Introdução a Matemática Computacional
Introdução a
Ciência da Computação
Aquiles Burlamaqui
UERN
2007.2
Introdução a Ciência da Computação
Apresentação

Formação



Graduação:

Ciência da Computação – UFRN
Mestrado:

UFRN – Dimap - Sistemas e Computação: Engenharia
de Software
Atuais Atividades




Doutorando:

UFRN – DCA – Sistemas Inteligentes.
Pesquisador do Laboratório Natalnet
Gerente dos Projetos (GIGA-VR,GT-MV,Jogos Massivos para
TVDI)
Gerente da Dynavideo
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Conteúdo Programático

Unidade I




Unidade II




1.Conceitos Fundamentais
2.Evolução histórica
3.A informação e sua representação: Os sistemas de
numeração, representação de números inteiros e reais,
codificação alfanumérica.
4.Conceitos básicos de eletrônica digital: Álgebra de
Boole, portas lógicas.
5.Arquitetura Básica de Computador:
cpu,memórias,dispositivos de E/S e barramento.
6.Arquitetura de Von Neumann.
Unidade III


7.Noções Básicas sobre programação e paradigmas de
Linguagens.
8.Visão geral sobre as áreas da Computação.
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Planejamento

Carga horária: 90h
 SEGUNDAS das 7:00h as 12:20h
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Metodologia

Aulas

Teóricas-Práticas:


Em todas as aulas haverão uma discussão
inicial, onde serão expostos conceitos assim
como atividades práticas que servirão como
parâmetro para avaliação.
Avaliação:

A avaliação será feita de forma continua. E
Baseada em três provas escritas. Assim
como trabalhos em sala aula.
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Bibliografia


J.Glenn Brookshear; Ciência da
Computação - Uma Visão Abrangente;
7º Edição; Bookman.
Internet

www.google.com
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Introdução a Ciência da Computação
Motivação

Por que estudar Ciência da
Computação?
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Introdução a Ciência da Computação
Motivação

Por que estudar Ciência da
Computação?

Ciência que fornece base cientifica para
as aplicações computacionais existentes
e as que viram a existir.
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Introdução a Ciência da Computação
Conceitos Fundamentais

O que é um Computador ?

Quem usa?
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Conceitos Fundamentais

O que é um Computador ?

1. O que computa; calculador, calculista.
2. Máquina destinada ao processamento de
dados; dispositivo capaz de obedecer a
instruções que visam produzir certas
transformações nos dados,com o objetivo de
alcançar um fim determinado.

Quem usa?

Industrias, empresas, universidades, população
em geral;
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Conceitos Fundamentais

Três pilares

Físico

Lógico

Humano
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Conceitos Fundamentais

Três pilares

Físico


Hardware (CPU + Periféricos)
Lógico


Firmware (Instruções de Fábrica)
Software (Programas)


Algoritmo
Humano

Peopleware (Profissionais)
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

‫أبو عبد هللا محمد بن موسى الخوارزمي‬




Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā alKhwārizmī
Algorithmi de numero indorum
Al-goreten (conceito que se pode aplicar
aos cálculos)
Definição:
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

‫أبو عبد هللا محمد بن موسى الخوارزمي‬


Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī
Algorithmi de numero indorum
Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos)
Definição:





Receita de bolo
Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de
instruções que é executada até que determinada condição
se verifique. (wikipédia)
Conjunto ordenado e não-ambíguo de passos executáveis
que definem uma atividade finita.(Brookshear)
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

Exemplo (Ligar o Carro):
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

Exemplo (Ligar o Carro):





Ligar o carro
Pisar na embreagem
Passar a primeira marcha
Soltar a embreagem lentamente,enquanto
pisa no acelerador.
Algoritmo para fritar um ovo?
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

Calcular a média na disciplina?
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo

Se não for seguido um formalismo,
podemos ter problemas.
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Conceitos Fundamentais

Algoritmo



De modo a torná-lo não ambíguo uma
formalização é necessária.
Definição de regras de semântica e sintaxe.
Linguagens de Programação


Uma linguagem de programação é um método
padronizado para expressar instruções para um
computador.
É um conjunto de regras sintáticas e semânticas
usadas para definir um programa de
computador.
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Introdução a Ciência da Computação
Como tudo começou ?
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Como tudo começou ?

