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Curso Superior de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas - ADS Introdução à Computação 01 – Introdução a informática Prof. Dr. F Gerson Meneses Conteúdo Conceitos importantes Tipos de computadores (digitais, analógicos) Códigos de computador Unidades de medida da informação Sistema de computação O que é o que é? O que é ciência da computação? O que é algoritmo? O que é linguagem de programação? O que é programação? O que é computador? O que é informática? O que é sistema? O que é sistema de informação? O que é tecnologia da informação (TI)? O que é inteligência artificial (IA)? O que é ciência da computação? É a ciência que possibilita a solução de problemas diversos por meio da tecnologia de computadores. Pode ser aplicada em qualquer área do conhecimento humano em que seja possível definir métodos de resolução de problemas baseados em repetições previamente observadas. O profissional dessa área deve possuir conhecimentos sobre matemática, lógica, engenharia de software, bancos de dados, redes de computadores e demais disciplinas que envolvam o desenvolvimento de sistemas computacionais. O que é algoritmo? É uma sequência não ambígua de instruções, bem definidas, normalmente usadas para resolver problemas de matemática específicos, executar tarefas, ou para realizar cálculos e equações. Um algoritmo deve ter início, meio e fim. A origem da palavra “algoritmo” remete a Al Khowarizmi, famoso matemático árabe do século IX. O que é linguagem de programação? É um método padronizado para expressar instruções para um computador, apresentando um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. Uma linguagem permite que um programador especifique precisamente sobre quais dados um computador vai atuar, como estes dados serão armazenados ou transmitidos e quais ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias. Linguagens podem ser de alto ou de baixo nível. O que é programação de computadores? É o processo de escrita (codificação) teste e manutenção de um programa de computador. O programa é escrito em uma linguagem de programação. O que é computador? Aparelho eletrônico que faz cômputos, que calcula, criado para realizar operações lógicas (analisar e processar dados) com facilidade, rapidez, confiabilidade e que ainda seja capaz de armazenar e até transmitir o resultado do que foi processado. Tudo isso é feito a partir de instruções (programas) nele introduzidas. O que é informática? São conhecimentos e técnicas ligadas ao tratamento racional e automático de informação (armazenamento, análise, organização e transmissão), o qual se encontra associado à utilização de computadores e seus respectivos programas. INFORMÁTICA INFORmação autoÁTICA O que é informática? PRINCÍPIO BÁSICO DA INFORMÁTICA O que é sistema? É um conjunto de entidades relacionadas, interdependentes, que interagem entre si, buscando atingir um objetivo declarado e outros correlatos e ainda que estão juntas em um meio ambiente. Essas entidades que compõe o mundo real, sejam elas concretas ou abstratas, possuem uma sinergia, o que significa que elas operam simultaneamente para produzir algo maior que a soma de suas individualidades O conceito de sistema se encaixa perfeitamente para caracterizar os programas de computador. O que é sistema de informação? É todo sistema computacional usado para prover informação (incluindo o seu processamento), qualquer que seja o uso feito dessa informação. Deve ter os mesmos elementos fundamentais do conceito genérico de sistemas: (entidades, interdependência, foco comum e meio ambiente) O que é tecnologia da informação (TI)? Também conhecida como TI, a tecnologia da informação não se restringe a equipamentos (hardware), programas (software) e comunicação de dados. Genericamente é a área responsável pelo conjunto de atividades e recursos usados na produção, armazenamento, transmissão, acesso, segurança e uso às informações oriundas da informática. O que é inteligência artificial (IA)? Diz respeito a sistemas computacionais ou máquinas que simulam a inteligência humana para executar tarefas e podem se aprimorar iterativamente (aprender) com base nas informações que eles coletam. Sistemas de IA estão em franca expansão e uso nos dias atuais. Tipos de computadores Tipos de computadores Onda de sinais magnéticos que podem assumir um número ilimitado de frequências. Armazena qualquer informação na forma de uma sequência de valores positivos e negativos, ou seja, na forma de uns e zeros. O sinal analógico é um sinal continuo, com infinitos valores, diferentemente do sinal digital que possui valores finitos, por exemplo o sinal binário (0 e 1). Tipos de computadores O problema do sinal analógico e a sua