Informática
Prof. Macêdo Firmino
Introdução à Informática
Macêdo Firmino (IFRN)
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Ábaco
Hoje em dia, os computadores estão presentes em nossa vida. Sejam
em casa, na escola ou em qualquer outro lugar, eles estão sempre
entre nós.
Ao contrário do que parece, a computação não surgiu nos últimos
anos. Os computadores são tão antigos quanto a própria civilização.
Na antiguidade, do Egito a China, os comerciantes utilizavam um
computador primitivo chamado ábaco para fazer contas. Com um
ábaco, você utiliza um fio para representar os números e consegue
realizar as operações de adição, subtração, multiplicação e divisão.
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Ábaco
Seu primeiro registro é datado no ano de 5500 a.c., pelos povos que
constituı́am a Mesopotâmia. Contudo, o ábaco também foi usado
posteriormente por muitas outras culturas: Babilônia, Egito, Grécia,
Roma, Índia, China, Japão, etc. Cada um destes povos possui uma
versão de especı́fica desta máquina, entretanto, preservando a sua
essência original. Seu nome na Roma antiga era “Calculus”, termo de
onde a palavra cálculo foi derivada.
O ábaco continuou sendo utilizado até a invasão das calculadoras de
bolso, que inutilizou o ábaco depois de 4.000 anos.
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Régua de Cálculo
Durante vários séculos, o ábaco foi sendo desenvolvido e aperfeiçoado,
sendo a principal ferramenta de cálculo por muito tempo. Entretanto,
os principais intelectuais da época do renascimento necessitavam
descobrir maneiras mais eficientes de efetuar cálculos.
Logo, em 1622, depois de Cristo, um padre inglês chamado William
Oughtred, criou uma tabela chamada de régua de cálculo.
O mecanismo do William já
possuı́a uma boa quantidade de
valores pré-calculados,
organizados em forma que os
resultados fossem acessados
automaticamente. Uma espécie
de ponteiro indicava o resultado
do valor desejado.
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Máquina de Pascal
Apesar da régua de cálculo de William Oughtred ser útil, os valores
presentes nela ainda eram pre-definidos, o que não funcionaria para
calcular números que não estivessem presentes na régua.
Pouco tempo depois, em 1642, o matemático francês Bleise Pascal
desenvolveu o que pode ser chamado da primeira calculadora
mecânica da história, a máquina de Pascal.
Seu funcionamento era baseado no uso de rodas dentada interligadas
(construı́da com 10 “dentes”), que giravam na realização dos
cálculos. Cada “dente” correspondia a um algarismo, de 0 a 9.
A primeira roda da direita
corresponde às unidades, a
imediatamente à sua esquerda
corresponde às dezenas e assim
sucessivamente. A máquina
permitia efetuar as operações de
adição e subtração.
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Máquina de Jacquard
No inı́cio do século XIX, o proprietário francês de um moinho,
chamado de Joseph Marie Jacquard, desenvolveu um tear que podia
ser programado. O tear utilzava grandes cartões perfurados para
controlar o padrão do tecido no material. O resultado era um bom
tecido com padrões florais ou geométricos.
Antes da invensão desse tear,
apenas os mais ricos podiam
comprar roupas com padrões
elaborados. A máquina de
Jacquard foi responsável pelo
ı́nicio da revolução na indústria
textil.
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Máquina de Babbage
Em 1820, um matemático inglês, chamado de Charles Babbage, criou
o primeiro projeto moderno de computador, chamado de Máquina de
Diferenças. A máquina seria capaz de calcular funções de diversas
naturezas (trigonometria, logaritmos), de forma muito simples.
Por causa de limitações técnicas e
financeiras, a Máquina de Diferenças
não foi implementada por Babbage.
Embora Babbage nunca tivesse sida
capaz de fazer com que sua máquina
funcionasse, ele descobriu quase tudo
dos princı́pios que fundamentam os
computadores de hoje.
Somente em 1991, o museu de Londres
construiu a máquina de Babbage.
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Máquina de Hollerith
A constituição dos EUA exige que se realize um censo populacional a
cada 10 anos. No final do século XIX, as técnicas de processamento
manual tomavam tanto tempo que os resultados do censo de 1880
levaram mais de sete anos para serem catalogados.
Por volta de 1880, um inventor americano, chamado Herman
Hollerith, que trabalhava no censo desenvolveu uma máquina que
codificava as respostas às perguntas do censo em cartões perfurados.A
máquina de Hollerith tinha um leitor de cartões perfurados que podia
processar 50 cartões em um minuto, além de classificá-las.
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Máquina de Hollerith
Cada cartão era dividido em zonas respeitantes ao sexo, idade,
morada, data de nascimento, raça e nacionalidade. Esta inovação
permitiu que o censo de 1890 fosse concluı́do dem dois anos e meio.
