptica) - existem vários standards para redes de
dados
Algumas interfaces conhecidas:
-IDE, SCSI, RS-232,...
28
Classificação de sistemas
informáticos
• Alguns critérios de classificação: número de
utilizadores e tarefas com que o sistema
pode trabalhar simultaneamente, capacidade
do sistema em termos de velocidade de
processamento, capacidade de
armazenamento, capacidades gráficas,
número de processadores, arquitectura de
hardware e software.
29
Sistema
monoposto:
(standalone)
Sistema
multi-utilizador:
.Monotarefa
.Multitarefa
.Multiposto(centralizado)
.Rede de computadores
.Híbrido-cliente/servidor
.Sistema distribuído
30
Classificação tradicional dos computadores
-Grande porte:
-Médio porte:
-Pequeno porte:
Supercomputadores
Mainframes
Minis
Workstations
Micros / Ultramicros
Micros da família de PCs IBM-compatível:
-Processador x86, sistema operativo DOS ou MS-Windows
-Grande concorrente: Apple/Macintosh
Micros, outra distinção importante:
-Desktop, Notebook, Subnotebook
31
Evolução da linha de Processadores x86
Desempenho (MIPS - milhões de instruções por
segundo )
Nº de transistores (x10.000)
400
300
200
100
0
8086
286
386
486
Pentium
32
•
•
•
•
•
•
Democratização do IBM-compatível, clones
Predominância da dupla Intel/Micosoft
Outros fabricantes de processadores: AMD, Cyrix
Nova plataforma RISC - Power PC (IBM e Apple)
Avanços na tecnologia de miniaturização - VLSI
Mercado em grande crescimento e de grande
dimensão (Mundial)
...Grandes batalhas comerciais (políticas de preços
com margens muito pequenas)
33