Introdução a Computação
MATERIAL PARA ESTUDO
PRIMEIRO BIMESTRE
Prof. Luiz Corrêa - 2015
MATERIAL DE ESTUDO
Disponibilizei para acesso o material para estudo e filmes
do primeiro e segundo bimestres no Servidor do
Laboratório de Redes GERDS.
Hiperlink do Material de estudo dos Bimestres:
http://gerds.utp.br/luiz/Aulas%20UTP/CSTA%20-%20Introducao%20a%20Computacao/
Filmes para Debate
a) Piratas do Vale do Silício
b) A Rede Social
c) História da Internet
d) Revolution OS
e) Jobs
Turmas A e B
Conceitos
O Homem sempre criou meios que o
ajudassem a realizar tarefas e tentou
aperfeiçoar estes meios.
Prof. Luiz Corrêa - 2015
• PEOPLEWARE  Todas as pessoas envolvidas em um
sistema de computação e também indivíduos que utilizam o
computador como ferramenta.
•
• HARDWARE  Componente físico de um sistema de
computação. Todos equipamentos utilizados pelo usuário nas
ações de entrada, processamento, armazenamento e saída
de dados.
•
• SOFTWARE Componente lógico de um sistema de
computação. Série de instruções que fazem o computador
funcionar ( programas ).
•
• FIRMWARE  Firmware é o conjunto de instruções
operacionais programadas diretamente no hardware de um
equipamento eletrônico. É armazenado permanentemente
num circuito integrado (chip) de memória de hardware, como
uma ROM, PROM, EPROM ou ainda EEPROM e memória
flash, no momento da fabricação do componente.
• Firmwares estão presentes em computadores na forma de
BIOS, leitores e/ou gravadores de CDs/DVDs. Também estão
presentes em celulares, iPODs, câmeras digitais, PlayStation
Portable, impressoras e virtualmente quaisquer equipamentos
eletrônicos da atualidade, incluindo eletrodomésticos como
fornos de microondas ou lavadoras.
•
Introdução à Computação
Prof. Luiz Corrêa - 2015
Para um leigo um computador, a primeira
vista, pode parecer muito complicado, mas na
medida em que se aprofundam os
conhecimentos sobre sua constituição e
funcionamento, pode se verificar que tudo
funciona de forma ordenada e até certo ponto
simples.
A proposta da presente disciplina é de
propiciar ao aluno um conhecimento básico
sobre os diversos componentes que
constituem um microcomputador, abordando
de forma sucinta o funcionamento e
características dessas partes.
Inicialmente fazem-se necessárias algumas
considerações sobre o processamento da informação,
isto é, existem duas maneiras de representar uma
informação: analogicamente ou digitalmente. Por
exemplo, uma música é gravada numa fita K-7 de
forma analógica, codificada na forma de uma grande
onda de sinais magnéticos, que pode assumir um
número ilimitado de freqüências. Um som grave seria
representado por um ponto mais baixo da onda,
enquanto um ponto mais alto representaria um som
agudo. O problema com esta representação, é que
qualquer interferência causa distorções no som. Se os
computadores trabalhassem com dados analógicos,
certamente seriam muito passíveis de erros, pois
qualquer interferência, por mínima que fosse,
causaria alterações nos dados processados e
conseqüentemente nos resultados.
• Quando estamos falando de Kbytes ou
Megabytes, abreviamos respectivamente como
KB e MB, sempre com o “B” maiúsculo. Quando
estamos falando de Kbits ou Megabits
abreviamos da mesma forma, porém usando o
“B” minúsculo, “Kb”, “Mb” e assim por diante.
Parece irrelevante, mas esta é uma fonte de
muitas confusões. Sempre que nos referimos à
velocidade de uma rede de computadores, por
exemplo, não a medimos em bytes por
segundo, e sim em bits por segundo: 10
megabits, 100 megabits e assim por diante.
Escrever “100 MB” neste caso, daria a entender
que a rede transmite a 100 megabytes, que
correspondem a 800 megabits.
1 bit
1 kbit =
1.000 bits
1 Mbit =
1.000.000 bits
1 Gbit = 1.000.000.000 bits
1 Tbit = 1.000.000.000.000 bits
• 1 bit
• 1 Byte = 8 bits
• 1 kilobyte (KB ou Kbytes) = 1024 bytes
• 1 megabyte (MB ou Mbytes) = 1024 kilobytes
• 1 gigabyte (GB ou Gbytes) = 1024 megabytes
• 1 terabyte (TB ou Tbytes) = 1024 gigabytes
• 1 petabyte (PB ou Pbytes) = 1024 terabytes
• 1 exabyte (EB ou Ebytes) = 1024 petabytes
• 1 zettabyte (ZB ou Zbytes) = 1024 exabytes
• 1 yottabyte (YB ou Ybytes) = 1024 zettabytes
Evolução Histórica dos
Microcomputadores
Nos primórdios da informática, nas décadas de 50, 60 e
70, vários fabricantes diferentes disputavam o mercado.