aplicação nos computadores, é que qualquer interferência causa distorções na informação. Se os computadores atuais trabalhassem com dados analógicos, certamente seriam muito passíveis de erros, pois qualquer interferência, por mínima que fosse, causaria alterações nos dados processados e consequentemente nos resultados, além disso os computadores analógicos só se aplicam a um determinado trabalho. Exemplo: controle de temperatura de uma caldeira utilizando sensores, medidor de água ou de energia elétrica. Tipos de computadores O sinal digital binário permite armazenar qualquer informação na forma de uma sequência de valores positivos e negativos, ou seja, na forma de uns e zeros. . É justamente o uso do sistema binário que torna os computadores confiáveis, pois a possibilidade de um valor 1 ser alterado para um valor 0, ou o oposto, é muito pequena, são destinados a aplicações múltiplas, além disso a capacidade de processamento passa a ser mais rápida. Exemplo: os notebooks, celulares, tablets que usamos hoje. Códigos binários Mas, como que o computador consegue trabalhar com: textos, cores, imagens, vídeos e sons, se ele só entende 0 ou 1? Códigos binários Cada valor binário é chamado de “bit” (b), contração de “binary digit” ou “dígito binário”. Um conjunto de 8 bits forma um byte (B). O binário é uma associação direta com o que ocorre na parte interna da máquina, a nível de circuitos. Relacionando-os (o 0 ou o 1) aos estados de intensidade da corrente elétrica que flui pelos circuitos (passagem ‘1’ ou ausência ‘0’) de corrente elétrica. Códigos binários Uma vez que o computador só sabe lidar internamente com números (bit’s 0 e 1), sendo necessário que ele lide externamente com textos, cores, imagens, vídeos e sons, não existe nada mais óbvio do que associar letras e os outros símbolos a números. Assim, a codificação de computadores nada mais é do que um conjunto de sinais binários (ligados ou desligados) aos quais é possível fazer os mais diversos tipos de associações. 0 1 1 1 0 0 1 0 Códigos binários No caso dos textos, as letras, os números e outros símbolos, cada um deles recebe uma codificação de 8 bits (1 byte). • Essa codificação está disposta em uma tabela lógica, interna à máquina. É a tabela ASCII (American Standard Coded for Information Interchange). • Nessa tabela (ASCII), existem códigos para todas as letras (A- Z), todos os algarismos (0-9) e uma série de símbolos, totalizando 256 elementos (0 - 255). Cada um desses elementos possui um código próprio (1 byte) diferente um do outro. Tomando como exemplo o caractere “A”, temos: Códigos binários Tomando como exemplo o caractere “A”, o mesmo tem o seguinte código binário: 01000001 Obs: existem códigos diferentes para caracteres maiúsculos e minúsculos. Recorte da representação da tabela ASCII. Códigos binários No caso das cores, cada cor é formada por um conjunto de 24 bits, distribuídos assim: 8 bits para o vermelho, 8 bits para o verde e 8 bits para o azul. Assim, forma-se o sistemaRGB. 11111111 00000000 00000000 00000000 11111111 0000000000000000 00000000 11111111 Códigos binários Todas as demais cores são formadas a partir de uma mistura das cores vermelho, verde e azul. São 256 tonalidades possíveis para cada uma das cores primárias (RGB). 256 x 256 x 256 = 16.777.216 de cores no total. Códigos binários Os códigos das cores são em caracteres hexadecimais. Cada caractere hexadecimal equivale a 4 binários. Assim, ao invés de representar uma cor com 24 zeros e uns, representa-se com 6 hexadecimais. Códigos binários A cor é representada através do pixel (picture element), menor representação de um cor. Códigos binários No caso das imagens, é formada por um conjunto de pixels, quanto maior a quantidade de pixels, maior a resolução e também maior será o tamanho do arquivo digital da imagem (BMP, JPG, GIF, etc). Uma imagem em um desses formatos é uma matriz de pixels. Para saber a quantidade de pixels multiplica- se (X * Y). Códigos binários No caso dos vídeos, vídeos são montados por uma sequência de frames de imagens, alguns deles com som. Códigos binários No caso dos sons, as ondas sonoras se propagam de modo contínuo no tempo e no espaço. Para que sejam representadas no meio digital, seu comportamento analógico (contínuo) tem que ser convertido numa série de valores discretos (descontínuos). Esses valores são números (dígitos) que representam amostras instantâneas do som. Para isso existem o conversor analógico/digital (CAD) e o conversor digital/analógico (CDA). Unidades de medida da informação binária – bit Menor unidade de dado Apresenta os valores 0 ou 1 Representação: “b” – Byte Conjunto de 8 bits Representa um caractere Representação: “B” – Kilobyte 1 kilobyte equivale a 1024 bytes Representação: “KB” 1.024 caracteres – Megabyte 1 megabyte equivale a 1024 kilobytes Representação: “MB” 1.048.576 caracteres – Gigabyte 1 gigabyte equivale a 1024 megabytes Representação: “GB” 1.073.741.824 caracteres – Terabyte 1 terabyte equivale a 1024 gigabytes Representação: “TB” 1.099.511.627.776 caracteres Unidades de medida da informação binária Medidas de alguns dispositivos: •Disquete: 1,44 MB •CD-ROM: 650 a 700 MB •DVD: 4,7 GB •HD: ....TB •Pen Drive: ....TB •SSD: ....TB •Cartão de memória: ...TB Sistema de computação Integração de componentes atuando como uma entidade, com o propósito de processar dados e produzir informações. Composto por: • Peopleware: usuário • Software: parte lógica • Hardware: parte física ou material Sistema de computação H S P SISTEMA Hardware É a parte física do computador, ou seja o conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de barramentos. Hardware O termo hardware não se refere apenas aos computadores pessoais, mas também aos equipamentos embarcados em produtos que necessitam de processamento computacional, como os dispositivos encontrados em equipamentos hospitalares, automóveis, aparelhos celulares, dentre outros. Hardware Na ciência da computação a disciplina que trata das soluções de projeto de hardware é conhecida como Arquitetura de Computadores. Hardware O hardware está dividido em 5 partes funcionais: • unidades de entrada, • unidades de saída, • memória principal, • unidade central de processamento (UCP), • memória secundária. Hardware Unidades de entrada: • Permitem a recepção de dados e programas pelo computador, obtendo as informações através dos diversos dispositivos de entrada (input devices). • Dispositivos de entrada mais utilizados: teclado e mouse. Hardware Unidades de saída: • Permitem a exportação de dados do computador, enviando as informações para os dispositivos de saída (output devices). • Dispositivos de saída mais conhecidos: monitor e impressora. Hardware Memória principal (RAM): • Armazena os dados e programas enquanto estão sendo processados; • Armazena os dados intermediários resultantes das operações lógicas e aritméticas – todos os dados que entram e que saem do computador passam pela memória principal. Hardware Unidade Central de Processamento – UCP (ou Processador): • Contém a inteligência da máquina; realiza cálculos, operações lógicas, toma decisões e coordena as ações das outras partes funcionais. • A UCP (ou processador) é composta por: • - unidade de controle (UC) • - unidade lógica e aritmética (ULA). Hardware Memória secundária: • Armazena as informações que não estão sendo usadas ativamente por outros dispositivos; possui grande capacidade de armazenamento. • A memória secundária é também chamada de memória auxiliar, funcionando como meio de armazenamento permanente de informações (dados/programas) no computador. Software Chamamos de software os programas que são utilizados para um computador funcionar. Traduzindo esse termo técnico, é a parte flexível que são os programas de computador. Software • Software é um programa especial, pois não precisa ser escrito pelo usuário que vai utilizá-lo. • Toda vez que quiser utilizá-lo, basta executá-lo, pois está guardado. • De qualquer forma, ele tem como principal característica instruir a máquina para executar alguma tarefa. Software • Tipos de software: • Software básico: São os SISTEMAS OPERACIONAIS, possibilita a operação e o uso do computador, faz o primeiro contato entre o usuário e a máquina. • Ex: DOS, Windows XP, Linux, etc. • Software aplicativo: Se concentra na solução de algum problema específico, automatiza as tarefas usando o computador. • Ex: Word, Excel, Corel Draw, etc. • Software Utilitário: Auxilia o Sistema Operacional na manutenção da máquina e dos dados. • Ex: Anti-virus, Backup’s, Compactadores, etc. Software • Algumas formas como os software são distribuídos: • End User License Agreement (EULA) • Software proprietário • Software comercial • Software shareware • Software gratuito • Software livre • Código aberto Software • End User License Agreement (EULA) • EULA – (acordo de licença com o usuário final), é um tipo de contrato para softwares que são vendidos. • Esse contrato limita a redistribuição e as modificações no sistema, impondo regras ao suporte e dando garantias ao usuário e também à empresa desenvolvedora do programa. • Também delimita as punições e ações legais tomadas em relação ao usuário que desrespeitar algum dos termos expostos no texto. Software • Software proprietário • Nesse caso, qualquer cópia, redistribuição ou alteração é proibida. Caso contrário o proprietário tomar medidas judiciais. • Para contornar as limitações, é preciso contatar o desenvolvedor e solicitar novas permissões, ou adquirir licenças