IaC_001_-_ConceitosBasicos_2pp

Prévia do material em texto

1
Conceitos 
Básicos I
Introdução à Computação
2016 v10
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 2
Introdução
A vida atual depende muito da Informática. Muitas e muitas atividades do 
nosso dia a dia seriam praticamente impossíveis ( ou extremamente 
difíceis) de serem realizadas sem o uso dos computadores.
O estilo de vida atual ( profissional, social e ambiental ) depende de um 
conhecimento mínimo de TIC ( Tecnologias de Informação e 
Comunicação).
2
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 3
Sociedade Baseada em Informação
Bases Tradicionais da Economia:
Terra
Trabalho
Capital
Novo Elemento Econômico:
Informação
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 4
Introdução
Em praticamente qualquer atividade humana, a resolução de problemas é uma 
série de tarefas entre as quais as fundamentais são: decidir o que e como fazer e 
posteriormente executar as operações.
Decisão
Execução
3
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 5
O que é um Computador?
Um computador é uma máquina eletrônica lógica
• Programável
• Programa
• Instruções
Representável por uma hierarquia de níveis de abstração (Tanenbaum)
• Microeletrônica (mais baixo)
• Sistema Operacional (mais alto)
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 6
Eletrônica 
A eletrônica digital predomina em várias:
• Computação;
• Automação; 
• Televisão;
• Sistemas de comunicação;
• Radares;
• Sistemas de navegação e posicionamento;
• Controle de processos industriais;
• Sistemas militares;
• Medicina;
• Transportes;
• Entretenimento.
• ...
4
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 7
O que é um Computador?
Um computador é:
uma máquina 
composta de 
partes eletrônicas +
partes eletromecânicas + 
um conjunto de programas
capaz de sistematicamente 
coletar,
manipular e 
fornecer resultados das manipulações de informações 
para um ou mais objetivos.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 8
O que é um Computador?
Parte Física Parte Lógica+
↓ ↓
Hardware Software
↓ ↓
Máquina Programa(s)
5
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 9
Definições Básicas
Hardware
Componentes físicos que formam um Sistema de Computação. 
Na escala microscópica: Transistores, resistores, capacitores, ... ( elementos 
no domínio da eletrônica ).
Na escala macro: Monitores de vídeo, CPU ( Central Processing Unit –
Unidade Central de Processamento – UCP – Gabinete ( “Caixa”)), teclado, 
mouse, memória, outros adaptadores, ...
O termo vem do inglês e significa ferragem, ferramenta, material físico. 
Hard = duro, rígido
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 10
Definições Básicas
Software
Um computador somente com o hardware é um objeto completamente inerte.
Ele também precisa de instruções e comandos que o hardware possa 
executar para atingir determinados objetivos.
Estas instruções e comandos compõem o Software.
O termo software também vem do inglês e deriva de soft (macio, mole) em 
contrapartida ao hardware.
6
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 11
Definições Básicas
Sistema Binário
Sistema de numeração que utiliza somente dois números: o zero ( 0 ) e o um 
( 1 ).
Esta representação permite uma analogia direta com sistemas elétricos / 
eletrônicos.
O “1” pode ser associado com passagem de corrente elétrica ou 
presença de tensão elétrica em um determinada ponto de um circuito 
eletrônico.
O “0” pode ser associado com ausência de corrente elétrica ou de tensão 
elétrica em um determinada ponto de um circuito eletrônico.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 12
Definições Básicas
Computador
É um dispositivo eletrônico ( hardware ) que executa instruções de um 
programa ( software ).
O Ciclo de Processamento da Informação
Entrada (Input) - Aceita dados
Processamento – Processa os dados
Saida ( Output ) – Produz resultados ( dados, informações )
Armazenamento ( Storage ) – Armazena dados
7
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 13
Definições Básicas
Computador
Quatro componentes principais:
• Dispositivos de Entrada
• Dispositivos de Saída
• Processamento
• Armazenamento
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 14
Definições Básicas
Computador
Máquina que pode ser programada para receber dados, processá-los em informação
útil e armazená-los.
Dados: fatos não processados representando pessoas e eventos.
Informação: dados que estão organizados e são significativos e úteis.
8
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 15
Definições Básicas
Computador
Máquina que pode ser programada para receber dados, processá-los em informação
útil e armazená-los.
Dados: fatos não processados representando pessoas e eventos.
Informação: dados que estão organizados e são significativos e úteis.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 16
Computador Digital
O termo digital é derivado da forma como os computadores 
realizam operações: 
=>
Trabalhando com dígitos.
9
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 17
Computador
Controle
Dados
CPU
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 18
Dado e Informação
Dado - Conjunto de símbolos sem significado intrínseco. É uma representação de 
fatos, conceitos ou instruções de maneira formalizada, adequada para comunicação, 
interpretação ou processamento por pessoas ou meios automatizados. 
