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
Computadores
Sistemas 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
De Sistema
Hardware
Dispositivos
de Entrada
Processadores de texto,
Base de Dados, CAD, etc
Sistema Operativo
CPU
Memória
Dispositivos
de Saída
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
1ª Geração
Período
aproximado
1945 – 1955
Componentes
mais
características
Válvulas
Unidade de
medida das
operações
Milissegundos
2ª Geração
1955 – 1965
Transístores
Microsegundos
3ª Geração
1965 – 1975
4ª Geração
1975 - ?
Circuitos
Nanosegundos
integrados –
chips
Microprocessado picosegundos
res
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
Supercomputadores
De Grande
Porte
Computadores
De Médio
Porte
De Pequeno
Porte
Mainframes
Minicomputadores
Workstations
Microcomputadores
Ultramicrocomputadores
Classificação dos Sistemas
Informáticos quanto ao n.º de
utilizadores e de tarefas que permitem
em simultâneo
Sistemas
Monoposto
Monoposto - Monotarefa
Monoposto - Multitarefa
Sistemas
Informáticos
Sistemas Multiposto
Sistemas
Multiutilizador
Redes de Computadores
Principais Áreas da Informática
Operação
utilização de
sistemas
Programação
Engenharia de
Software
Software
De Aplicação
De Sistema
Hardware
Processadores de texto,
Base de Dados, CAD, etc
Sistema Operativo
Computadores e Periféricos
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?
A
• 21 = 2
0
1
•
•
•
•
E para 2 bits quantos estados existem?
22 = 4;
A
B
E com 8 bits?
0
0
Temos 28 = 256
0
1
1
1
0
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 multiplicase os valores pelo
bit;
• Finalmente
somam-se todos
os valores.
20
1
21
2
22
4
23
24
25
26
8
16
32
64
27
128
28
256
Principais Componentes de um
Sistema Informático
Unidade de
Processamento
Central (CPU)
Dispositivos de
saída (output)
Dispositivos de
entrada (input)
Memória ou
dispositivos de
armazenamento
• 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
(Megahertz)
Bus de
endereços
Bus de
dados
Registers
(tamanho)
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.
ROM
PROM
ROM
EPROM
Memórias
Primárias
EEPROM
SRAM
Memórias
Informáticas
RAM
DRAM
Discos
Disquetes
Suportes de
Armazenamento
Secundária
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 avaliase em bytes, e mede-se em múltiplos
de bytes: kilobytes, megabytes,
gigabytes,etc.
–1
–1
–1
–1
–1
bytes = 8 bits;
KB (quilobytes) = 1024 bytes;
MB (megabytes) = 1024 KB;
GB (gigabytes) = 1024 MB;
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