que incluam mais funcionalidades. • O modelo de software proprietário é aplicado por alguns dos principais programas utilizados diariamente nas empresas, como: Photoshop, Windows, Microsoft Office, etc. Software • Software comercial • Esse tipo de licença de software é desenvolvida com fins lucrativos. • No entanto, os programas do tipo comercial não são idênticos ao do tipo proprietário. • Normalmente é comercializado por empresas ao mercado. • Os exemplos anteriores são proprietários e comerciais. Software • Software shareware • Ao contrário dos softwares comerciais, os chamados shareware podem ser distribuídos livremente, com o intuito de permitir que o usuário possa testá-lo por um determinado período. • Para continuar usando depois do tempo delimitado, é necessário registrá-lo. Normalmente o custo do registro do shareware é bem menor que o custo de programas comerciais equivalentes. Software • Software gratuito • Também conhecido como freeware, software cuja utilização não exige o pagamento de licenças. • O utilizador, ainda assim, deve aceitar um contrato, em que podem ser impostas limitações, como restriçõesdo ambiente de uso. • Ser freeware não significa que a aplicação possa ser utilizada indiscriminadamente, nem que possa modificar e adaptar o código. Software • Software livre • É um movimento social que busca equilíbrio entre quem usa e quem desenvolve. • Nesse caso o software pode ser copiado, usado, modificado e redistribuído conforme as necessidades de cada usuário. • Basicamente é baseado nas 4 liberdades da GNU GPL. Software • Software livre • Exemplos de software livre: • sistema operacional Linux; • linguagens Java e PHP; • banco de dados MySQL; • programa de escritório LibreOffice (alternativa gratuita do pacote Office da Microsoft). Software • Código aberto • Open source, é aquele pelo qual não é necessário pagar para ter acesso ao código fonte. • Foca no desenvolvimento colaborativo visando a qualidade do software. • Alguns citados como software livre também se enquadram como código aberto. • Na unificação das duas categorias é utilizado o termo FOSS (free and open source software) que significa software de código livre e aberto. • O principal modelo de licenciamento de código aberto é GNU GPL. Software • GNU General Public License (GNU GPL) • Assegura ao usuário o direito de rodar o sistema em suas máquinas, estudar e modificar o código-fonte e redistribuir o programa. • Todo trabalho desenvolvido sob um código GNU GPL pode ser compartilhado livremente. • Uma cláusula nesse tipo de software determina que o usuário pode optar por manter o licenciamento original ou optar para novas versões do mesmo, caso tenham sido lançadas. Software • GNU General Public License (GNU GPL) • Liberdades: • * A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito; • * A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo para as suas necessidades. Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade; • * A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao seu próximo; • * A liberdade de aperfeiçoar o programa, e liberar os seus aperfeiçoamentos, de modo que toda a comunidade se beneficie. Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade. Peopleware • É o elemento que faz as máquinas funcionarem, segundo as suas necessidades e vontades. • Este é, sem dúvida, o elemento mais importante do sistema. Sem ele, não adianta ter o hardware e o software. Qualquer pessoa que trabalhe com um computador já é usuária, caso até de quem opera um caixa eletrônico. Peopleware • Alguns tipos de usuários: • usuários comuns: operadores, digitadores, etc. • usuários especialistas: analista de sistemas, programadores, etc. Exercício: 1 - De acordo com o seu entendimento conceitue: - Ciência da computação - Algoritmo - Linguagem de programação - Computador - Informática - Sistema - Sistema de informação - Tecnologia da informação - Inteligência artificial 2 - Qual o princípio básico da informática? 3 – Sobre os sistemas analógico e digital: qual dos dois sistemas os computadores atuais usam e por quê? 4 - Genericamente, como o computador faz para trabalhar com letras, cores, imagens, vídeos e sons, já que ele só sabe lidar com números (bit’s 0 e 1)? 5 - Complete a afirmação: Um conjunto de 8 ________ forma um ________ (B) que representa um ________________. 6 - Quantos bits tem um pixel no sistema RGB? 7 - Quantos bytes tem uma imagem com uma resolução de 800 X 600 pixels? 8 - Quais os componentes formam um sistema de computação? 9 - Quais as 5 partes funcionais do hardware? 10 - Quais os tipos básicos de software? 11 - Diferencie Software Livre e Software Gratuito? Referências: Disponíveis na ementa da disciplina.
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