Posteriormente, Hollerith fundou
uma empresa a Tabulating
Machine Company para vender
os seus equipamentos de
processamento de cartões
perfurados. Por fim, esta
empresa se tornou a IBM.
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Mark I
A segunda guerra mundial foi um grande incentivo no
desenvolvimento de computadores, visto que as máquinas cada vez
mais estavam se tornando mais úteis em tarefas de desencriptação de
mensagens inimigas e criação de novas armas mais inteligentes. Entre
os projetos desenvolvidos neste perı́odo, o que mais se destacou foi o
Mark I, no ano de 1944, criado pela Universidade de Harvard (EUA),
e o Colossus, em 1946, criado por Allan Turing.
O Mark I tinha 17 metros de comprimento, 2,5 de altura e pessava 5
toneladas.
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Mark I
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ENIAC
A primeira geração de computadores modernos tinha com principal
caracterı́stica o uso de válvulas eletrônicas, possuindo dimensões
enormes. Eles utilizavam quilômetros de fios, chegando a atingir
temperaturas muito elevadas, o que frequentemente causava
problemas de funcionamento.
O principal computador que fez parte desta primeira geração foi o
ENIAC. O ENIAC foi desenvolvido pelos cientistas norte-americanos
John Eckert e John Mauchly sendo financiado pelo exército norte
americano.
Lançado em 1946, o ENIAC causou uma revolução no mundo da
computação. Esta máquina era em torno de 1000 vezes mais rápida
que qualquer outra que existia na época.
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ENIAC
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UNIVAC
O UNIVAC foi o sucessor comercial do ENIAC, desenvolvido em 1951.
O UNIVAC ganhou fama quando previu corretamente o vencedor da
eleição presidencial americana em 1952.
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UNIVAC
Em 1953, a IBM desenvolveu o seu primeiro computador comercial o
IBM 701.
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IBM 1401
Em 1947, uma invenção da Bell Labs, chamada de transistor, surgiu
para mudar a maneira de como os computadores eram construı́dos,
levando a segunda geração da tecnologia da computação. Os
computadores se tornaram mais rápidos, menores e mais confiáveis.
Um transistor é um dispositivo eletrônico que pode ser utilizado para
controlar o fluxo da eletricidade.
Um exemplo de computador desta época é o IBM 1401.
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PDP-8
Outros avanços aconteceram, entre eles se destacam o surgimento de
compartilhamento de tempo e circuitos integrados. O
compartilhamento de tempo permiti executar vários programas ao
mesmo tempo e com vários usuários. Um circuito integrado é
formado um um conjunto de transistores. Com estes avanços surgiu a
terceira geração de computadores.
Um exemplo de computador desta geração é o PDP-8 da empresa
DEC.
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Apple II
Com o desenvolvimento dos primeiros microprocessadores,
inicialmente pelos engenheiros da Intel, surgiu a quarta geração dos
computadores.
O destaque desta época foi o computador Apple II. Ele possuia
teclado, um monitor, uma unidade de disquete e um sistema
operacional.
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IBM PC
Em 1980, a IBM percebeu que o mercado de microcomputadores era
muito promissor para ser ignorado e contratou um jovem empresa,
chamada Microsoft Corporation, para desenvolver um sistema
operacional.
O primeiro IBM PC foi lançado em 1981, com um microprocessadores
da Intel e com o sistema operacional MS-DOS da Microsoft.
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Armazenamento de Dados
Um Disco rı́gido (HD) de 5 MB em 1956.
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Armazenamento de Dados
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O que é Computador?
Os computadores são dispositivos eletrônicos que, sob direção e
controle de programas, executam quatro operações básicas:
Entrada: recebem dados externo ao sistema computacional.
Processamento: executam operações aritméticas ou de comparação
(lógicas) sobre dados.
Saı́da: exibem os resultados ao mundo externo.
Armazenamento: armazenam os dados para uso posterior, quando
necessário.
Um programa de computador é uma lista de instruções, escritas em
uma linguagem de programação, que ditam ao computador como
executar estas quatro operações simples a fim de realizar uma tarefa.
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O que é Computador?
Em outra palavras, é uma máquina que pode ser programada para
receber dados, processá-los em informação útil e armazená-los.
Dados: fatos não processados representando pessoas e eventos.
Informação: dados que estão organizados e são significativos e úteis.
O que faz os computadores, hoje em dia, tão importantes é que são
rápidos e confiáveis. Por exemplo, um notebook pode executar
milhares de operações por segundo e podem fazer isso durante anos
sem um erro, causado pelos componentes fı́sicos do computador.
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O que é Computador?