Informação - Dado com significado para o usuário. É o significado que 
associamos aos dados através de convenções usadas em sua interpretação. 
Ex1: Dado: 30
Dado: 30 graus
Dado: A temperatura é de 30 graus.
Informação: Está muito quente para esta época do ano.
Ex2: Dado: 30 Reais.
Informação: O saldo da sua conta é de 30 Reais.
10
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 19
Definições Básicas
Default
“Ajustes ou Valores Originais”.
Valores assumidos em caso de erro ou falta de especificação.
Algo que vai acontecer ou um valor que vai ser assumido quando 
deixarmos de especificar certas coisas em sistemas informatizados / 
programas.
Origem: Francês – por falta / por falha.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 20
Definições Básicas
O que torna um computador um objeto poderoso?
Velocidade – Computadores podem executar bilhões de ações por segundo
Confiabilidade – São máquinas relativamente confiáveis. Compostos por 
componentes eletrônicos ( bastante confiáveis ) e componentes mecânicos ( 
confiáveis ). A maioria das falhas associadas a computadores estão relacionadas 
a pessoas.
Alta confiabilidade = alto custo
Altíssima confiabilidade = altíssimo custo
Armazenamento – Computadores podem armazenar quantidades imensas de 
dados. Também podem recuperar estes dados a uma velocidade muito grande.
11
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 21
Definições Básicas
Confiabilidade - Capacidade de uma máquina, equipamento de realizar a 
atividade para a qual foi projetado em condições de rotina, bem como em condições 
hostis e inesperadas.
Termos associados:
MTBF ( Mean Time Between Failures – Tempo Médio entre Falhas) – Tempo médio que um 
equipamento irá funcionar antes de apresentar uma falha.
Unidade: Anos
MTTR ( Mean Time To Repair – Tempo Médio para Reparo ) – Tempo médio para tornar um 
equipamento / mãquina novamente operacional após a ocorrência de uma falha.
Unidade: minutos / horas
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 22
Definições Básicas
Escalabilidade 
Capacidade crescimento. Capacidade que um equipamento / máquina / sistema tem 
de suportar cargas maiores com pequenos acréscimos ou sem grandes modificações 
no projeto original.
12
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 23
Benefícios dos Computadores
Produtividade - Funcionários usam computadores para executar 
suas tarefas de forma mais rápida e melhor.
- Uma grande quantidade de processos podem ser controlados de 
forma mais eficiente através de computadores.
Tomada de decisões
- Ajudam os tomadores de decisões a identificar fatores financeiros, 
geográficos, logísticos, ….
Redução de custos
- Ajudam a reduzir custosde mão-de-obra, energia e “papelada”.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 24
Sistemas de Informação
“Um sistema é um conjunto de partes coordenadas que 
concorrem para a realização de um determinado objetivo.
Um Sistema de Informação (SI) é um conjunto de 
componentes inter-relacionados * que coletam, manipulam e 
disseminam dados e informações.
Todos nós interagimos diariamente com sistemas de 
informação, tanto particularmente como profissionalmente.
* hardware, software, SO (Sistema Operacional), rede e pessoas
13
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 25
Aplicações do Software
A seguir é apresentada uma 
classificação dos vários softwares 
existentes!
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 26
Aplicações do Software
Software Básico
• É essencial para o funcionamento do computador e também para auxiliar no 
desenvolvimento e execução de certas tarefas. 
• Coleção de programas escritos para apoiar outros programas
• Forte interação com o hardware
• Exemplo: Sistema Operacional *, Compiladores
* Windows, Linux, MacOs, …
14
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 27
Aplicações do Software
Software de Tempo Real
• Software que monitora, analisa e controla eventos do mundo real
• Exemplo: Sistema de Controle de Tráfego Aéreo, Sistema de Controle de Refinarias de 
Petróleo, Relógio Digital
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 28
Aplicações do Software
Software Comercial
• Sistemas de Operações Comerciais e Tomadas de Decisões Administrativas
• Sistemas que as empresas usam para as suas tarefas do dia a dia
• Exemplo: Folha de Pagamentos, Contas a Pagar e a Receber, Controle de Estoque
15
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 29
Aplicações do Software
Software Científico e de Engenharia
• Programas usados na área de cálculos e pesquisas cientificas, onde 
resultados de alta precisão são necessários.
• Caracterizado por algoritmos de processamento de números.
• Exemplo: Astronomia, Vulcanologia, Análise de Fadiga de Materiais, Biologia
Molecular, CAD ( Computer Aided Design – Projeto Auxiliado por
Computador )
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 30
Aplicações do Software
Software Embutido
• Usado para controlar produtos e sistemas para o mercado industrial e de consumo. 
