Análise e Desenvolvimento de Sistemas - Material

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 DESCRIÇÃO
Conceitos básicos de computadores. Evolução histórica e principais componentes.
 PROPÓSITO
Ilustrar a origem e a evolução dos computadores para a compreensão do funcionamento dos
atuais sistemas computacionais.
 OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer a evolução histórica dos computadores
MÓDULO 2
Identificar os componentes de um sistema computacional – hardware e software
MÓDULO 3
Interpretar o papel do Sistema Operacional nos computadores
MÓDULO 4
Relacionar a importância da comunicação em rede com os sistemas computacionais
 INTRODUÇÃO
O século XX trouxe muitas inovações nos diversos campos da ciência e tecnologia. Uma das
que mais alterou o estilo de vida e a sociedade foi a invenção e o desenvolvimento dos
computadores. Este módulo apresentará os principais marcos em sua evolução para que você
entenda como e por que os sistemas computacionais foram criados, além de conhecer as
etapas dela.

Antes de entender o desenvolvimento do primeiro computador, assista a este vídeo sobre a
Máquina de Turing: um precursor matemático do computador.
 DESENVOLVIMENTO DO COMPUTADOR
EM QUATRO GERAÇÕES
Vamos ver agora como ocorreu o desenvolvimento do computador, conhecendo suas quatro
gerações.
PRIMEIRA GERAÇÃO: VÁLVULAS TERMIÔNICAS
Ainda durante a Segunda Guerra Mundial, nos Estados Unidos, foi desenvolvido o primeiro
computador eletrônico da história. Trata-se do ENIAC, um computador integrador numérico
eletrônico, cujos números impressionam.
Veja a seguir uma foto deste modelo:
 
Fonte: Shutterstock.com
 Componentes: 170.000 válvulas termiônicas.
 Peso: Cerca de 30 toneladas.
 Espaço utilizado: Sala de 150 m2.
 Capacidade de processamento (número de cálculos por segundo): 1 bilhão de vezes
menor que o dos celulares usados hoje em dia.
Para evoluirmos deste verdadeiro elefante até os computadores atuais, foi preciso substituir as
válvulas, já que elas eram pesadas e espaçosas.
É POSSÍVEL QUE VOCÊ ESTEJA SE PERGUNTANDO:
O QUE TORNOU ISSO VIÁVEL?
Quem possibilitou isso foi o transistor, cuja criação iniciou a era da microeletrônica.
SEGUNDA GERAÇÃO: TRANSISTORES
Os primeiros transistores ocupavam apenas alguns milímetros, precisando de bem menos
energia que as válvulas.
Assim, foi possível reduzir o tamanho de rádios, equipamentos eletrônicos em geral e
computadores.
 
Foto: TecMundo
 Transistor.
TERCEIRA GERAÇÃO: CIRCUITOS INTEGRADOS
Na década de 1960, o próximo salto de evolução foi dado com a criação dos Circuitos
Integrados (CI): pastilhas de silício que contêm um circuito eletrônico miniaturizado.
É o que, de forma comum, chamamos de chip de computador.
 
Foto: Wikimedia Commons.
 Circuito Integrado.
COM O USO DE TRANSISTORES E CI, OS
COMPUTADORES FICARAM MENORES E CADA
VEZ MAIS BARATOS. DESSE MODO, EM
MEADOS DA DÉCADA DE 1970, HOUVE A
ECLOSÃO DOS COMPUTADORES PESSOAIS
(DENOMINADOS PCS, SIGLA EM INGLÊS PARA
PERSONAL COMPUTERS).
Duas famosas empresas do setor, aliás, surgiram nesse período:
 
Foto: Shutterstock.com
MICROSOFT CORPORATION
 
Foto: Shutterstock.com
APPLE INC.
MICROSOFT CORPORATION
Empresa de maior faturamento em programas de computador, conhecida pelo sistema
operacional Windows e pelo conjunto de ferramentas chamado de Office. Foi fundada em
1975, nos Estados Unidos, por Bill Gates (um dos homens mais ricos do mundo) e Paul
Allen.
APPLE INC.
Em 1976, vendeu 200 unidades do seu primeiro PC, o Apple I. No ano seguinte, contudo,
o Apple II vendeu milhares de unidades. A organização, então, abriu seu capital na bolsa
de Nova York.
QUARTA GERAÇÃO: MICROPROCESSADORES
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A década de 1980 presenciou a proliferação de PCs cada vez mais potentes, baratos e
conectados por meio do surgimento das redes locais de computadores e da internet: a rede
mundial.
 
Foto: Shutterstock.com
ALÉM DISSO, UM NOVO EQUIPAMENTO
APARECIA NOS LARES: O VIDEOGAME, UM
TIPO DE COMPUTADOR ESPECIALIZADO,
CUJOS PROGRAMAS SÃO JOGOS
ELETRÔNICOS COM ÊNFASE NOS GRÁFICOS E
NA INTERAÇÃO COM OS USUÁRIOS.
Após o fim do século XX, os computadores já eram tão pequenos e potentes que se
encontravam embarcados em diversos equipamentos cotidianos, como automóveis, aviões e
videogames, além de se tornar mais comum a presença dos laptops (microcomputadores
pessoais portáteis) nas casas das pessoas.
Não tardou muito para que eles fossem integrados a televisões e celulares. Nos anos 2010,
essa integração passou a ser feita por intermédio de smartphones e smart TVs.
 COMPUTAÇÃO NO COTIDIANO
Hoje em dia, muitos celulares já são, de fato, Computadores Pessoais portáteis, plenamente
conectados pela rede de telefonia móvel (celular). Nossa dependência em relação a eles para
as tarefas do cotidiano já é tão forte que nem percebemos quando os utilizamos, inclusive
estranhando sua ausência.
Afinal, usamos computadores para:
 
Foto: Shutterstock.com
COMUNICAÇÃO
 
Foto: Shutterstock.com
MEIOS DE TRANSPORTE
 
Foto: Shutterstock.com
TRANSAÇÕES BANCÁRIAS E COMERCIAIS
Atualmente, até o dinheiro não é guardado mais em cofres. Os saldos bancários são
armazenados digitalmente nos servidores dos bancos. Se todos os correntistas de um banco
solicitassem retirar inteiramente o dinheiro guardado nele, não haveria cédulas suficientes no
cofre para atendê-los.
 SAIBA MAIS
Para demonstrar a evolução desse conceito, foi desenvolvido um sistema de troca de dinheiro
independente dos bancos. Proposto em 2008, o bitcoin utiliza uma cadeia de transações
descentralizada que qualquer pessoa pode auditar: o blockchain. Com essa tecnologia, é
possível receber e enviar dinheiro sem precisar de bancos, além de todas as suas transações
serem verificáveis por qualquer pessoa com acesso à internet.
 TENDÊNCIAS
O ramo da Ciência da Computação está em amplo desenvolvimento. Segundo o portal Statista,
em 2019, cinco das seis maiores companhias do mundo (em valor de mercado) eram do ramo
da Computação:
 
Imagem: Shutterstock.com
APPLE
 
Imagem: Shutterstock.com
MICROSOFT
 
Imagem: Shutterstock.com
AMAZON
 
Imagem: Shutterstock.com
ALPHABET 
(GOOGLE)
 
Imagem: Shutterstock.com
FACEBOOK
Na área da Tecnologia, estudos e pesquisas continuam sendo realizados em busca de um
novo salto de desenvolvimento.
 EXEMPLO
Computadores quânticos usam as características da mecânica quântica a fim de permitir a
solução de problemas muito complexos para PCs convencionais.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. POTENTES, OS COMPUTADORES ATUAIS PODEM SER LEVADOS ATÉ
EM NOSSOS BOLSOS, COMO É O CASO DOS CELULARES.
ENTRETANTO, EM SUA PRIMEIRA VERSÃO, UM COMPUTADOR
OCUPAVA UMA SALA INTEIRA E PESAVA O EQUIVALENTE A 30
CARROS. PARA ESSA ENORME EVOLUÇÃO ACONTECER, DIVERSAS
DESCOBERTAS CIENTÍFICAS E TECNOLÓGICAS FORAM
FUNDAMENTAIS. 
 
ASSINALE A ALTERNATIVA QUE CONTÉM O CONJUNTO DE
TECNOLOGIAS DESENVOLVIDO NA ORDEM CRONOLÓGICA CORRETA
PARA PERMITIR O DESENVOLVIMENTO DOS COMPUTADORES:
A) Transistor, microprocessador e Circuito Integrado.
B) Rádio, válvulas termiônicas e microprocessador.
C) Transistor, Circuito Integrado e microprocessador.
D) Transistor, Circuito Integrado e rádio.
2. ASSIM COMO A MAIORIA DOS AVANÇOS TECNOLÓGICOS, OS
COMPUTADORES FORAM CONSTRUÍDOS E DESENVOLVIDOS A PARTIR
DE OUTRAS TECNOLOGIAS QUE OS PRECEDERAM. ASSINALE A
ALTERNATIVA QUE NÃO REPRESENTA UMA TECNOLOGIA
PRECURSORA DOS COMPUTADORES:
A) Máquina universal de Turing.
B) Transistor.
C) Calculadora.
D) Energia elétrica.
GABARITO
1. Potentes, os computadores atuais podem ser levados até em nossos bolsos, como é o
caso dos celulares. Entretanto, em sua primeira versão, um computador ocupava uma
sala inteira e pesava o equivalente a 30 carros. Para essa enorme evolução acontecer,
diversas descobertas científicas e tecnológicas foram fundamentais. 
 
Assinale a alternativa que contém o conjunto de tecnologias desenvolvido na ordem
cronológica correta para permitir o desenvolvimento dos computadores:
A alternativa"C " está correta.
 
O transistor permitiu a miniaturização dos componentes do computador, rendendo aos seus
criadores o Nobel de Física de 1956. Os Circuitos Integrados permitiram a colocação de
diversos transistores e portas lógicas em uma só pastilha de silício. Isso possibilitou a feitura de
microprocessadores capazes de operar um computador programável e genérico a partir de um
único chip.
2. Assim como a maioria dos avanços tecnológicos, os computadores foram construídos
e desenvolvidos a partir de outras tecnologias que os precederam. Assinale a alternativa
que não representa uma tecnologia precursora dos computadores:
A alternativa "B " está correta.
 
O primeiro computador funcionava à base de válvulas termiônicas. O transistor as substituiu
posteriormente.
INTRODUÇÃO
Os computadores são feitos com um conjunto de componentes dividido em dois grandes
grupos:
HARDWARE (HW)
Componentes físicos, ou seja, o que pode ser visto e tocado.