Armazenamento Secundário
O dispositico de
armazenamento
secundário armazena
dados e programas
O dispositivo de
entrada envia dados
à unidade central de
processamento
Entrada
A unidade central de
processamento (CPU)
executa instruções
de computador
A memória mantém
dados e programas
em uso no momento
Saída
O dispositivo de saída
disponibiliza os dados
processados (as
informações)
Processamento
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Componentes de um Sistema Computacional
Hardware: equipamento associado ao sistema, ou seja, todos os
elementos materiais que o compõem.
Software: instruções que dizem o que o computador deve fazer. Sem
programas de computadores para conduzi-lo, um computador não tem
utilidade, não podem operar.
Pessoas:
Programador de computador: escreve software.
Usuário: adquire e usa software. Freqüentemente chamado de usuário
final.
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Componentes de um Sistema Computacional - Hardware
O hardware de um computador é constituı́do dos seguintes componentes:
Dispositivos de entrada: aceitam dados e instruções e os convertem
em uma forma que o computador possa entendê-los;
Dispositivos de saı́da: apresentam os dados de uma forma que as
informações possam entendê-los;
Dispositivos de processamento: promovem ou auxiliam no
processamento dos dados.
Dispositivos de armazenamento secundário: armazena dados e
programas para uso futuro;
Dispositivos de comunicação: permitem o fluxo de dados das redes
externas de computadores (por exemplo, a Internet) para a CPU e
vice-versa.
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Hardware - Dispositivos de Entrada
São exemplos de dispositivos de entrada:
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Teclado
É um conjunto de teclas agrupadas em que cada tecla, ou uma
combinação delas, representa um determinado caracter.
Essas teclas são ligadas a um chip dentro do teclado, responsável por
identificar a tecla pressionada e por mandar as informações para o
computador.
O meio de transporte dessas informações entre o teclado e o
computador pode ser sem fio, como o Bluetooth e infravermelho, ou
a cabo (PS/2 e USB).
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Mouse
É um dispositivo composto de uma pequena caixa ergonométrica com
três teclas ao alcance do dedo indicador. A medida que se movimenta
numa superfı́cie plana, produz um movimento em uma seta
(denominada de cursor) que aparece na tela e é usado para selecionar
opções nesta mesma tela.
Os mouses tradicionais utilizam bolas e rodanas para identificar o
movimento na superfı́cie. Por outro lado, os mouses ópticos utilizam
sensores para realizar a mesma tarefa.
Também existem outros tipos de dispositivos que se assemelham ao
mouse, são os touchpads (usados basicamente em notebooks) e
trackballs (bola invertida).
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Scanner
É um periférico de entrada responsável por digitalizar imagens, fotos
e textos impressos para o computador, um processo inverso ao da
impressora.
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Hardware - Dispositivos de Saı́da
São exemplos de dispositivos de saı́da:
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Monitor de Vı́deo
É constituı́da de diversos pontos luminosos denominados Pixel, sendo
que a quantidade de Pixel determina a resolução gráfica do monitor.
Podemos encontrar monitores:
Tela CRT (Tubo de raios catódicos): a tela é repetidamente atingida
por um feixe de elétrons, que atuam no material fosforescente que a
reveste, assim formando as imagens. Esta tecnologia apresenta como
vantagens: longa vida útil e um baixo custo de fabricação. No entanto,
apresentam maiores dimensões e possuem um elevado consumo de
energia.
Tela LCD: é um tipo mais moderno de monitor. Nele, a tela é
composta por cristais que são polarizados para gerar as cores.
Apresenta como vantagens: baixo consumo de energia e dimensões
reduzidas. São suas desvantagens: maior custo de fabricação e o
contraste não é muito bom como nos monitores CRT.
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Impressoras
É um periférico que, quando conectado a um computador ou a uma
rede de computadores, tem a função de dispositivo de saı́da,
imprimindo textos, gráficos ou qualquer outro resultado de uma
aplicação. Ou seja, servem para apresentar a saı́da da informação no
papel
São tecnologias de impressoras:
Jato de tinta: imprimem através de um cartucho de tinta.
Lazer: funcionam de modo semelhante ao das fotocopiadoras
utilizando tonner revelador, no lugar do cartucho de tinta.
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Hardware - Processamento
Os dispositovs de processamento são responsáveis por interpretar e
executar instruções de programa e comunica-se com os dispositivos de
entrada, saı́da e armazenamento.
Os dispositivos de processamento são:
Unidade central de processamento (CPU): é o centro de todas as
atividades computacionais, onde se controla o processamento, onde os
dados são manipulados, onde são feitos cálculos e comparações lógicas.
Memórias principal: responsáveis pelo armazenamento dos dados que
serão processados e das informações já processadas.
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Dispositivos de Memória
A memória consiste em dispositivos responsáveis pelo armazenamento
dos dados que serão processados e das informações já processadas.
Armazenar dados consiste em manter um dado em um determinado
local enquanto se precisar dele, de tal forma que possa ser recuperado
quando necessário.
