FATEC – Sorocaba
Disciplina de Arquitetura e
Organização de Computadores
1º Semestre de 2014
Prof. Maria Angélica C. de Andrade Cardieri
Sistemas de Computação
Conceituação
• Processamento de dados : série de atividades ordenadamente
realizadas, com o objetivo de produzir informações.
• Dado: matéria prima originalmente obtida.
• Informação: resultado do processamento (dado processado).
Entrada
Processamento
Etapas básicas do processamento de dados
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Saída
Sistemas de Computação
Conceituação
• Instrução: Comando que define uma operação a ser
executada.
• Programa: Conjunto de instruções, ordenadas
logicamente, visando determinado fim.
• Algoritmo de Processamento: Conjunto de
operações necessárias para transformar os dados
iniciais nos resultados esperados.
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Sistemas de Computação
Conceituação
• Sistema:
"Conjunto de partes coordenadas que concorrem para
a realização de um determinado objetivo"
ex: sistema de transportes, sistema circulatório, etc..
• Sistema de Computação: conjunto de partes
(teclado, memória, processador) que se coordenam
para realização de um objetivo (computar).
Hardware + Software
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Histórico - pré-história
computadores
1) Ábaco:
- Invenção chinesa(450 aC)
- Utiliza colunas com bolinhas com valores
numéricos(0, 1 e 5)
- Uma pessoa treinada efetuava operações de
soma, subtração e divisão com a velocidade
de uma máquina de somar.
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Histórico - pré-história dos
computadores
2) Pascal(1642):
- Máquina de somar construída pelo francês
Blaise Pascal
- Construiu uma máquina de somar de oito(8)
algarismos para ajudar seu pai.
- A linguagem PASCAL é em sua homenagem.
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Histórico - pré-história
3) Máquina de somar(1673):
- Filósofo alemão Leibnitz propôs uma máquina
mais evoluída que a de Pascal pois fazia
divisão, multiplicação, soma, subtração e raiz
quadrada.
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Histórico - pré-história dos
computadores
4) Charles Babbage (1833)
- Máquina inventada por Charles Babbage em meados do
século XIX. Era chamada de Máquina Analítica.
Analisava funções aritméticas
e logarítmicas sem intervenção humana.
Necessitava de programação.
==>Ada Byron (primeira programadora).
Possuía memória e capacidade de
programação, apesar de ser
totalmente mecânica.
Podia armazenar 1000 números de
20 algarismos
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Histórico - pré-história
5) Máquina de Herman Hollerith(final século XIX):
• Usava cartões perfurados em máquinas mecânicas para
calcular o censo demográfico dos Estados Unidos.
– 1880 - 7anos e meio (manual)
– 1890 - 2 anos e meio
Evolução:
– 1896 - Tabulating Machine Company (fundada por Herman Hollerit
vendia serviços da máquina aos interessados) .
– 1911 - Computing Tabulating Machine
– 1924 - International Bussines Machine(IBM) -Porém só em 1936 a
IBM veio a se envolver no negócio de computadores através do
professor Howard Aiken.
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Máquina de Herman Hollerith
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Os Computadores Eletrônicos
1937 - Howard Aiken da universidade de Harvard desenvolve a
idéia de Babbage junto à cientistas e engenheiros da IBM. Surge
o Mark I.
1944 - Terminado o Mark I (IBM + Univ. Harvard + Marinha do
Estados Unidos)
Possuía unidades de Entrada e Saída, memória e Unidade de
Controle.
Utilizava cartões e fitas.
A soma de dois números era feita em menos de um segundo.
Baseado na máquina de Babbage
- 2,5 m altura. Feito de aço e vidro
- 18 ms comprimento - Eletro-mecânico(Relés)
- não era eficiente
- não vingou
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Os Computadores Eletrônicos
1946 - ENIAC - (Eletronic Numerical, Integrator and Computer)
Primeiro computador eletrônico.
Universidade da Pensilvânia - Construído para o exército dos EUA,
fazia cálculos de balística. Projeto de Mauchey e Eckert.
- 18.000 válvulas; ocupava área de 175 metros quadrados;
pesava 30 toneladas.
- consumia muita eletricidade (as luzes da Philadelphia sofriam
queda)
- as válvulas queimavam demais
- programas escritos alterando-se ligações elétricas/relés
- não permitia a utilização de linguagem de programação
- era 1000 vezes mais rápido que o Mark I.
Somava dois números em 0,0002 segundos.
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Os Computadores Eletrônicos
 1947 EDVAC - Eletronic Discrete Automatic Computer
Projeto de John Von Neumann - matemático húngaro que
apresentou a noção de uma máquina controlada por programas.