SOFTWARE (SW)
Programas executados no computador.
Apresentaremos, a seguir, os diversos tipos de hardware presentes em um computador e os
tipos de software mais importantes. Além disso, entenderemos como a interação entre eles
permite que nossos PCs sejam capazes de resolver quase todos os problemas, abrindo o
caminho para soluções inovadoras e não planejadas.
 CONCEITOS
A grande propagação dos computadores se deve à implementação de diversas funções
genéricas (hardware) e ao uso delas para gerar programas úteis a muitas pessoas (software).
O hardware forma a base para o que conseguimos extrair de um sistema computacional.
 EXEMPLO
Se você tentar se conectar à internet em um computador sem placa de rede, não conseguirá.
Isso se deve à falta do hardware, que é o responsável por dar uma capacidade de conexão à
internet: a placa de rede.
Para exemplificarmos os conceitos de hardware e software, podemos fazer uma analogia com
a linha de produção de um automóvel.
A montadora constrói um modelo, colocando nele:
 
Imagem: Shutterstock.com
ISSO EQUIVALE AO HARDWARE DO COMPUTADOR. O
AUTOMÓVEL TEM TODAS ESSAS POSSIBILIDADES JÁ
DESCRITAS, MAS NÃO SABEMOS DE ANTEMÃO
COMO ELE VAI SER USADO. SUA FUNÇÃO, AFINAL,
DEPENDERÁ DO MOTORISTA QUE O COMPRAR.
 EXEMPLO
A pessoa pode resolver usar o carro para viajar nos finais de semana, ir ao trabalho e voltar
todo dia – ou até para trabalhar como motorista de aplicativo.
A função do carro só será decidida pelo motorista. Isso equivale ao software de nosso
computador. Da mesma maneira, os programas executados definem como o computador
vai ser usado.
No entanto, se o motorista quiser usar seu veículo para levar um reboque, só vai conseguir
fazer isso se possuir um engate, já que ele não tem essa capacidade instalada. De forma
análoga, um computador só consegue executar programas se tiver o hardware
necessário para tal.
ENGATE
Artefato ou conjunto de peças com que se ligam os vagões de um trem entre si e à
locomotiva, animais a carros, carroças ou similares, veículos entre si etc.
Fonte: HOUAISS, 2002.
 PRINCIPAIS COMPONENTES DE
HARDWARE DOS COMPUTADORES
Vamos conhecê-los a seguir:
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Imagem: Shutterstock.com
PROCESSADOR
Também conhecido como CPU (Central Processing Unit ou Unidade Central de
Processamento, em português), processador é o cérebro do computador, pois recebe as
instruções e as executa sequencialmente. Seu principal componente é a unidade lógica e
aritmética, responsável por operações como adicionar e subtrair.
A execução das instruções em um processador é regulada pela presença de um pulso de
frequência constante denominado clock, que é medido em Hertz (Hz) – número de pulsos por
segundo.
UMA DAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE UM
PROCESSADOR É A VELOCIDADE COM QUE
CONSEGUE EXECUTAR INSTRUÇÕES. ISSO DEPENDE
DIRETAMENTE DA FREQUÊNCIA DO CLOCK.
 
Foto: Shutterstock.com
COMO VIMOS, OS PROCESSADORES FORAM CRIADOS NA
DÉCADA DE 1970. INICIALMENTE, ELES TIVERAM SUA
VELOCIDADE AUMENTADA, GERANDO UMA COMPETIÇÃO
ACIRRADA ENTRE AS PRODUTORAS DE
MICROPROCESSADORES. ERA COMUM MEDIR A QUALIDADE
DO CPU PELA VELOCIDADE DE SEU CLOCK.
 EXEMPLO
Entendia-se que um processador de 1800 MHz era melhor que um de 1600 MHz.
Overclocking, por sua vez, é o processo para customizar a velocidade do clock do
processador acima de sua frequência de uso normal. Tal prática deixa o computador mais
rápido, pois uma maior quantidade de operações pode ser realizada ao mesmo tempo.
HÁ CERTOS RISCOS ENVOLVIDOS NO OVERCLOCKING,
COMO DANOS AO PROCESSADOR E SOBREAQUECIMENTO.
O aumento de clock a cada geração de processadores seguiu ao longo dos anos, até que, por
conta de interferências físicas entre seus componentes, ficou inviável a continuação desse
procedimento. A solução dada pelos projetistas foi colocar diversos miniprocessadores
(chamados de núcleos) dentro de um mesmo chip de processador. Em termos práticos, é
como se houvesse dois, quatro ou até mais processadores trabalhando em um mesmo chip.
Essa técnica é conhecida como multicore, mas, em função do número de núcleos, também é
chamada de:
 
Imagem: Shutterstock.com
DUAL CORE 
(DOIS NÚCLEOS)
ou
 
Imagem: Shutterstock.com
QUAD CORE 
(QUATRO NÚCLEOS)
ATUALMENTE, A MAIORIA DOS PROCESSADORES DE
MERCADO (INCLUSIVE OS DE CELULARES) UTILIZA AO
MENOS QUATRO CORES E FREQUÊNCIAS DE CLOCK DE
ALGUNS BILHÕES DE PULSOS POR SEGUNDO (GHZ).
Além do clock e do número de núcleos, outra característica importante do processador é a sua
memória cache. Ela funciona como uma pequena parte da memória principal dentro do próprio
chip do processador.
As informações são lidas ou escritas na memória cache com muito mais velocidade que nos
pentes de memória. Por isso, uma boa quantidade dela consegue acelerar a velocidade do
processador.
Por fim, outra característica importante a ser considerada na avaliação do processador é seu
encaixe (conhecido como pinagem). Para permanecer encaixado na placa-mãe, ele conta com
pinos cujo formato deve corresponder ao dos buracos disponíveis (chamados de soquete).
PENTES DE MEMÓRIA
Pequenos circuitos impressos de formato parecido com pentes de cabelo.
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Foto: Shutterstock.com
MEMÓRIA PRINCIPAL (RAM)
A memória principal é parte fundamental do computador, pois se trata do espaço onde são
armazenados os dados e os programas executados no processador. Ela funciona como uma
série de células em que cada uma armazena um conjunto de oito bits (chamado de um byte).
Essas células funcionam como caixas de correio: cada uma tem seu endereço, embora só
armazene uma carta por vez.
A memória também é chamada de RAM (em seu formato mais comum) por permitir o acesso a
qualquer endereço em qualquer ordem.
Disso resulta o nome Memória de Acesso Aleatório (em inglês, Random Access Memory).
Normalmente, as memórias RAM são vendidas em pentes de memória.
 ATENÇÃO
A memória RAM é volátil, ou seja, seus dados são apagados quando o sistema fica sem
energia.
Vejamos, a seguir, as principais características de uma memória RAM:
CAPACIDADE DE 
ARMAZENAMENTO
Se possui 4 GB (quatro gigabytes) de armazenamento, a memória RAM conta com 4 bilhões
dessas células, podendo armazenar até 32 bilhões de bits de dados.
VELOCIDADE DE COMUNICAÇÃO 
COM O BARRAMENTO
Trata-se da velocidade com que a memória consegue transferir os dados para o processador.
Por exemplo, uma memória de 400 MHz consegue transferir dados para o processador com
uma taxa de até 3200 Mbps (3 bilhões e 200 milhões de bits por segundo).
PLACA-MÃE
A placa-mãe consiste em um circuito elétrico impresso e uma série de componentes
conectados nela.
Os principais são:
 
Imagem: Shutterstock.com
A função básica da placa-mãe é conectar o processador, a memória principal e os periféricos
(outros componentes não essenciais do computador). Essas conexões são chamadas de
barramentos.
Conforme a tecnologia se desenvolve, a placa-mãe começa a integrar em si periféricos que,
até então, precisavamser encaixados nela, como placas de vídeo, placas de rede, placas
controladoras de portas seriais e paralelas.
AS PLACAS-MÃE DOS CELULARES ATUAIS SÃO
CIRCUITOS ALTAMENTE COMPLEXOS,
CONTANDO COM PROCESSADOR, MEMÓRIA,
CONTROLADORA DE VÍDEO, CONTROLADORA
DE TELA TOUCHSCREEN, ACELERÔMETROS,
GPS E PLACA DE REDE SEM FIO E CELULAR.
TODOS ELES ESTÃO DIRETAMENTE
INTEGRADOS À SUA PLACA-MÃE.
PERIFÉRICOS
Por se conectarem à parte central do computador, seus demais componentes são chamados,
em geral, de periféricos. Muitos mostram ser tão relevantes que não seríamos capazes de
imaginar sistemas computacionais sem eles.
 EXEMPLO
O primeiro computador usava apenas uma série de lâmpadas como saída e alguns cartões
perfurados como entrada.
Inicialmente, são necessários apenas dois instrumentos nesse processo, embora haja outro
que também precisa ser apontado.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Usados para interagir com o computador. Os mais comuns são:
 
Foto: Shutterstock.com
1. Tela touchscreen;
2. Teclado;
3. Mouse;
4. Microfone;
5. Câmera;
6. Placa de rede.
TELA TOUCHSCREEN
Permite a seleção de elementos sem precisar de um mouse.
TECLADO
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javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
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Segue um padrão já difundido das máquinas de escrever, facilitando seu uso e sua
aceitação.
MOUSE
Abre novos rumos por permitir a indicação de pontos na tela e a seleção deles, o que
gerou um grande impacto no desenvolvimento de interfaces gráficas.
MICROFONE
Capta o áudio.
CÂMERA
Capta áudio com vídeo.
PLACA DE REDE
Recebe os dados transmitidos pela rede.
DISPOSITIVOS DE SAÍDA
Leem os resultados por computador. Os mais usuais são:
 
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Sistema de vídeo. 
Composto, geralmente, por uma placa de vídeo e um monitor ou uma tela.
 
Imagem: Shutterstock.com
Alto-falantes ou 
caixas de som.
 
Imagem: Shutterstock.com
Impressora.
 
Imagem: Shutterstock.com
Placa de rede. 
Envia os dados pela rede.
Mesmo com a operacionalidade garantida por esses dispositivos, ainda existe o seguinte
problema: a memória principal perde as informações quando se desliga o computador, ou seja,
ela é volátil.
Mas é possível resolver esse tipo de problema?
A resposta é: sim. Precisamos de um sistema de armazenamento persistente que não perca
as informações após esse desligamento.
 
Foto: Shutterstock.com
Para isso, são usadas as memórias secundárias. Mais conhecidas como HD (Hard Disk ou
Disco Rígido, em português), elas possuem essa nomenclatura porque sua tecnologia
predominante envolve discos magnéticos lidos e escritos por um cabeçote.
Atualmente, essa tecnologia tem sido substituída por Discos de Estado Sólido (SSD), que
são muito mais rápidos e menos propensos a falhas e desgaste por não haver partes móveis
mecânicas neles.
As principais características das memórias secundárias são similares às da principal:
CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO
Normalmente medida em GB (gigabytes ou bilhões de bytes) ou TB (terabytes ou trilhões de
bytes).
VELOCIDADE DE TRANSMISSÃO
Depende do barramento que o liga à placa-mãe.
HOJE EM DIA, A PRINCIPAL TECNOLOGIA DE
BARRAMENTO DE MEMÓRIA SECUNDÁRIA É O
SATA2, QUE É CAPAZ DE ATINGIR TAXAS DE
TRANSMISSÃO DE 3 GB/S (3 GIGABITS POR
SEGUNDO).