Cada um desenvolvia seus próprios computadores, que
eram incompatíveis entre si, tanto no nível de hardware,
quanto no nível de software. Apesar de executarem as
mesmas operações básicas, praticamente tudo era
diferente: Os componentes de um não serviam em outro,
os programas eram incompatíveis e, até mesmo as
linguagens de programação, eram diferentes. Porém,
com a popularização dos microcomputadores era
inevitável uma padronização. No início da década de 80,
tínhamos basicamente apenas duas arquiteturas, ou
“famílias” de computadores pessoais diferentes: O PC,
desenvolvido pela IBM, e o Macintosh, desenvolvido pela
Apple.
•
Os micros PC possuem uma arquitetura aberta, ou
seja, a possibilidade de vários fabricantes
diferentes
desenvolverem
seus
próprios
componentes, baseados em padrões já definidos,
existe uma lista enorme de componentes
compatíveis entre si. Pode-se escolher entre várias
marcas e modelos os componentes que melhor
atendam suas necessidades e montar sua própria
configuração, assim como escolher os materiais
que serão usados para construir uma casa.
Também é possível melhorar posteriormente o
micro montado através de upgrades, trocando
alguns
componentes
para
melhorar
seu
desempenho.
•
Mesmo micros de marcas tradicionais, como os IBM,
Compaq, Itautec, Dell, etc. também são micros montados, já
que quase todos os seus componentes são comprados de
outros fabricantes. Por exemplo: um processador da Intel;
um disco rígido da Quantum; uma placa mãe da
Asus;memórias da Kingstone; CD-ROM e drive de
disquetes da Mitsumi; um monitor da LG, e por aí vai. A
diferença principal entre os micros montados e os micros de
marca é que os últimos são montados por grandes
empresas que disponibilizam suporte técnico e garantia.
Porém, adquirindo um micro de grife, quase sempre se
paga mais caro e ao mesmo tempo não existe tanta
liberdade para configurar o micro a gosto. Entretanto, o
simples fato de comprar um micro de marca não é garantia
de qualidade.
•
Em geral eles possuem uma qualidade bem
superior à dos micros montados por lojas de
informática por exemplo. Porém, a necessidade de
lançar micros de baixo custo, muitas vezes leva os
grandes fabricantes a lançarem verdadeiras
bombas no mercado, usando componentes de
baixíssima qualidade. A lista é enorme, já tivemos
casos de micros de grife que não traziam sequer
memória cache L2 (na época em que este ainda
fazia parte da placa mãe). Pesquisando por aí, você
irá encontrar vários PCs de marcas conceituadas,
usando placas PC-Chips, pouca memória RAM, etc.
“economias” que aumentam o lucro do integrador,
deixando a bomba na mão do infeliz que comprálos.
Bits e Bytes
Conceito de bits e Bytes.
bit é uma palavra formada pelas duas primeiras letras
de binary e pela última letra de digit (digito binário).
Quem inventou a palavra foi um engenheiro belga,
Claude Shannon, em sua obra Teoria Matemática da
Computação, de 1948.
Nela, Shannon descrevia um bit como sendo uma
unidade de informação.
O bit é a base de toda a linguagem usada pelos
computadores, o sistema binário, ou de base dois, e
graficamente é representado por duas alternativas
possíveis: ou o algarismo 0, ou o 1.
Quando se diz que um computador é de 64 bits,
significa que ele processa 64 unidades de
informação ao mesmo tempo, e, portanto, é mais
rápido que um de 32 ou um de 16 bits.
Os bits não servem apenas para representar
números, mas para qualquer coisa que precise ser
informada a um computador. De uma letra ou uma
vírgula, até a cor que iremos usar. Cada uma
dessas informações é transformada em um código
binário e interpretada pelo sistema.
Palavra binária ou código binário.
É o nome dado a um conjunto de n bits.
Byte é uma palavra binária constituída
de um conjunto de 8 bits. Foi a IBM quem
inventou o nome byte, em 1956, mas não
há registro sobre o inventor, nem sobre sua
inspiração. Há quem diga que byte significa
binary term e há quem diga que byte
significa uma brincadeira com as palavras
bit (pedacinho) e bite (morder).
Os bits são geralmente usados
como medida de velocidade na
transmissão de dados (um modem
14400 transmite 14400 bits por
segundo (bps), enquanto os Bytes
são normalmente associados à
capacidade de armazenamento de
dados (um disco rígido com
memória de 20 gigaBytes).
Sistemas de Numeração e
Conversão de Base
• Sistemas de numeração e conversão entre eles
• A partir de um ponto de sua história os computadores
passaram a trabalhar com a base binária.
• Noções de Software e Hardware (bit armazena 0 e 1).