Necessidade de contar.
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Evolução histórica

4000 a.C. - O Ábaco

Chinês, Russo, japonês.
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Evolução histórica

1622 d.C. - A régua de cálculo

William Oughtred
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Evolução histórica

1642 - A máquina de Blaise
Pascal



Rodas dentadas e engrenagens
Muito caro
Soma e subtração
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Evolução histórica

1672 - A Calculadora de Gottfried
Leibnitz

4 operações
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Evolução histórica

1801 - O Tear Programável


Joseph Marie Jacquard
Cartões perfurados
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Evolução histórica

1822 - A Máquina que "ficou no
papel“


Charles Babbage
Maquina das diferenças
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Evolução histórica

1834 - Charles Babbage


máquina analítica
“Pai do Computador”
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Evolução histórica

1847 - A teoria de George Boole




“A Análise Matemática da Lógica”
“Uma Investigação das Leis do
Pensamento“
Inventor da lógica matemática
Introduziu o conceito dos
códigos binários
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Evolução histórica

1890 – Hermann Hollerith




Censo americano
1896 Fundou a Tabulation Machine Company
Computing Tabulation Recording Company
IBM - Internacional Business Machine
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Introdução a Ciência da Computação
Evolução histórica

1948 - Teoria da Informação



Claude Shannon (MIT - Instituto de Tecnologia
de Massachusetts, Bell Laboratories)
Semelhanças entre números binários com um
circuito elétrico.
binary digit
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Evolução histórica

1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 1955)

2ª Geração: a utilização do transistor (19551965)

3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)

4ª Geração: circuitos de larga escala (19801990)

5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990
- hoje)
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Evolução histórica

1 GERAÇÃO







Componente eletrônico - válvulas
Tempo de Operação : milisegundos (seg)
Tamanho : grande
Pouco confiáveis
Poucas horas de funcionamento
Monoprogramáveis
Programados em linguagem de máquina
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1943 - Mark I










IBM com a marinha Norte-Americana
17 metros de comprimento
2 metros e meio de altura
5 toneladas
760.000 peças
800 km de fios
420 interruptores para controle
realizava uma soma em 0,3 s
realizava uma multiplicação em 0,4 s
e uma divisão em cerca de 10 s
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1943 - Mark I
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1945 - ENIAC




Eletronic Numerical Integrator and
Calculator
Utilizava válvulas eletrônicas
Manipulação em Forma decimal
Programação difícil
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1945 - ENIAC
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1945 - EDVAC





Electronic Discrete Variable Computer
Mesmo tamanho que o ENIAC
Cem vezes mais memória interna que o
ENIAC
Utilização dos códigos binários
Programação com a linha de retardo
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1945 - EDVAC
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1951 - UNIVAC I


Eletronic Numerical Integrator and
Calculator
Primeiro Computador Comercial (15)
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Evolução histórica
1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1954 - IBM 650



Eletronic Numerical Integrator and
Calculator
Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha
uma massa de 892 Kg.
50 / 2.000 unidades
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Evolução histórica

2 GERAÇÃO

Surgiu em 1958

Computador mais popular foi o IBM 1401

Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI)

100 vezes menor

Não precisava aquecer para funcionar

Consumo menor de energia

Mais rápido e confiável

Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg)

Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos
magnéticos)

Monoprogramável

Linguagem assembler

Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5 ($
120.000)
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Evolução histórica
2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)

TRADIC, da Bell Laboratories

Menor aquecimento,
Maior poder de cálculo
Confiabilidade

Consumo de energia bem menor


Professor: Aquiles Burlamaqui
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Evolução histórica
2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)

TRADIC, da Bell Laboratories
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Evolução histórica

3 GERAÇÃO









Surgiu em 1965 : IBM 360
Componente eletrônico : Circuito Integrado
(LSI)
Mais confiáveis
Miniaturização dos componentes
Baixíssimo consumo de energia
Custo muito mais baixo
Menor tamanho
Multi-programação
IBM 360 - vendeu 30.000 unidades
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Evolução histórica
3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)

Transistores, resistores, diodos e outras variações de
componentes eletrônicos miniaturizados e montados
sobre um único chip
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Evolução histórica

4 GERAÇÃO





Surgiu em 1975
Componentes eletrônicos - Circuitos
Integrados (LSI e VLSI)
Tempo de operação - 0,5 nanosegundos
(10-9 seg)
Popularização no uso
Tecnologia de FIRMAWARE (Funções do
S.O)
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Evolução histórica
4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)

Circuitos de larga escala




LSI - mil transistores por "chip"
1981 nasce o 286
1985 nasce o 386
1989 nasce o 486
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Evolução histórica

5 GERAÇÃO










Em fase de estudo
Dúvidas quanto a existência
Componentes eletrônicos : Circuito integrado
(ULSI)
Inteligência artificial
O hardware e construído visando o software
CISC X RISC
Multiprocessamento
Tempo de operação : pico - segundo (10-12)
Memória principal - Gigabytes
Memória auxiliar - Terabytes
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Evolução histórica
5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje)


Pentium I, Pentium II, Pentium III Pentium IV
AMD, etc
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