Neste vídeo, o professor Leandro Ferreira reforça quais são os principais componentes de
hardware de um computador e suas funções.
 PRINCIPAIS TIPOS DE SOFTWARE
As possibilidades criadas pela presença de um hardware no computador requerem a execução
de um conjunto de programas, trazendo, assim, suas funcionalidades à tona, que definem o
software.
Costuma-se dividi-lo em dois tipos:
SOFTWARES FINALÍSTICOS OU DE APLICAÇÃO
Geralmente, são rodados de forma consciente nos computadores, entregando as
funcionalidades desejadas por seu usuário.
Observe alguns exemplos a seguir:
Navegadores de internet - Chrome, Firefox e Internet Explorer;
Planilhas: - Excel e Libreoffice Calc;
Editores de texto - Word e Libreoffice Writer;
Jogos eletrônicos - LoL e Fortnite.
SOFTWARES DE SISTEMA
Permitem que os finalísticos rodem em muitas máquinas com hardwares diversificados. Os
softwares de sistema incluem os drivers dos dispositivos instalados no computador, ou seja,
programas que controlam como se acessa e comanda determinado periférico.
Exemplo: Uma placa de rede.
O principal software de sistema é o conhecido Sistema Operacional.
 TENDÊNCIAS
A área de desenvolvimento de hardwares e softwares mostra diversos casos de sucesso. O
surgimento de Circuitos Integrados (CI), microprocessadores, placas de vídeo, mouse,
touchscreen, USB e muitos outros hardwares gerou saltos evolutivos no desenvolvimento dos
computadores, alguns chegando a mudar drasticamente a sua forma de uso.
VOCÊ CONSEGUE SE IMAGINAR USANDO UM COMPUTADOR
SEM MOUSE OU TOUCHSCREEN?
No ramo de softwares, diversos programas mudaram a forma como trabalhamos e nos
divertimos, tais como:
 
 
JOGOS ELETRÔNICOS
 
 
SISTEMAS OPERACIONAIS COM INTERFACE GRÁFICA
(WINDOWS)
 
 
APLICATIVOS PARA REALIZAR DIVERSAS TAREFAS
COTIDIANAS (E-BANK, E-COMMERCE 
E E-MAIL)
 
 
NAVEGADOR DE INTERNET 
(WEB BROWSER)
 
 
PLANILHAS
 
 
EDITORES DE TEXTO
OBSERVE SEU COTIDIANO E TENTE RESPONDER: QUANDO
FOI A ÚLTIMA VEZ QUE VOCÊ ENVIOU UMA CARTA PELO
CORREIO?
O campo de desenvolvimento nessa área é muito amplo e inesperado. Sempre surgem
grandes ideias que, uma vez concretizadas, passam a valer milhões ou bilhões de dólares.
Vejamos as grandes ideias responsáveis pelo aumento vertiginoso de valor das cinco maiores
empresas de computação do mundo:
 
Imagem: Shutterstock.com
Apple - PCs e, posteriormente, iPods e iPads.
 
Imagem: Shutterstock.com
Microsoft - DOS e Windows (sistemas operacionais).
 
Imagem: Shutterstock.com
Facebook - Redes sociais.
 
Imagem: Shutterstock.com
Alphabet - Mecanismo de busca na internet (Google).
 
Imagem: Shutterstock.com
Amazon - Sistema de vendas on-line com grande qualidade de serviço e sem lojas físicas.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. ESCOLHA A ALTERNATIVA QUE, RESPECTIVAMENTE, APRESENTA
EXEMPLOS DE SOFTWARE E DE HARDWARE EM UM SISTEMA
COMPUTACIONAL:
A) Jogo de computador e placa de vídeo.
B) Navegador de internet e driver de rede.
C) Planilha e editor de texto.
D) Memória cache e Disco Rígido.
2. UM SISTEMA COMPUTACIONAL PRECISA DE UM LOCAL PARA
ARMAZENAR OS DADOS E OS PROGRAMAS QUE NELE SERÃO
EXECUTADOS. QUE ELEMENTO EXERCE ESSA FUNÇÃO ESSENCIAL,
SEM O QUAL O SISTEMA COMPUTACIONAL NÃO FUNCIONA?
A) Memória secundária.
B) Disco Rígido.
C) Memória cache.
D) Memória principal.
GABARITO
1. Escolha a alternativa que, respectivamente, apresenta exemplos de software e de
hardware em um sistema computacional:
A alternativa "A " está correta.
 
O jogo de computador é um software finalístico, enquanto a placa de vídeo é um exemplo de
hardware periférico que permite a execução de jogos com gráficos avançados.
2. Um sistema computacional precisa de um local para armazenar os dados e os
programas que nele serão executados. Que elemento exerce essa função essencial, sem
o qual o sistema computacional não funciona?
A alternativa "D " está correta.
 
Das quatro opções apresentadas, a única considerada fundamental para o funcionamento de
um sistema computacional é a memória principal: trata-se da implementação da fita teórica da
máquina universal pensada por Alan Turing.
 INTRODUÇÃO
Sabemos que o Sistema Operacional (OS) é um dos principais – e o mais conhecido –
softwares de sistema.
Responsável por conhecer o hardware instalado no computador, ele possui diversas funções
importantes.
 
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 EXEMPLO
Fornecer aos programas acessibilidade ao processador e garantir transparência no acesso aos
periféricos.
Neste módulo, destacaremos a importância do Sistema Operacional, além de descrevermos
sua evolução.
 FUNÇÕES
Vamos entender as funções do Sistema Operacional analisandoo seguinte exemplo:
Pense em um automóvel. Imagine-se como um motorista (programa) ciente de que precisa
acelerar, frear, passar as marchas e virar para a direita e a esquerda a fim de chegar a seu
destino.
Como motorista (programa), você, então, é capaz de dirigir um automóvel (hardware) até um
destino.
 
Imagem: Shutterstock.com
MAS O QUE ACONTECERIA SE, EM VEZ DE UM CARRO, VOCÊ
ESTIVESSE A BORDO DE UMA MOTOCICLETA OU DE UM
CARRO DE FÓRMULA 1?
Note que os conceitos de acelerar, frear e virar são parecidos, mas a forma com que são
executados é completamente diferente. O Sistema Operacional funcionaria, então, como um
intermediário que sabe como executar cada operação em seu veículo específico (hardware),
para que programas possam ser genéricos e independentes do hardware no qual estão sendo
executados.
Imagine, agora, que você decide entrar em um carro de Fórmula 1. Como motorista
(programa), em vez de descobrir como se troca de marcha, precisa apenas pedir ao OS que o
faça. Desse modo, o Sistema Operacional recebe o pedido e o executa.
ALGUMAS FUNÇÕES DO OS
A B C D E
A
Servir como uma camada de abstração entre o hardware e a aplicação do usuário.
B
Cuidar da alocação do armazenamento e da memória principal.
Ao pedir para executar um programa, o OS deve alocar espaço na memória tanto para
ele quanto para os dados que ele precisará manipular.
C
Nos computadores atuais, diversos programas executam simultaneamente. Por uma
solicitação do usuário, alguns o fazem em primeiro plano, enquanto outros rodam em
segundo (ou em background).
Exemplo: Sempre que iniciamos o computador, mandamos executar alguns programas,
como antivírus e demais programas de comunicação, a saber: Skype, Discord e
WhatsApp.
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javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
D
Informar quando e quais programas ganham acesso ao uso do processador.
E
Escolher quando determinados programas devem passar o uso do processador
para outro programa.
Este subsistema do OS é chamado de escalonador. Como os processadores atuais são
normalmente compostos por muitos núcleos, para decidir a alocação de seu tempo a
cada programa, o escalonador precisa levar em conta:
Todos os núcleos disponíveis;
Características de cada programa a ser executado.
O Sistema Operacional é um programa intermediário que:
Gerencia os recursos de hardware do computador;
Fornece acesso a eles para os demais programas.
Peça fundamental de um computador, o OS é carregado quando o ligamos.
Mas os sistemas computacionais carregam, primeiramente, um programa chamado BIOS
(Basic Input/Output System).
Ele fica gravado em uma memória não volátil, geralmente em um chip da placa-mãe.
 
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AO LIGARMOS O COMPUTADOR, A MEMÓRIA
ESTÁ VAZIA, POIS É VOLÁTIL. SE NÃO
HOUVESSE O BIOS, NÃO SERIA POSSÍVEL
CARREGAR O OS (QUE ESTÁ EM UMA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA, GERALMENTE O
DISCO RÍGIDO) EM MEMÓRIA PARA SER
EXECUTADO.
 ATENÇÃO
O Sistema Operacional ainda é um programa. Portanto, sua execução depende desse
carregamento em memória.
 HISTÓRICO
Os primeiros Sistemas Operacionais eram específicos para as máquinas que os empregavam.
Basicamente, eles serviam de interface entre os programas do usuário e o hardware. Veja sua
evolução histórica:

 
Imagem: Shutterstock.com
ANOS 1970
Surge o Unix, um OS de uso geral muito difundido por ter sido distribuído gratuitamente para o
setor acadêmico e o público nos Estados Unidos. Como ele não possuía uma interface gráfica,
todos os seus comandos eram dados via console a partir de um texto.
EXEMPLO
Se estiver em um Windows, segure a tecla Windows + R, digite cmd e aperte Enter. No Linux,
segure as teclas Ctrl + Alt + T. Você verá o terminal aparecer. Podem ser dados ali comandos
de texto para executar programas em sua máquina.
ANOS 1980
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A Microsoft começa a vender seu Sistema Operacional, o MS-DOS, presente nos
computadores comercializados pela International Business Machine Corporation (IBM). Com
isso, esse sistema ganhou uma grande projeção no mundo da computação.
 
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MICROSOFT
A Microsoft, porém, destaca-se em relação à sua concorrente direta ao apresentar um novo
OS.
O Windows, afinal, permite a execução de programas em janelas ou quadros que se
superpunham a uma área de trabalho. O Sistema Operacional Windows chegou a ocupar 90%
do mercado dos PCs.
 