• Cria-se uma diferença entre o ser humano (letas - a..z,
dígitos - 0..9) e o computador (dígitos 0 e 1).
• Com estes dois elementos apenas pode construir-se
uma base de numeração conhecida por numeração
binária ou base 2 e que tem a mesma arquitetura da
numeração decimal (0..9).
• Veremos os sistemas de numeração, a aritmética e a
conversão entre as bases.
Sistemas de Numeração e
Conversão de Base
• No estudo de sistemas digitais recorre-se
a diferentes sistemas de numeração.
• Sistema Decimal
– É o nosso sistema natural.
– Dígitos 0,1,2,....,9.
– Números superiores a 9; convencionamos o
significado da posição de cada dígito em
relação a uma potência de 10.
• Por exemplo, o número 7986 traduz um
valor numérico calculado por:
• 7986 = 7x103+9x102+8x101+6x100
• Conforme observa-se, um número é
expresso pela soma de potências da
base 10 multiplicadas pelos dígitos
correspondentes.
• Sistema de Numeração Binário
– Em sistemas descritos por variáveis lógicas
recorremos ao sistema de numeração de base
2.
– A vantagem desta utilização resulta da
correspondência direta entre os dígitos 0 e 1 e
os valores lógicos 0 e 1.
– Neste sistema, os dígitos binários
representam os coeficientes das potências de
base 2.
• Por exemplo, o número 1910 (o subscrito
indica a base) é representado pela seqüência
de dígitos binários:
• 100112 = 1x24+0x23+0x22+1x21+1x20
• 100112 = 16 + 0
+ 0 + 2 + 1 = 1910
• Na prática, cada dígito binário recebe a
denominação de bit (binary digital digit),
conjuntos de 4 bits são chamados nibble
e de 8 bits denominam-se byte.
• Conversão binário para decimal
– Notamos, que de maneira geral, a regra básica
de formação de um número consiste no
somatório de cada dígito multiplicado por uma
potência da base relacionada à posição
daquele dígito.
– O algarismo menos significativo ( base elevada
a zero = 1) localiza-se à direita, ao passo que
os mais significativos(maiores potências da
base) ficam à esquerda.
• Abaixo temos algumas potências de 2
210
29
28
27
26 25 24 23 22 21 20
1024 512 256 128 64 32 16 8 4
2
1
• Exemplo: Converter o número 0011102 em
decimal.
– Lembrando que 0 zero à esquerda de um número é
um algarismo não significativo, temos:
– 0011102 = 11102
– 11102 = 1x23+1x22+1x21+0x20 =
– 11102 = 8 + 4 + 2 + 0
= 1410
• Exemplo: Converter o número 1010102 em
decimal.
– 1010102 = 1x25+0x24+1x23+0x22 + 1x21 + 0x20
– 1010102 = 32 + 0 + 8 + 0
+ 2
+ 0 = 4210
• Conversão decimal para binário
– Considere-se a divisão inteira de N por 2. Dado
que cada divisão desloca o ponto decimal uma
posição para a esquerda temos:
– O dígito menos significativo x1 corresponde ao
resto da divisão inteira e o quociente
corresponde a um novo número N’ = ...x8x4x2 ,
onde x2 passa a ser o algarismo menos
significativo.
• Aplicando divisões sucessivas e considerando
o resto, obtém-se a seqüência de dígitos
binários que representam o número N no
sistema binário.
• Outra forma mais fácil é usando a tabela
abaixo:
210
29
28
27
26 25 24 23 22 21 20
1024 512 256 128 64 32 16 8 4
2
1
• Vejamos o exemplo com divisões
sucessivas:
30|2
0 15|2
1 7|2
1 3|2
1 1|2
10
3010 = 111102
Exercícios Propostos
Conversão de Bases
Decimal  Binário
Binário  Decimal
•
Efetue as conversões indicadas:
–
Converta para o sistema decimal
a) 11000102
b) 01111002
c) 100001001102
d) 1010110001102
–
Converta para o sistema binário
a) 14410
b) 30110 c) 7210 d) 23110
Tabela ASCII - Completa
A Tabela ASCII (American Standard Code for
Information Interchange) não é nenhuma
novidade para quem já trabalha com informática,
principalmente com desenvolvimento de
software. A minha intenção em publicar esta
tabela é adicionar várias informações em uma
única tabela, já que a maioria disponível na
internet apresenta poucos dados.
Esta tabela é a junção da tabela ASCII Normal
(32 a 127), tabela dos Caracteres de Controle (0
a 31) e a tabela ASCII Estendida (128 a 255).
Tabela ASCII - Normal
Tabela ASCII - Estendida
Atividade em Equipes,
descobrir Frase em Binário
• As Duas Equipes devem Elaborar uma
frase e converter para Decimal em ASC
II e em Binário.
• Passar o Código Binário para outra
equipe decifrar.