Dados podem ser armazenados de diferentes formas. Nos
computadores, são armazenados sob a forma de uma combinação de
elementos que podem assumir apenas os valores numéricos “um” ou
“zero”, ou os valores lógicos equivalentes, “verdadeiro” ou “falso”.
Podemos dividir a memória em:
Memória principal;
Memória secundária.
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Dispositivos de Memória
Caracterı́sticas da memória principal (RAM):
Alta velocidade de acesso: permitem o acesso quase que instantânea a
informação;
Custo elevado: este tipo de memória tem um maior custo quando
comparado ao custo da memória secundária;
Baixa capacidade de armazenamento: esta caracterı́stica é um
elemento limitante da memória principal, pois, uma vez que nos
computadores a quantidade de memória principal é sempre inferior à
secundária, esta passa apenas a ser utilizada em armazenamentos de
uso imediato e temporário, deixando o armazenamento prolongado para
a memória secundária.
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Memória Secundária
A memória secundária não pode ser endereçada diretamente pelo
processador. A informação precisa ser carregada em memória
principal antes de poder ser tratada pela CPU.
Os principais dispositivos de memória secundária são: disco rı́gido
(HD), disquetes, CD-ROM, DVD, memória flash (pendrives), dentre
outros.
A memória secundária tem como caracterı́sticas principais:
Baixa velocidade de acesso;
Baixo custo;
Alta capacidade de armazenamento;
Não é volátil: não perdem as informações quando é interrompido o
fornecimento de energia, permitindo guardar os dados
permanentemente.
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Disco Rı́gido
São componentes internos do computador formados por uma série de
discos magnéticos. Desta forma, apresentam os principais benefı́cios
do armazenamento magnético: a mı́dia magnética pode ser facilmente
apagada e regravada, e por muitos anos ela “lembrará” dos padrões
de fluxo magnético nela armazenados.
Para aumentar a quantidade de informações que a unidade pode
armazenar, a maioria dos discos rı́gidos tem múltiplos discos (ou
pratos). Esta unidade tem três discos e seis cabeças (cabeças
magnéticas de leitura/gravação):
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Armazenamento Óptico
Os discos ópticos são criados utilizando o laser para queimar os
minúsculos orifı́cios na sua superfı́cie, a fim de representar os dados
digitais. Uma unidade óptica lê esses dados focalizando um feixe de
luz gerado pelo laser na superfı́cie do disco. A unidade detecta as
flutuações da luz causadas pelos orifı́cios, traduzindo em dados que o
computador possa utilizar.
os principais tipos de disco ópticos são: CD-ROM, CD-ROM gravável
(CD-R), CD-ROM regravável (CD-RW), DVD-ROM e Blu-ray.
Um CD possui uma trilha espiral de dados que circula do lado interno
para o lado externo do disco.
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Outros Componentes
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Outros Componentes
Fonte de alimentação: transforma a corrente alternada em corrente
contı́nua necessária para a operação do computador e reduz a tensão
de acordo com a necessidade da placa-mãe.
Estabilizador: aparelho que faz com que a corrente elétrica chegue até
o computador de uma forma mais estável, evitando assim a queima
do equipamento.
Nobreak: realiza basicamente a estabilidade da corrente elétrica e
garante através de baterias auxiliares um perı́odo de funcionamento
dos equipamentos elétricos ligados a ele. Proporciona uma automonia
de energia elétrica que pode variar em função da capacidade da
bateria. Evita danos nos equipamentos causados pela queda repentina
de energia elétrica.
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Outros Componentes
Placa-mãe: é uma grande placa de circuito que conectam chips,
incluindo o microprocessador e os chips de memória. Ela também
conecta os slots de expansão (barramentos) e as placas controladoras
(por exemplo, placa de vı́deo, rede, fax modem e áudio).
Gabinete: é uma caixa, normalmente de metal, que aloja o
computador.
Cooler : é um objeto de metal que tem a função de dissipar o calor,
geralmente utilizados nos processadores.
Portas: é um encaixe que permite que você conecte periféricos como
impressora, teclado e mouse. Geralmente, ficam na parte traseira do
gabinete.
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Exercı́cios
1. O que você aprendeu com a história dos computadores?
2. Quais são as quatro operações básicas executadas por um
computador?
3. O que são programas de computador?
4. Quais são os componentes de um sistema computacional? e
qual é a função de cada um?
5. Apresente dispositivos de entrada e dispositivos de saı́da de
dados.
6. Qual é a diferença entre hardware e software?
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Exercı́cios
7. Descreva os tipos diferentes de memória utilizados em um
sistema tı́pico de computador.
8. Quais são as diferenças entre os HDs e os CD-ROMs?
9 Qual é a diferença da fonte de alimentação, estabilizador e
nobreak?
10 O que é a placa-mãe e gabinete?
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