Imagem: Shutterstock.com
APPLE
A empresa Apple, por sua vez, lança uma versão de seu OS que contém: 
 
1. Interface gráfica; 
2. Conceito de ícones para representar programas.
 
Imagem: Shutterstock.com


 
Imagem: Shutterstock.com
 
Imagem: Shutterstock.com
SÉCULO XX
Vemos o nascimento de OS para os dispositivos móveis (mobiles) que surgiam: os
smartphones, os tablets e as smart TVs.
A Apple lança um sistema operacional exclusivo para seus aparelhos: o iOS. Enquanto isso, a
Google e alguns parceiros desenvolvem o OS Android. Ambos disputam o mercado de OS
para mobile e destronam a Microsoft, que, apesar de desenvolver o Windows Mobile, depois,
desiste dessa competição.
CONSOLE
Equipamento ou conjunto de componentes que combina mostradores, visores e demais
itens com dispositivos de entrada (teclado, interruptores, botões, chaves, unidade de
disco etc.), por meio dos quais, um operador pode acompanhar e dirigir um sistema,
como, por exemplo, um computador, uma emissora de rádio ou TV, uma estação de
controle de uma hidrelétrica etc.
Fonte: HOUAISS, 2002.
 TENDÊNCIAS
Os Sistemas Operacionais foram – e são – fundamentais para o bom funcionamento dos
sistemas computacionais.
Com a integração de computadores a celulares e tablets, existe um grande foco no
desenvolvimento e na melhoria de OS para mobile.
Os principais são o Android e o iOS.
 
Imagem: Shutterstock.com
CÁLCULOS INDICAM A EXISTÊNCIA DE MAIS DE 8 BILHÕES
DE CELULARES NO MUNDO. ESSA QUANTIDADE É MAIOR
QUE O NÚMERO DE INDIVÍDUOS NA TERRA, CUJA
POPULAÇÃO É FORMADA POR 7,5 BILHÕES DE PESSOAS.
ENQUANTO ISSO, O NÚMERO DE MICROCOMPUTADORES
PESSOAIS É ESTIMADO EM CERCA DE 2 BILHÕES DE
UNIDADES.

Neste vídeo, o professor Leandro Ferreira comenta sobre a função, a importância e a evolução
dos sistemas operacionais.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. OS SISTEMAS OPERACIONAIS (OS) MODERNOS TÊM MUITAS
RESPONSABILIDADES NA BOA EXECUÇÃO DE UM COMPUTADOR.
ASSINALE A ALTERNATIVA QUE NÃO REPRESENTA UMA ATRIBUIÇÃO
DO OS:
A) Escalonar processos.
B) Gerenciar memória.
C) Executar processos.
D) Gerenciar periféricos.
2. QUE PROGRAMA NÃO DEPENDE DA AÇÃO DO OS DO COMPUTADOR
PARA FUNCIONAR?
A) BIOS.
B) Driver de placa de vídeo.
C) Antivírus.
D) Navegador de internet.
GABARITO
1. Os Sistemas Operacionais (OS) modernos têm muitas responsabilidades na boa
execução de um computador. Assinale a alternativa que não representa uma atribuição
do OS:
A alternativa "C " está correta.
 
A execução dos processos é atribuição do processador (ou CPU). Embora o OS determine
qual processo terá acesso ao processador, ele não tem influência ou gerência durante a
execução dele.
2. Que programa não depende da ação do OS do computador para funcionar?
A alternativa "A " está correta.
 
O BIOS é carregado quando ligamos o computador, pois ele está gravado em uma memória
não volátil na placa-mãe. Esse carregamento é feito antes de iniciarmos o OS. Logo, o BIOS
não depende de acesso ao Sistema Operacional.
 INTRODUÇÃO
Na década de 1960, os computadores já eram uma realidade consolidada. Desse modo, o
Departamento de Defesa Norte-americano resolveu iniciar os estudos para a construção de
uma rede de comunicação capaz de permitir trabalhos em conjunto de pessoas muito distantes
geograficamente.
Assim, a ARPANET foi criada.
 
Imagem: Shutterstock.com
 Evolução da ARPANET, uma rede de armazenamento de dados que, inicialmente,
conectava algumas universidades e alguns centros de pesquisa. 
Fonte: TecMundo.
PENSADO PARA POSSIBILITARUMA TROCA DE
INFORMAÇÕES, O CONCEITO DE SISTEMAS
COMPUTACIONAIS EM REDE NECESSARIAMENTE EVOLUIU,
PERMITINDO, HOJE EM DIA, A INTERAÇÃO COM DIVERSAS
APLICAÇÕES, O QUE ERA UMA REALIDADE ATÉ ENTÃO
IMPENSÁVEL PARA SISTEMAS ISOLADOS.
 INTERNET
REDE DE REDES
Na concepção original dos computadores, não se planejava fazer com que vários deles se
comunicassem entre si. Eles foram pensados apenas como máquinas programáveis para
solucionar problemas.
Na década de 1960, surgiu a ideia de conectar computadores espalhados pelos centros
acadêmicos norte-americanos.
A ARPANET foi montada para permitir o trabalho de pesquisa em conjunto por pessoas nas
duas costas dos Estados Unidos. Essa ligação foi efetivada em 1970, surgindo, dessa forma, a
primeira rede a integrar a internet.
No entanto, conectar computadores não era fácil. Foi necessário:
 
Imagem: Shutterstock.com
 O início da ARPANET.
LANÇAR MEIOS DE COMUNICAÇÃO (COMO FIOS DE
COBRE OU ENLACES DE RÁDIO) ENTRE OS DOIS
COMPUTADORES.
CRIAR PROTOCOLOS PARA QUE AMBOS PUDESSEM
ENTENDER COMO FALAR ENTRE SI, POIS ELES
PRECISAM DE UM HARDWARE PARA ENVIAR E
RECEBER DADOS EM REDE.
Conforme outras redes iam se juntando, crescia a rede de redes (que passou a ser chamada
de internet em 1986). Os Computadores Pessoais já estavam entrando no mercado, e as
pessoas queriam se conectar de suas casas.
INTERNET DISCADA
Por uma questão de simplicidade, as empresas de telefonia assumiram o papel de prover
conexão à internet para os usuários domésticos.
Surgia, assim, o modem de internet discada, que se conectava como se estivéssemos
fazendo um telefonema e atingia taxas de transmissão de 14400 bps (bits por segundo).
 
Imagem: Shutterstock.com
ENDEREÇO IP E ROTEADOR
Uma das barreiras a serem vencidas para interligar tantas máquinas foi a forma de
endereçamento, ou seja, como identificar unicamente um computador com o qual se deseja
falar. A solução foi dar um endereço – como o da sua casa, por exemplo – para cada máquina.
Trata-se de um processo denominado endereço IP, abreviação de Internet Protocol (ou
Protocolo de Internet, em português).
O endereço IP consistia em uma sequência de quatro números entre 0 a 255 (representados
em 8 bits).
Como exemplos de endereço IP, temos:
 
Imagem: Shutterstock.com
127.0.0.1
 
Imagem: Shutterstock.com
192.168.1.1
 
Imagem: Shutterstock.com
8.8.8.8
Em posse do endereço de destino, um pacote (também chamado de datagrama) é enviado
através das diversas redes existentes entre o remetente e o destino. Nas fronteiras delas,
existem os roteadores, que funcionam como agências de correio e escolhem a rota que o
pacote seguirá para chegar a seu destino. Dessa forma, passando de roteador em roteador, o
pacote de dados consegue alcançá-lo com a sua mensagem.
EXEMPLO DE ESTRUTURA DE ROTEAMENTO
 
Imagem: Wikimedia Commons.
 Ver legenda do gráfico.
EXEMPLO DE ESTRUTURA DE ROTEAMENTO
- LEGENDA
Internet - Rede Mundial de Computadores.
Tier 3 Network - Rede de camada 3, que costuma prover acesso à internet para a maioria
dos usuários caseiros.
Metro-fiber - Fibra ótica metropolitana, geralmente usada por empresas para ter acesso
de banda larga à internet.
Ethernet - Rede local cabeada.
PSTN - Public Switched Telephone Network - Rede de telefonia local, base de conexão
inicial à internet.
Leased line - Linha (alugada) que fornece conexão dedicada à PSTN.
Router - Roteador.
PABX - Private Automatic Branch Exchange - Serviço de ramais telefônicos locais,
geralmente usados em empresas.
Cable Operator - Empresa de serviço de televisão a cabo que também pode prover
acesso à internet.
Cable plant - Interligação do cabo até a casa do assinante.
javascript:void(0)
Cable customer - Assinante do serviço de TV a cabo.
DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer - Multiplexador que permite o uso de
linhas telefônicas convencionais para acesso à internet (banda larga).
ADSL - Assymetrical Digital Subscriber Line - Tecnologia para transmissão de dados em
banda larga sobre o par trançado de cobre (linha telefônica comum).
ADSL customer - Assinantes de linha ADSL (geralmente telefone mais acesso à internet
via empresa telefônica). O triple play indica que também há sinal de televisão e que todo
o serviço é feito via internet (roteador na entrada da casa).
POTS - Plain Old Telephone Service - Linha telefônica comum. Nas origens de acesso à
internet, os modems enviavam sinais por meio de uma ligação telefônica convencional
entre o usuário e o provedor de serviço de acesso à internet.
E-MAIL E PÁGINAS DISPONÍVEIS NA REDE
A conexão de tantos usuários em rede não trouxe só dificuldades técnicas a serem superadas
como também – e principalmente – propiciou a criação de oportunidades para outros mercados
e outras tecnologias.
Inicialmente, os correios eletrônicos (e-mail) eram transmitidos por rede em uma analogia
direta com o sistema de correios em que se baseou o conceito da ARPANET. Passadas três
décadas, o sistema tradicional de correios raramente transporta cartas, limitando-se a
encomendas e boletos. A maior parte do tráfego de correio é eletrônico.
 
Foto: Shutterstock.com
Da mesma forma, quando se desenvolveu o conceito de Páginas Disponíveis na Rede
(originalmente chamado de World Wide Web: WWW) e se criou um navegador capaz de
passear por essa rede de páginas, surgiu o que a maior parte das pessoas entende ser a
internet.
Essa tecnologia mudou a maneira como:
Fazemos comércio (por meio de sites de e-commerce);
Vamos ao banco (internet banking);
Acessamos serviços públicos (a maioria está disponível na rede);
Adquirimos informação.
PÁGINAS DE PESQUISA, CHATS E PROGRAMAS
DE TROCAS DE MENSAGEM
Para organizar a procura por tanta informação e pelas páginas disponíveis na World Wide
Web, o software de busca Google se mostrou vitorioso entre diversos concorrentes.
Atualmente, é possível buscar qualquer página ou tópico na web. Isso tornou a Google uma
das empresas mais ricas do mundo.
Após alguns anos, as pessoas se acostumaram a ficar sentadas diante de seus computadores,
estando conectadas à internet em grande parte do dia. Com essa nova realidade, a
comunicação por e-mail ficou lenta, pois podia levar dias para que uma troca de mensagens
fosse realizada. Surgiram, então, os servidores de chat, nos quais os usuários podiam interagir
entre si em tempo real. O IRC, por exemplo, é usado até hoje.
Também foram desenvolvidos programas de trocas de mensagem, como o ICQ. Ao longo
dos anos, com a criação de smartphones, ele (e seus demais concorrentes) foram
naturalmente substituídos por versões mais modernas, como WhatsApp, Telegram e Discord.
IRC
Internet Relay Chat – Protocolo de comunicação usado na internet para troca de arquivos
e bate-papo.
INTERAÇÃO ENTRE USUÁRIOS
Com a conexão de diversos usuários domésticos, uma nova geração que crescia na década de
1990 via seus jogos eletrônicos começarem a permitir uma interação entre usuários.
Inicialmente, essa interação foi realizada em redes locais (chamadas de LAN), o que
impulsionou o surgimento de LAN houses: lojas onde era possível jogar em rede usando os
computadores e a LAN dos estabelecimentos.
Em um processo de evolução natural, as empresas começaram a realizar jogos por meio da
internet.
javascript:void(0)
 