As instruções não eram prefixadas, mas estariam dentro da
memória. A partir deste momento o computador passou a ser
uma máquina altamente flexível e rápida. Não foi
comercializado. Utilizava o código binário.
Máquina de Von Newmann previa:
• Memória de acesso aleátorio endereçada individualmente (RAM)
• Unidade de processamento central (CPU) com registradores
• Parte da memória podia armazenar instruções sobre operações
a realizar (programa armazenado)
• Parte da memória podia armazenar dados utilizados nas
operações
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Os Computadores Eletrônicos
1951 - UNIVAC - Primeiro Computador Comercial
- Utilizava programas na memória.
- Mais flexível, não precisava alterar fios e relês.
- Primeiro a ser comercializado.
- Usado para o serviço de recenseamento dos EUA.
- Primeiro produzido em escala comercial.
- Marca o início da primeira geração de computadores.
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Evolução dos computadores
eletrônicos - Gerações - quantas
?????
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Evolução dos computadores eletrônicos Gerações
Primeira Geração(1946/1957): Válvulas eletrônicas
Os primeiros computadores foram construídos com válvulas eletrônicas.
Até então utilizadas em rádios, as válvulas tiveram um novo uso
descoberto para elas: armazenar e computar dados digitais (a
válvula funciona como se fosse um interruptor eletrônico, ligando e
desligando uma corrente elétrica no circuito controlado).
O ENIAC tinha 18.000 delas.
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Primeira Geração(1946/1957):
Válvulas eletrônicas
Os computadores desta geração também tinham
como características:
- Porte gigantesco
- Programação feita através de painéis(linguagem de
máquina), no qual eram introduzidos plugs, que representavam
comandos para a máquina (tarefa demorada e tediosa).
- Não era conhecida a linguagem ASSEMBLER
- Não existia Sistema operacional
- Faziam apenas uma tarefa por vez
- Muito lentos.
- Problemas de software e hardware
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Primeira Geração(1946/1957):
Válvulas eletrônicas
• Foto do ENIAC
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Mais Foto do ENIAC
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Foto do UNIVAC
www.enciclopedia.com/pt/media/
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Segunda geração(1957/1965):
Transistores
• Em 1948, um substituto menor e mais confiável para a válvula
foi inventado, o transistor, por Jonh Bardeen, Walter Brattain e
William Shockley (que receberam o prêmio Nobel por isso).
• Ele utilizava materiais sólidos, denominados semicondutores,
porque conduzem corrente elétrica apenas em uma direção.
Dessa espantosa invenção surgiram o radinho portátil, os
computadores de segunda geração e uma enorme expansão do
mercado de eletroeletrônicos de consumo.
• A curva da eletrônica
começou um
Foto da capa da revista
crescimento em
Electronics anunciando a
descoberta do transistor e seus
forma exponencial.
inventores em Setembro de
1948
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Segunda geração(1957/1965):
Usavam transistores do tamanho de 1/100 das válvulas.
• Não precisavam de tempo para aquecer e consumiam menos energia.
• Mais baratos e mais confiáveis.
• Aparecimento das primeiras linguagens(ASSEMBLER, FORTRAN,
COBOL) e da necessidade de analistas, programadores, operadores e
técnicos.
• Utilização de programas perfurados em cartões
• Evolução para sistemas em BATCH (lotes), onde os programas eram
agrupados e processados serialmente de forma a otimizar o tempo perdido
entre o início e o término de um processamento.
• Surgiram os primeiros Sistemas Operacionais(comandos através de cartões
e somente trabalhavam em BATCH).
• Surgiu a técnica de SPOOLING. Os cartões eram gravados em uma fita
magnétic. Após terminada a impressão, era levada para outro computador,
onde era descarregada, servindo de entrada para um processamento.
• 1962 surgiram os discos
magnéticos
Prof.
Maria Angélica C. de Andrade Cardieri
Cartão perfurado para entrada de
dados
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Transistores
Imagens: www.bpiropo.com.br/graficos
twiki.im.ufba.br
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Terceira Geração(1965/1980)
Os computadores passam a usar CI isto é Circuitos
Integrados, que são colocados em uma pequena
pastilha de silício de cerca de um centímetro quadrado.
Substitui uma placa cheia de transistores.
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Imagens:
www.bpiropo.com.br/graficos
Terceira Geração(1965/1980)
Outras Características:
- Dois tipos de computadores: científicos e comerciais.
- IBM lançou a família IBM/360, que era comercial e científica
- Softwares básicos monstruosos
- Surgiram várias técnicas - multiprogramação ,Time- Sharing
(Tempo compartilhado), terminais On-Line
- Surgiram os minicomputadores(PDP 1 em 1960); da Digital
Equipment Corporation (DEC).
- Foram escritos os primeiros sistemas operacionais mais simples
como MULTICS, que depois foi aperfeiçoado e tornou-se o UNIX..
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Quarta Geração( 1980 -1983):
(LSI - Large Scale integration )
Miniaturização dos circuitos integrados e a sua produção em larga
escala(LSI) .
Em um CHIP - pastilha de silício podem ser armazenados milhões
de informações.
Outras Características:
- aparecimento dos microcomputadores de 8 bits
* 6502 (APPLE)
* Z80 (TRS-80) (ZILOG)
* 8080 (INTEL)
- sistema operacional CP/M
- aparecimento dos Pcs (16 Bits); com microprocessador 8086 e
8088
- popularização dos Pcs (286, 386, 486,.Pentium..) (Será 5.ª
Geração ??)
- surgimento de redes locais
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Comparação:
www.laercio.com.br/.../HARD-016/hard-087.jpg
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A Apollo 11 foi a primeira missão tripulada a pousar na lua e seu
comandante — o astronauta Neil Armstrong — o primeiro ser
humano a pisar no solo lunar. A frase dita por ele, ao pisar na lua em
20 de julho de 1969, tornou-se uma das frases épicas do século XX:
“ Este é um pequeno passo para um homem, mas um salto gigantesco
para a humanidade “ Neil Armstrong
Tripulação:
Neil Armstrong – Comandante
Edwin Aldrin – Piloto do Módulo Lunar
Michael Collins - Piloto do Módulo de Comando
Missão: 1º Pouso na Lua
Lançamento:
16 de julho de 1969
Pouso Lunar:
20 de julho de 1969
Local de Pouso: Mar da Tranquilidade
Retorno à Terra: 24 de julho de 1969
Módulo de Comando: Columbia
Módulo Lunar: Eagle
( Fonte: wikipédia – Jan/2008)
Prof. Maria Angélica C. de Andrade Cardieri
• Qual a configuração do computador da
Apollo 11 ?
• Voce iria à lua com esta tecnologia?
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Capítulo 2
Representação das Informações
Prof. Maria Angélica C. de Andrade Cardieri
Representação das informações
Bit: É a menor porção de informação que se pode armazenar ou
representar em uma posição elementar de memória, isto é, a
menor unidade de informação do computador corresponde ao
dígito 0 ou 1.
letra A: 1000001 (segundo o código ASCII)
Unidades de informação mais utilizadas:
Byte: Conjunto de 8 bits. Cada byte é equivalente a 1 caracter.
A = 1 byte João = 4 bytes.
Kilobytes: 1Kb = 1024 bytes.
Megabytes: 1Mb = 1024 kilobytes.
Gigabytes: 1Gb = 1024 Megabytes.
Prof. Maria
Angélica C. de Andrade Cardieri
Terabyte: 1Tb = 1024
Gigabytes.
Representação das informações
- Caracter - A, a, B, b,...,0, 1, 2, ...,/, +,
&, (, ), ?,...
- Cadeia de caracteres - exs: nome
“Maria José”
endereço “Rua Felipe Betti, 47”
salário “R$ 767,00”
- Campo - é o espaço reservado para cada dado.
exs: nome do funcionário - (25 caracteres)
endereço do funcionário - (30 caracteres)
- Registro - conjunto inter-relacionado de campos.
- Arquivo - Conjunto de registros
- Palavra - Conjunto de bits que representa uma informação útil
para o computador.
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Medidas de Desempenho de Sistemas de
Computação
• O desempenho dos processadores é, em geral,medido em
termos da velocidade de trabalho.
• Unidades típicas:
– MIPS - milhões de instruções inteiros por segundo
– MFLOPS - milhões de instruções em ponto flutuante por
segundo
• SPEC - System Performance Evaluation Cooperative
1989 - Consórcio de empresas (HP, Sun, etc)
– Programas de teste e medidas desenvolvidos para
padronizar as medidas de desempenho de diferentes
fabricantes
• Tempo de Resposta
• Throughput (vazão)Prof. Maria Angélica C. de Andrade Cardieri
REFERÊNCIAS
• www.sabbatini.com/renato/correio/vacuum.jpg
•
www.wikipedia.com.br
• Introdução á Organização de Computadores
Mário Monteiro – Editora LTC
Prof. Maria Angélica C. de Andrade Cardieri