Foto: Shutterstock.com
 EXEMPLO
Com sua Battle.net, a Blizzard Entertainment pavimentou o caminho para o surgimento do
que é conhecido como e-sports: jogos competitivos entre usuários de computador via internet.
BATTLE.NET
Serviço criado em 1997 pela Blizzard Entertainment para o game Diablo, com o objetivo
de prover serviços de jogo multijogador on-line pela internet. Esse conceito superou o de
jogos e redes locais, os quais, até então, predominavam. Hoje em dia, a maioria dos
jogos multijogadores já funciona via internet, como foi pioneiramente proposto pelo
Battle.net.
javascript:void(0)
javascript:void(0)
BLIZZARD ENTERTAINMENT
Sediada na Califórnia, estaempresa de jogos eletrônicos norte-americana foi criada em
1991 sob o nome Silicon & Synapse. Ela é conhecida por jogos como Lost vikings,
Warcraft, Starcraft, Diablo e Overwatch.
BANDA LARGA, STREAMING E APLICATIVOS
Graças ao desenvolvimento de novas tecnologias de transmissão, como a fibra ótica, o
aumento da banda de internet disponível ao usuário doméstico permitiu que novos serviços
fossem oferecidos, como música e vídeo via internet.
Atualmente, testemunhamos a gradual – embora inevitável – substituição da televisão por
serviços de streaming, como:
 
Foto: Shutterstock.com
NETFLIX
 
Foto: Shutterstock.com
YOUTUBE
De fato, a profissão de influenciador digital já é algo rentável.
Novos conceitos de programas surgiram quando passamos a estar conectados em nível
pessoal. Os celulares se tornaram computadores de bolso, e a tecnologia de comunicação de
dados permite, hoje, transmissões até de vídeo (acima de 1 Mbps – bilhão de bits por
segundo). Por isso, as pessoas estão cada vez mais conectadas a todo momento.
Os aplicativos de mensagem, as redes sociais e até os jogos migraram para os celulares.
Dessa forma, surgiram aplicativos colaborativos para:
 
Imagem: Shutterstock.com
WAZE
Evitar engarrafamentos nas 
cidades grandes
 
Imagem: Shutterstock.com
UBER
Locomover-se, substituindo, 
serviços de táxi
 
Imagem: Shutterstock.com
TINDER
Buscar 
relacionamentos
 TENDÊNCIAS
A conexão em rede dos computadores mudou o paradigma de uso dessas máquinas,
moldando diversos hábitos de nossa sociedade. Atualmente, o mundo caminha em direção à
conectividade plena. A maioria dos aplicativos já é planejada para trabalhar conectada à
internet ou contém funcionalidades adicionais que dependem de tal conexão.
CIENTISTAS E ENGENHEIROS TRABALHAM EM
SOLUÇÕES PARA ENTREGAR UMA REDE DE
COMUNICAÇÃO QUE PERMITA O ACESSO À
INTERNET DE QUALQUER PONTO DO PLANETA.
O CHAMADO PROJETO STARLINK É
ENCABEÇADO PELO FUTURISTA ELON MUSK E
POR SUA EMPRESA SPACEX.
 
Foto: Shutterstock.com
 Elon Musk

Neste vídeo, o professor Leandro Ferreira comenta sobre a as inovações tecnológicas que a
operação de rede (internet) possibilitou em diversos ramos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. DIVERSAS TECNOLOGIAS, DESDE CABOS QUE CONECTAM OS
COMPUTADORES A PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO, SÃO
NECESSÁRIAS PARA O FUNCIONAMENTO DA INTERNET. 
QUAL É O ELEMENTO RESPONSÁVEL POR DETERMINAR OS CAMINHOS
E ENVIAR OS PACOTES DE DADOS ENTRE AS REDES QUE COMPÕEM A
INTERNET?
A) Correio eletrônico.
B) Roteador.
C) Transmissor.
D) Modem.
2. DISCUTIMOS COMO A CONEXÃO DE COMPUTADORES EM REDE E O
POSTERIOR SURGIMENTO DA INTERNET FORAM IMPORTANTES PARA
O DESENVOLVIMENTO E A RELEVÂNCIA DA ÁREA DA COMPUTAÇÃO.
UMA DAS PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DESENVOLVIDAS NA ÁREA FOI A
WORLD WIDE WEB (WWW), MUITAS VEZES CONFUNDIDA COM A
PRÓPRIA INTERNET. 
 
ASSINALE A ALTERNATIVA QUE APRESENTA O QUE É A WWW:
A) Rede Mundial de Computadores e Roteadores.
B) Conjunto de programas disponíveis on-line.
C) Conjunto de empresas que disponibiliza serviços on-line.
D) Conjunto de páginas hospedadas em servidores e ligadas por conexões chamadas de links.
GABARITO
1. Diversas tecnologias, desde cabos que conectam os computadores a protocolos de
comunicação, são necessárias para o funcionamento da internet. 
Qual é o elemento responsável por determinar os caminhos e enviar os pacotes de
dados entre as redes que compõem a internet?
A alternativa "B " está correta.
 
Os roteadores são os responsáveis por determinar as rotas intermediárias e transmitir os
pacotes entre redes para que eles possam chegar ao destino. O cerne da internet é de
roteadores de grande capacidade dos ISP (Provedores de Serviço de Internet), que fazem
conexões entre si com cabos de altíssima velocidade.
2. Discutimos como a conexão de computadores em rede e o posterior surgimento da
internet foram importantes para o desenvolvimento e a relevância da área da
computação. Uma das principais tecnologias desenvolvidas na área foi a World Wide
Web (WWW), muitas vezes confundida com a própria internet. 
 
Assinale a alternativa que apresenta o que é a WWW:
A alternativa "D " está correta.
 
A World Wide Web é o conjunto de páginas de hipertexto (texto com links para outras páginas)
que surgiu no início da difusão da internet – o principal serviço utilizado nela. Ao iniciarmos
nosso programa navegador de internet (em browsers como Chrome, Firefox, Safari ou Internet
Explorer), navegamos pelas páginas da WWW. Há diversos outros serviços que utilizam a
internet para se conectar aos usuários, como e-mail, mensagens instantâneas, jogos on-line
etc.
 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Visitamos os principais eventos históricos que culminaram na criação dos computadores,
observando seu desenvolvimento desde o início até os dias atuais.
Como pudemos observar, hoje em dia, os computadores estão por toda parte e são
responsáveis pelas empresas de maior valor de mercado no mundo. Por isso, a área de
Ciência da Computação oferece diversas possibilidades de emprego, provando estar em franca
expansão.
Além disso, entendemos o funcionamento básico de um computador e demonstramos de que
forma ocorreu a evolução da intercomunicação dos sistemas computacionais.
REFERÊNCIAS
HOUAISS. Dicionário Eletrônico Houaiss da Língua Portuguesa. CD-ROM. 2002.
PATTERSON, D. A.; HENESSY, J. L. Organização e projeto de computadores: a interface
hardware/software. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.
SHANNON, C. E. A mathematical theory of communication. Bell System Technical Journal, v.
27, p. 379-423, 1947.
STATISTA. The 100 largest companies in the world by market value in 2019. In: Statista.
2019.
TURING, A. M. On computable numbers, with an application to the entscheidungs problem.
Proceedings of the London Mathematical Society, v. 42, p. 230-265, 1937.
ZELENOVSKY, R.; MENDONÇA, A. PC: um guia prático de hardware e interfaceamento. 3. ed.
Rio de Janeiro: MZ Editora, 2003.
EXPLORE+
Busque e assista aos vídeos:
Processador (CPU) – principais características. Dell Suporte Brasil, 2016.
Introdução ao roteamento de pacotes IP. Núcleo de Informação e Coordenação do
Ponto BR (NIC.br), 2014.
Pesquise e leia as matérias e os artigos:
DANIELE, A. Saiba por que o Dia da Informática é comemorado em 15 de agosto. In:
Revista Exame. Publicado em: 15 ago. 2014.
HAUTSCH, O. O que é um transistor e por que ele é importante para o computador?
In: TecMundo. Publicado em: 8 fev. 2010.
JORDÃO, F. Como funciona um Circuito Integrado. In: TecMundo. Publicado em: 21
out. 2013.
PRESSE, F. SpaceX lança primeiros satélites para rede que vai prover internet do
espaço. In: G1. Publicado em: 24 maio 2019.
Busque e assista ao filme:
The imitation game. Direção: Morten Tyldum. Estados Unidos: Black Bear Pictures, 2014. 114
min.
CONTEUDISTA
Leandro de Mattos Ferreira
 CURRÍCULO LATTES
LEANDRO DE MATTOS FERREIRA
Mestre em Sistemas e Computação e Graduado em Engenharia da Computação pelo
Instituto Militar de Engenharia (IME). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica,
com ênfase em Sistemas de Telecomunicações, atuando, principalmente, nos seguintes
temas: blockchain, virtualização, simulador, rádio definido por software e cálculo de rotas
IP.
Mais informações em: Plataforma Lattes - CNPQ.
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DESCRIÇÃO
A importância e a utilização dos componentes de hardware dos computadores.
PROPÓSITO
Aprender que um sistema de computação é um conjunto interconectado e inter-relacionado de
componentes principais e subcomponentes.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar a estrutura básica de um computador
MÓDULO 2
Examinar os princípios básicos dos subsistemas de processamento, memória e entrada e saída
MÓDULO 3
Registrar o essencial sobre o sistema operacional
MÓDULO 1
 Identificar a estrutura básica de um computador
SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO
A área conhecida como implementação de computadores se relaciona, em geral, à abordagem de
aspectos que são desnecessáriosao programador. Por exemplo, a tecnologia usada na construção da
memória, a frequência do relógio, sinais de controle para iniciar as micro-operações etc.
A implementação de computadores difere do conceito de arquitetura de computadores, cujo termo se
relaciona, em geral, ao tratamento de pontos que são de interesse do programador, a saber, conjunto de
instruções do processador, tamanho da palavra, modos de endereçamento de instruções, entre outros. A
implementação de computadores e a arquitetura de computadores estão inseridas no domínio mais
geral dos sistemas de computação.
SISTEMAS
Conjuntos de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo.
(MONTEIRO, 2007)
javascript:void(0)
 EXEMPLO
Exemplos de sistemas incluem:
Sistema jurídico;
Sistema nervoso;
Sistema de informação;
Sistema familiar;
Sistema social;
Sistema solar.
A DEFINIÇÃO DE COMPUTAÇÃO PODE SER ENTENDIDA
COMO A REALIZAÇÃO DE CÁLCULOS DE FORMA
ORDENADA OU APENAS A MANIPULAÇÃO DE VALORES.
LOGO, COMO VOCÊ DEFINIRIA UM SISTEMA DE
COMPUTAÇÃO?
RESPOSTA
javascript:void(0)
Um sistema de computação é um conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização do
objetivo de computar (dados).
Antes de avançarmos, é necessário que você conheça algumas definições de termos importantes:
DADOS
Constituem um conjunto de fatos em estado bruto a partir dos quais conclusões podem ser tiradas.
INFORMAÇÃO
É a inteligência e o conhecimento derivados dos dados.
O processamento de DADOS (data processing) consiste em uma série de atividades ordenadamente
realizadas (receita de bolo), com o objetivo de produzir um arranjo determinado de INFORMAÇÕES a
partir de outras obtidas inicialmente.
Veja a seguir as etapas de um processamento de dados:
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 9
 Etapas do processamento de dados.
LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Um algoritmo pode ser formalizado em comandos de uma linguagem de programação, entendida
pelo sistema de computação. Por exemplo, um algoritmo para soma de 100 números (1 a 100) está
exemplificado na tabela a seguir:
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 9
 Algoritmo para somar 100 números.
TIPOS DE LINGUAGENS
Um programa pode ser escrito em diferentes tipos de linguagens, por exemplo, Assembly, Pascal, C,
Cobol, Basic etc.
Uma linguagem de máquina (código de máquina) é formada por sequências de bits que representam as
operações.
MNEMÔNICOS
Mnemônicos são sintaxes que designam as instruções de operações.
LINGUAGEM DE BAIXO NÍVEL DE ABSTRAÇÃO
Usa os chamados mnemônicos ao invés de bits. Está relacionada diretamente à arquitetura do
processador. Pode ser conhecida como linguagem de montagem e Assembly.
javascript:void(0)

LINGUAGEM DE ALTO NÍVEL DE ABSTRAÇÃO
Possui um nível de abstração relativamente elevado, mais afastado da linguagem de montagem e mais
próximo à linguagem humana. Exemplos: Pascal, Fortran, C++, Delphi.
ORGANIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE
COMPUTAÇÃO
A organização funcional de um sistema de computação (S.C.) possui os seguintes componentes:
Dispositivo de entrada;
Dispositivo de saída;
Processador;
Memória principal (primária);
Memória secundária.
Veja na figura a seguir qual é a relação de funcionamento entre estes componentes:
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 32
 Componentes de um sistema de computação.
A Arquitetura de John von Neumann (pronuncia-se fon Noiman) foi concebida a partir de 1946,
precursora da arquitetura que conhecemos hoje. Ela possibilita a uma máquina digital armazenar seus
programas no mesmo espaço de memória que os dados, permitindo, assim, a manipulação de tais
programas.
John von Neumann (1903-1957) foi um matemático húngaro, considerado um dos grandes gênios da
humanidade. Possui contribuições em diversas áreas do conhecimento, desde a Economia, Teoria dos
Jogos, Computação até a Física Nuclear.
Foto: Wikimedia Commons
 John von Neumann.
A arquitetura a seguir é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que
utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de armazenamento (memória) para comportar,
respectivamente, instruções e dados, conforme ilustrado.
 
Imagem: Wikimedia Commons
 Projeto modelo de um computador digital.
BARRAMENTO
Fundamentalmente, todo sistema de computação (computador) é organizado (funcionalmente) em três
grandes módulos ou subsistemas:
1
PROCESSADOR
2
MEMÓRIA
3
ENTRADA/SAÍDA (E/S)
Como se trata de componentes eletrônicos, a comunicação e controle entre eles é realizada por sinais
elétricos, que percorrem fios. Estes fios são chamados, em conjunto, de barramento.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 39
 Organização funcional de um S.C.
VOCÊ SABE DEFINIR QUAL É A FUNÇÃO DO
BARRAMENTO?
RESPOSTA
javascript:void(0)
Barramento é um conjunto de fios que têm por função transportar sinais de informação e sinais de
controle e comunicação entre os componentes interligados.
SINAIS DE INFORMAÇÃO
São bits, transportados entre o processador e demais componentes (memória ou periféricos), vice-
versa.
SINAIS DE CONTROLE E COMUNICAÇÃO
Pulsos, que surgem em duração e intervalo de tempo distintos conforme sua função. Cada um
deles serve a um propósito diferente.
Veja a seguir os tipos de barramento:
BARRAMENTOS DE DADOS (BD)
São bidirecionais, transportam bits de dados entre o processador e outro componente, vice-versa.
BARRAMENTOS DE ENDEREÇOS (BE)
São unidirecionais, transportam bits de um endereço de acesso de memória ou de um dispositivo de
E/S, do processador para o controlador do barramento.
BARRAMENTOS DE CONTROLE (BC)
Possuem fios que enviam sinais específicos de controle e comunicação durante uma determinada
operação.
A soma dos fios do BC, do BD e do BE é igual ao total de pinos do processador ou total de furos do
soquete, ou seja: Totalpinos = BD + BE + BC.
Em uma operação de transferência ou acesso (seja para leitura ou para escrita, exemplificado na figura
1, o barramento é único, embora dividido em grupos de fios que realizam funções diferentes (figura 2):
javascript:void(0)
javascript:void(0)
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 42
 Figura 1: Uma operação de acesso do processador à memória principal.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 40
 Figura 2: Divisão do barramento em grupos de fios com funções diferentes.
Se o processador precisar de um dado específico ao longo da execução de uma instrução, ele saberá o
endereço dele, que, por exemplo, é o endereço 37 em decimal, 0000100101 em binário [com o
barramento de endereços (BE) possuindo 10 fios]. Ao acessar o endereço especificado através do
barramento de endereços, o processador, então, realizará uma operação de leitura, transferindo o
dado, por exemplo, 7510, que se encontra no interior da célula de memória, pelo barramento de dados
(BD). O barramento de controle (BC) será responsável pelos sinais de controle (exemplificados a
seguir).
Após o dado chegar ao processador e ser processado, um dado resultante desse processamento
poderá agora seguir pelo BD, para ser armazenado em um endereço de memória, em uma operação
denominada operação de escrita. O exemplo aqui descrito encontra-se ilustrado na figura a seguir:
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 40
 Funcionamento dos BE, BD e BC.
Assista a uma breve explanação das características de cada um dos tipos de barramentos.
PROCESSADORES
Os processadores são projetados com a capacidade de realizarem diretamente (pelo hardware)
pequenas e simples (primitivas) operações, tais como:
Executar operações aritméticas com 2 números (somar, subtrair, multiplicar, dividir);
Mover um número (dado) de um local para outro;
Mover um número (dado) de dispositivo de entrada ou de saída;
Desviar a sequência de controle.
A execução de um comando em linguagem de alto nível (por exemplo, Pascal), como X = A + B requer,
primeiro, sua conversão para instruções de máquina e, em seguida, sua execução propriamente dita
(figura), ou seja, somar o valor indicado por A com o valor indicado por B e armazenar o resultadono
local indicado por A.
 
 Uma mesma instrução em linguagens diferentes.
Os processadores, então:
Interpretam o que fazer (qual a operação – no exemplo anterior, a operação era SOMAR);
Executam a operação (como fazer– algoritmo para completar a operação propriamente dita).
Uma instrução de máquina consiste no conjunto de bits que identifica uma determinada operação
primitiva a ser realizada diretamente pelo hardware, por exemplo, 1001 00111 00001.
Exemplos de operações primitivas são:
Operações aritméticas– Somar, subtrair, multiplicar e dividir;
Operações lógicas– AND, OR, XOR;
Operações de entrada e saída de dados;
Operações de desvio de controle;
Operações de movimentação de dados.
 SAIBA MAIS
Ações que podem ser realizadas por meio de instruções de máquina:
Transferir uma palavra de acordo de uma célula para outra;
Efetuar a soma entre dois operandos, guardando o resultado em um deles ou em um terceiro
operando;
Desviar incondicionalmente para outro endereço fora da sequência;
Testar uma condição. Se o teste for verdadeiro, então desviar para outro endereço fora da
sequência;
Realizar uma operação lógica AND entre dois valores;
Parar a execução de um programa;
Adicionar 1 ao valor de um operando;
Transferir um byte de dados de uma porta de E/S para a MP;
Transferir um byte de dados da MP para uma porta de E/S;
Substituir o operando por seu valor absoluto.
(MONTEIRO, 2007, p. 181)
CICLO DE INSTRUÇÕES
Você sabe a diferença entre conjunto de instrução e ciclo de instrução?
Conjunto de instruções são todas as possíveis instruções que podem ser interpretadas e
executadas por um processador. Por exemplo, o Intel 8080 tinha 78 instruções de máquina, o
Pentium 4 tinha 247;
Ciclo de instruções é um conjunto de instruções de máquina sequencialmente organizadas para
a execução de um programa.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 37
 Ciclo de instrução.
O formato básico de uma instrução de máquina é constituído de duas partes (figura):
Código de operação (C.Op.): Identificação da operação a ser realizada;
Operando(s) (Op.): Pode ter 1, 2 ou 3.
 
Imagem: Adaptada de MONTEIRO, 2007, p. 275
 Instruções de máquina com um, dois e três operandos.
TENDÊNCIAS
Desde a sua criação, o progresso tecnológico da computação foi um dos fatos mais extraordinários da
humanidade. Hoje, por menos de R$1.000,00 é possível comprar um telefone celular com um
desempenho equivalente ao computador mais rápido do mundo comprado em 1993 por US$50 milhões.
Esse rápido progresso veio dos avanços na tecnologia usada para construir computadores e das
inovações no design de computadores.
Reflita sobre o que virá no futuro, e sobre que tipos de conhecimentos devem ser adquiridos para
almejar a vanguarda da atuação na área de computação.
 
Imagem: haroldguevara / Shutterstock
VEM QUE EU TE EXPLICO!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Organização de um sistema de computação Explicar os componentes e suas funções.
Processadores Falar sobre sua função e as operações fundamentais que todo processador deve
implementar.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A SEQUÊNCIA BÁSICA DE EXECUÇÃO DE OPERAÇÕES PRIMITIVAS É A
DEFINIÇÃO DE:
A) Instrução de máquina.
B) Conjunto de instruções.
C) Ciclo de instrução.
D) Mnemônico.
2. UM SISTEMA DE COMPUTAÇÃO (S.C.) POSSUI UM PROCESSADOR QUE
ENDEREÇA 4 MEGA (M) DE ENDEREÇOS DE MEMÓRIA PRINCIPAL NO MÁXIMO.
QUAL É A LARGURA DE SEU BARRAMENTO DE ENDEREÇOS (BE) EM BITS?
A) 4096 bits.
B) 512 bits.
C) 32.768 bits.
D) 22 bits.
GABARITO
1. A sequência básica de execução de operações primitivas é a definição de:
A alternativa "C " está correta.
 
As etapas básicas de um ciclo de instrução podem ser simplificadas para o acrônimo BDE: Buscar
instrução na memória. Decodificar a operação a ser realizada e buscar operando, se houver. Executar a
operação.
2. Um sistema de computação (S.C.) possui um processador que endereça 4 Mega (M) de
endereços de memória principal no máximo. Qual é a largura de seu barramento de endereços
(BE) em bits?
A alternativa "D " está correta.
 
A quantidade de endereços de memória a serem endereçados pelo barramento de endereços é obtida
da seguinte forma: N = 2L
Sendo:
N = Quantidade de endereços. 
L = Largura (quantidade) de bits do BE ou de cada endereço.
Temos:
N = 4 Mega endereços (não estamos considerando o conteúdo de cada célula, apenas a quantidade de
células existentes).
Cálculo de L:
A tabela a seguir expressa alguns prefixos usados para abreviar valores em computação, nos valores
em potência de 2 e em potência de 10.
Unidade
Valor em
potência de
2
Valor unitário
Valor em
potência de
10
Valor unitárioUnidade
Valor em
potência de
2
Valor unitário
Valor em
potência de
10
Valor unitário
1k (quilo) 210 1024 103 1.000
1M (mega) 220 1.048.576 106 1.000.000
1G (giga) 230 1.073.741.824 109 1.000.000.000
1T (tera) 240 1.099.511.627.776 1012 1.000.000.000.000
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Desmembrando o valor 4 do prefixo M, podemos escrever o valor 4 da seguinte maneira: 22 = 4
Podemos escrever o prefixo Mega (M) da seguinte maneira: 220 = Mega
Juntando: 4 Mega endereços = 22 × 220
Repetindo a base e somando os expoentes: 222
Assim: 4 M = 222 = 22 bits
MÓDULO 2
 Examinar os princípios básicos dos subsistemas de processamento, memória e entrada e
saída
SUBSISTEMAS DE PROCESSAMENTO
Um processador ou Unidade Central de Processamento – UCP (Central Process Unit – CPU) possui
basicamente duas funções principais:
FUNÇÃO PROCESSAMENTO
Responsável pelo processamento dos dados.
FUNÇÃO CONTROLE
É a parte funcional que realiza as atividades de buscar a instrução; interpretar as ações; gerar os sinais
de controle para ativar as atividades requeridas (dentro ou fora do processador).
Veja a seguir um vídeo que fala mais detalhadamente sobre os componentes dessas funções de
processamento:
MEMÓRIA
A MEMÓRIA É UM SISTEMA CONSTITUÍDO DE VÁRIOS
COMPONENTES, CADA UM COM VELOCIDADES, CUSTOS E
CAPACIDADES DIFERENTES. TODOS, NO ENTANTO, COM
MESMA FUNÇÃO– ARMAZENAR E RECUPERAR VALORES,
QUANDO DESEJADO.
Existem diferentes tipos de memória, para diferentes finalidades, no que é conhecido como hierarquia
de memórias:
Registradores;
Memória Cache;
Memória Principal– MP (ex.: RAM);
Memória Secundária (ex.: HDs, Pendrive);
Memória Virtual.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 86
 Hierarquia de memórias.
REGISTRADORES
 ATENÇÃO
Os registradores são memórias com as características do topo da pirâmide, localizadas dentro do
processador.
Existem:
REGISTRADORES DE DADOS
Armazenam os dados que serão processados pelas unidades de cálculo, separados em unidades para
números inteiros e números de ponto flutuante.
REGISTRADOR DE DADOS DE MEMÓRIA – RDM (MEMORY
BUFFER REGISTER ‒ MBR)
Para transferências externas de dados.
REGISTRADOR DE ENDEREÇO – REM (MEMORY ADDRESS
REGISTER ‒ MAR)
Para transferências externas de endereços de memória.
CONTADOR DE INSTRUÇÃO OU CONTADOR DE
PROGRAMA – CI (PROGRAM COUNTER – PC)
Para buscar a próxima instrução.
REGISTRADOR DE INSTRUÇÃO – RI (INSTRUCTION
REGISTER – IR)
Armazena instrução.
SEGMENTOS
Para armazenar endereços de Segmentos [apontam para determinados segmentos (programa, dados,
pilha, etc.)].
FLAGS
Podem ser usadas para indicar o resultado de certas instruções.
MEMÓRIA CACHE
A memória cache é uma memória de pequena capacidade, situada entre a memória principal (MP) e o
processador. Essa memória armazena uma certa quantidade dos dados que estão sendo utilizados no
momento, e que são transferidos para o processador em alta velocidade.
UMA PERGUNTA QUE MUITOS PODEM FAZER É:
POR QUE MUITAS MEMÓRIAS E NÃO APENAS UMA?
O ideal seria haver apenas uma memória nos computadores, com os seguintes requisitos:
Tempo de acesso muito curto (semelhante ao do processador);
Grande capacidade de armazenamento;
Armazenamento permanente (não volátil);Baixo custo.
Como, em termos práticos, hoje ainda não é possível a existência desse tipo de memória, faz-se
necessária a adoção de soluções mais viáveis para compensar a diferença de velocidades que existe
entre o processador e a MP.
A figura a seguir ilustra a comparação de velocidades que existem entre o processador e a MP (apenas
processador e MP).
Há uma grande diferença de tempo entre a transferência da MP para o processador e este usar os
dados.
No exemplo, o processador gasta 2 nanosegundos para somar e espera 100 nanosegundos para
receber novos dados.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 121
 Comparação de velocidades entre o processador e a MP.
PRINCÍPIO DA LOCALIDADE
O Princípio da localidade é um princípio de programação que determina o modo como as instruções
são executadas (em sequência, durante um certo tempo).
Nele, os programas são organizados de modo que as linhas de código costumam ser executadas em
sequência.
Apenas em alguns momentos a sequência é interrompida e o processo desvia da sequência, sendo esta
retomada em seguida.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 122
 O modo como as instruções são executadas na MP.
O Princípio da localidade é dividido em:
LOCALIDADE ESPACIAL
Sempre que o processador realiza um acesso a um endereço de memória, é muito provável que o
próximo acesso seja ao endereço contíguo seguinte.
LOCALIDADE TEMPORAL
Sempre que o processador realiza um acesso a um endereço de memória, é muito provável que, em
curto tempo, ele acesse novamente o mesmo endereço.
DEVIDO AO PRINCÍPIO DA LOCALIDADE (ESPACIAL), É
POSSÍVEL INCLUIR UMA MEMÓRIA DE PEQUENA
CAPACIDADE, CHAMADA MEMÓRIA CACHE, ENTRE A MP E
O PROCESSADOR.
A figura a seguir ilustra novamente a comparação de velocidades que existem entre o processador e a
MP, mas, agora, utilizando memória cache como intermediária.
Caso seja usada uma memória intermediária de alta velocidade entre a MP e o processador (que
armazena uma cópia dos dados sendo imediatamente usados), este irá esperar 2 nanosegundos pelos
dados, ao invés de 100 nanosegundos.
 
Imagem: Adaptada de MONTEIRO, 2007, p. 121
 Comparação de velocidades entre o processador e a MP usando a memória cache intermediária.
MEMÓRIA PRINCIPAL (MP)
A memória principal (MP) é a memória básica, na qual o programa que será executado e seus dados
são armazenados, para que o processador busque cada instrução ao longo do tempo de
processamento.
Memórias muito antigas usavam o método de acesso sequencial, em que o endereço de cada acesso
era sempre relativo ao endereço inicial. Exemplo de acesso sequencial é o dos sistemas VHS
(videocassete) e das fitas magnéticas.
 SAIBA MAIS
Em 1968, um cientista da IBM criou uma memória constituída apenas de componentes eletrônicos e cujo
acesso dependia apenas de seu endereço, sendo independente dos demais. Por isso, ele chamou-a de
memória de acesso aleatório ou RAM (Ramdom-Access Memory). Estas memórias (logo chamadas
de DRAM, cujo D vem da palavra dinâmica) passaram progressivamente a ser o tipo usado para
acesso pelo processador e, daí, tornaram-se a memória principal de praticamente todos os sistemas de
computação.
A memória principal (RAM) permite a realização de duas operações:
Escrita (armazenar): O dado anteriormente armazenado é apagado;
Leitura (recuperar): Normalmente se recupera uma cópia do dado.
A memória é organizada como um conjunto de N partes iguais, com cada parte possuindo um conteúdo
fixo de M bits.
O valor de M depende do tipo de memória. Usualmente é 8 bits (1 Byte) nas memórias RAM, mas
existem valores maiores para outras memórias.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 107
 Diferentes tamanhos de memórias.
Cada parte (chama-se célula ou, em alguns casos, palavra nas memórias RAM, linha nas memórias
cache, setor nos HDs etc.) é identificada por um número, chamado endereço. Todos os N endereços
têm mesma largura de endereço, de E bits.
Exemplo: Para o endereço 1011101, a largura de endereço E será 7 bits.
Uma memória com N partes também possui N endereços.
O cálculo de N no endereçamento pode ser realizado da seguinte maneira: 2E = N
Onde:
E = Largura de cada endereço;
N = Quantidade de endereços (partes endereçáveis).
Exemplo:
Se a largura de endereços é igual a 6 bits, a quantidade de endereços N será: 26 = 64 endereços
Esta figura esquematiza simplificadamente os termos apresentados anteriormente:
 Organização básica de uma memória.
As memórias eletrônicas que empregam o acesso aleatório podem ser fabricadas para permitir duas
aplicações:
Para leitura e escrita (Read/Write – R/W);
Somente para leitura (Read Only Memory – ROM).
R/W
O termo R/W nunca foi adotado, usa-se RAM para representar memórias voláteis para leitura e
escrita, e ROM para representar memórias não voláteis somente para leitura.
As memórias RAM são constituídas de dois tipos:
javascript:void(0)
SRAM (STATIC RANDOM-ACCESS MEMORY):
Cada bit é constituído de 5 a 7 transístores;
Não requer recarregamento, sendo, por isso, mais rápidas, mas ocupam mais espaço e são mais
caras;
Usadas como memória cache.
DRAM (DYNAMIC RANDOM-ACCESS MEMORY):
Cada bit é constituído por 1 capacitor e 1 transístor;
O capacitor serve para representar o valor do bit e o transístor para ser usado nas leituras/escritas;
Como o capacitor se descarrega, é preciso recarregar periodicamente (sinal de refresh – gasta
tempo);
Usadas como memória principal.
As memórias dinâmicas podem ser:
Memórias Dinâmicas Assíncronas: Não são sincronizadas com o processador, por exemplo,
Dynamic RAM (DRAM), Fast Page Mode (FPM), Extended Data Out DRAM (EDO), Burst Extended
Data Out DRAM (BEDO);
 
Memórias Dinâmicas Síncronas: Sincronizadas com o processador, evitam que o processador
espere os dados, por exemplo, Synchronous DRAM (SDRAM), Double Data Rate (DDR), Double
Data Rate 2 (DDR2).
 COMENTÁRIO
Hoje em dia, é comum o uso de memórias DDR SDRAM, pois:
As memórias Single Data Rate (SDRAM) só transferem dados na subida do sinal de clock;
Já as memórias Double Data Rate (DDR-SDRAM) transferem dados na subida e na descida do
sinal de clock, dobrando a taxa de transferência de dados (data rate);
Assim, uma memória DDR-SDRAM operando num clock de 100MHz (real) consegue desempenho
equivalente a 200MHz (efetivo).
Também existe a classificação quanto ao tipo de encapsulamento das memórias (formatos dos
módulos):
SIMM (SINGLE IN LINE MEMORY MODULE)
O contato elétrico de um lado é igual ao do outro lado.
DIMM (DUAL IN LINE MEMORY MODULE):
Os contatos dos dois lados são independentes.
MEMÓRIA SECUNDÁRIA
Terminando a pirâmide da hierarquia de memória, a memória secundária objetiva o armazenamento
persistente (permanente) aos programas de usuário e seus dados.
O emprego de diferentes tecnologias para compor os diferentes tipos de memórias da hierarquia pode
ser feito através de parâmetros para análise, tais como:
1. Tempo de acesso: Também conhecido como tempo de acesso para leitura ou tempo de leitura;
2. Ciclo de memória: É outro parâmetro (apenas para memórias eletrônicas), indica o tempo entre 2
operações sucessivas de leitura ou escrita;
3. Capacidade;
4. Volatilidade;
5. Tecnologia de fabricação: Memórias de semicondutores, memórias de meio magnético, memória de
meio óptico;
6. Temporariedade: Permanente, transitório;
7. Custo.
Para os tipos de memória da hierarquia, podem ser exemplificados alguns parâmetros de análise,
conforme exibido na tabela:
Internamente no processador Na placa-mãe ExternaInternamente no processador Na placa-mãe Externa
Registrador(es) Cache L1 Cache L2
Memória
Principal
(RAM)
Memória
Secundária
(pendrives,
discos etc.)
Tecnologia
de
fabricação
Eletrônica Eletrônica Eletrônica Eletrônica
Várias
tecnologias
(ótica,
magnética,
eletrônica)
Volatilidade Volátil Volátil Volátil
Volátil
(parte é
não
volátil‒
ROM)
Não Volátil
Tempo de
acesso
Ex.: 1 a 2ns
Ex.: 2 a
6ns
Ex.: 5 a
10ns
Ex.: 5 a
10ns
Ex.: de 8ns
até algunssegundos
Capacidade 32 ou 64 bits
8KB,
256KB, ...
2MB,
8MB, ...
4GB,
8GB, ...
Depende
da mídia
 Parâmetros de análise das memórias.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
A sequência de transferência de dados realizada entre o processador e as memórias em um sistema
computacional é hierárquica, conforme mostrado na figura a seguir.
Ou seja, grosso modo, em uma operação de leitura, o processador:
Irá verificar primeiro se o dado está localizado na cache L1;
Caso não esteja, verificará se o dado se encontra na cache L2 e L3 (se houver);
Finalmente, irá buscar o dado na memória principal, caso o dado não esteja localizado em
nenhuma das memórias cache consultadas.
O mesmo raciocínio pode ser aplicado na operação de escrita, na qual o processador escreverá sempre
na cache mais próxima dele, mas o dado precisa estar atualizado na memória principal (RAM) para, em
seguida, ser armazenado na memória permanente (HD, por exemplo).
 
Imagem: Adaptado de MONTEIRO, 2007, p. 125
 Diferentes tamanhos de memórias.
No vídeo a seguir o professor retoma, com mais detalhes, os conceitos apresentados neste tópico:
SUBSISTEMA DE ENTRADA E SAÍDA (E/S)
O subsistema de Entrada e Saída (E/S) tem por função interligar o mundo exterior (o nosso mundo) ao
mundo interior (processador-memória). Os dispositivos de entrada e saída também são chamados
periféricos, pois estão na periferia do núcleo processador/memória principal.
São funções do subsistema de E/S:
Receber ou enviar informações do/para o meio exterior;
Converter as informações (de entrada ou de saída) em uma forma inteligível para a máquina (se
estiver recebendo) ou para o operador (se estiver recebendo).
DISPOSITIVO E INTERFACE.
Todo componente de E/S é constituído de 2 partes:
O dispositivo propriamente dito;
Um componente denominado Interface.
 EXEMPLO
Monitor de vídeo (dispositivo) e placa de vídeo (interface); disco magnético (composto pelo dispositivo
Hard Disk e pelo controlador ou interface).
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 339
 Como o subsistema de E/S se comunica dentro de um Sistema de Computação.
A Interface ou controlador, serve para compatibilizar as diferentes características entre o
processador/memória e o dispositivo que controla, bem como controlar o funcionamento do referido
dispositivo.
 EXEMPLO
A placa de vídeo é interface do monitor, assim como a placa controladora de um HD.
 
Imagem: MACHADO, 2007, p. 44
 Esquema ilustrativo da localização do controlador.
A necessidade do emprego de interfaces tem origem em diversos fatores:
1. Cada dispositivo possui suas próprias características. Exemplo: Velocidade de transferência de
dados, quantidade de bits enviados em cada instante, formato do dado a ser transferido etc.;
2. As atividades de E/S são assíncronas, isto é, não são sincronizadas pelos pulsos do relógio interno.
Nunca se sabe quando uma tecla será pressionada no teclado, nem quando termina o movimento de
braço de leitura e gravação dentro de um disco rígido. Há necessidade de um acordo para a
comunicação fluir corretamente;
3. Podem ocorrer ruídos e outras interferências, pois os fios externos (geralmente cabos) têm
comprimento apreciável.
 
Imagem: Adaptado de MONTEIRO, 2007, p. 342
Cada dispositivo de E/S possui suas próprias características.
Exemplos de dispositivos ou periféricos são:
DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Teclado, mouse, mesa digitalizadora, scanner etc.
Exemplo: O teclado possui o seguinte processo de funcionamento:
Detecção do pressionamento de uma tecla;
Confirmação do pressionamento;
Geração do código de identificação da tecla;
Sinal de interrupção (grosso modo, incluir o pedido de processamento da tecla no meio de outras
execuções que estão sendo realizadas);
O programa de controle (BIOS) processa o significado daquela tecla (por exemplo, um caractere),
e envia o resultado para a aplicação que está em execução; utilizará o resultado desse
processamento.
DISPOSITIVOS DE SAÍDA
Impressora, caixa de som, monitor.
Exemplo: A impressora pode ser dos tipos:
Impacto (esfera, matricial);
Sem impacto (jato de tinta, laser, sublimação de tinta).
DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SAÍDA
Disco magnético, pen drive, SD Card, disco SSD etc.
DISCO MAGNÉTICO
UM DISCO MAGNÉTICO É COMPOSTO POR UM PRATO
CIRCULAR CONSTRUÍDO DE MATERIAL NÃO MAGNÉTICO,
CHAMADO SUBSTRATO, REVESTIDO COM UM MATERIAL
MAGNETIZÁVEL.
Os dados são gravados e posteriormente recuperados do disco por meio de uma bobina condutora
chamada cabeça. Em muitos sistemas, existem duas cabeças, uma de leitura e uma de gravação.
Durante uma operação de leitura ou gravação, o cabeçote fica parado enquanto o prato gira embaixo
dele.
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 319
 Disco magnético ou Hard Disk.
A organização dos dados no prato é feita em um conjunto concêntrico de anéis, chamados trilhas. As
trilhas adjacentes são separadas por intervalos. Isso impede ou minimiza erros devido ao
desalinhamento da cabeça ou simplesmente interferência de campos magnéticos.
 ATENÇÃO
Os dados são transferidos para o disco em setores. Normalmente, existem centenas de setores por
faixa, e estes podem ter comprimento fixo ou variável.
Algumas unidades de disco acomodam vários pratos empilhados verticalmente com uma fração de
polegada de distância. Os discos de múltiplos pratos empregam uma cabeça móvel, com uma cabeça
de leitura e gravação por superfície do prato.
Todas as cabeças são fixadas mecanicamente, para que todas fiquem à mesma distância do centro do
disco e se movam juntas. Assim, a qualquer momento, todas as cabeças são posicionadas sobre trilhos
que estão a uma distância igual do centro do disco. O conjunto de todas as faixas na mesma posição
relativa no prato é chamado de cilindro.
A figura mostra alguns dos elementos da estrutura de um disco magnético:
 
Imagem: MONTEIRO, 2007, p. 318
 Estrutura de um disco magnético.
Nos primeiros Sistemas de Computação, a CPU e os periféricos se comunicavam por instruções de
E/S executadas pelo próprio processador. Essas instruções continham detalhes específicos de cada
periférico, por exemplo, em qual trilha e em qual setor de um disco deveria ser lido ou gravado um bloco
de dados. Existia uma forte dependência entre processador e dispositivos de E/S.
Com o surgimento do controlador ou interface, estes passaram a agir independentemente dos
dispositivos. Uma técnica de ação se chama E/S controlada por programa, no qual o processador fica
ocupado até o término da operação de E/S. Outra técnica é denominada E/S controlada por
interrupção, na qual o processador permanece livre para processar outras tarefas.
A técnica de E/S controlada por interrupção é bem eficiente, porém, na ocorrência da transferência de
um grande volume de dados, o processador tem que intervir mais vezes. A solução adotada para isso
veio na forma da técnica conhecida como DMA (Direct Access Memory).
 SAIBA MAIS
No DMA, um bloco de dados pode ser transferido entre a memória principal e dispositivos de E/S sem a
intervenção do processador, exceto no início e no final da transferência.
DRIVER DE DISPOSITIVO
Cada dispositivo de E/S ligado ao computador precisa de algum código específico do dispositivo para
controlá-los. A esse código dá-se o nome de driver de dispositivo. Por exemplo:
Um driver de disco deve saber sobre setores, trilhas, cilindros, cabeçotes, movimento do braço
etc.;
Um driver de mouse deve aceitar informações dizendo o quanto se moveu e qual botão foi
pressionado.
Os dispositivos podem transmitir dados em grupos de bits (paralela) ou bit por bit em série (ou serial):
TRANSMISSÃO PARALELA
Na transmissão paralela, um grupo de bits é transmitido de cada vez, cada um sendo enviado por uma
linha separada de transmissão.

TRANSMISSÃO SERIAL
Na transmissão serial, o periférico é conectado ao dispositivo controlador por uma única linha de
transmissão de dados, um bit de cada vez.
A transmissão em série utiliza