Normalmente estão associados ( embutidos em ) a algum tipo de hardware de 
propósito específico
• Exemplo: Controle de forno de microondas, sistemas de frenagem de veículos, 
sistemas de controle de combustível.
16
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 31
Aplicações do Software
Software de Inteligência Artificial
• Uso de algoritmos não numéricos para resolver problemas que não sejam favoráveis à 
computação e análise direta
• Exemplos: Sistemas Especialistas, Sistemas de Diagnóstico, Reconhecimento de 
Padrões, alguns jogos.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 32
Aplicações do Software
Software de Computador Pessoal
Programas de processamento e edição de texto, planilhas eletrônicas, computação
gráfica, diversões e jogos
Software Utilitários
Executam tarefas para manter a “saúde” do computador
Exemplos: Gerenciamento de Arquivos, Gerenciamento de Dispositivos, 
Desfragmentadores, Backup & Recovery ( Cópias de Segurança e Restauração), 
Compressão de Dados, Softwares de Segurança ( anti-malware, firewall, anti-spam, 
criptografia, gerenciamento de senhas ).
17
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 33
Aplicações do Software
Software de Comunicação
Transferência de arquivos, chat ( conversas ) , mensagens instantâneas, vídeo
conferência, chamadas de voz, ...
Exemplos: Filezilla ( para FTP), GoogleTalk, Skype, ...
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 34
Processamento de Texto versus Edição de Texto
Processamento de Texto
São programas que usamos para criar desde documentos simples até relatórios 
elaborados, livros, ...
Permitem um ajuste fino nos detalhes do texto ( fonte ( tipo de letra), efeitos ( negrito, 
itálico, sublinhado, ...), tamanho, margens, numeração de páginas, índices, 
espaçamento entre linhas, cabeçalhos, rodapés, ... 
Permitem a inserção de gráficos, tabelas, equações, múltiplas colunas, ...
Exemplo: Microsoft Word
18
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 35
Processamento de Texto versus Edição de Texto
Editores de Texto
São aplicativos que permitem a edição básica de arquivos de texto. 
São usados, normalmente, para alterar arquivos de configuração, programas fonte, ...
Possuem os recursos básicos de edição, procura e substituição e impressão.
Não atendem aos requisitos de usuários sofisticados
Exemplo: Bloco de Notas
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 36
Computadores Pessoais e Servidores
Computadores Pessoais
São computadores adequados para uso no dia a dia para as mais diversas aplicações.
Podem ser desktops, notebooks, ...
Servidores
Servidores também são computadores normais só que são máquinas feitas para uso 
contínuo ( normalmente não precisam ser desligadas) , geralmente possuem um 
poder de processamento maior, as unidades de disco ( armazenamento ) costuma ser 
de maior capacidade, possuem mais memória, são expansíveis, ...
19
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 37
Sinal Analógico
Variam continuamente no tempo.
Existe uma infinidade de valores entre dois pontos quaisquer
Para o sinal ir de um ponto até outro ele passa por todos os valores 
intermediários.
Representam situações do mundo real ( fenômenos naturais) . A maioria das 
grandezas no mundo real são analógicas
Som, voz, luz, movimentos ondulatórios e oscilatórios, temperatura, 
velocidade, corrente elétrica, ...
Analógico versus Digital
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 38
Analógico versus Digital
Sinal Digital
Apresenta dois ou poucos níveis / estados ( sinal digital multinível ).
Variam de forma discreta no tempo. Variam de forma instantânea ou brusca entre dois níveis 
(valores máximos e mínimos) .
Existem apenas uns poucos valores de amplitude (dois valores em sinais binários, mais 
valores em sinais multinível)
Ideal para ser representado / usado / manipulado por computadores
Músicas em MP3, DVDs, CDs, arquivos armazenados em computadores, 
VoIP, ...
20
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 39
Analógico versus Digital
Sinais digitais podem ser facilmente manipulados por computadores ( circuitos eletrônicos), 
apresentam maior imunidade a ruidos, erros durante a transmissão podem ser recuperados.
Sistemas digitais podem processar, armazenar e transmitir dados de forma eficiente, porém 
consideram somente valores discretos para cada ponto. 
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 40
Analógico versus Digital
Sistemas digitais
– Constituídos por dispositivos que manipulam informação lógica ou quantidades 
físicas representadas no formato digital ( bits ou "1"s e "0"s).
Podem ser eletrônicos, mecânicos, magnéticos e pneumáticos. Exemplos: 
computadores, calculadoras, áudio e vídeo digital, sistema de telefonia, etc. 
Sistema analógico
– Constituídos por dispositivos que manipulam quantidades físicas representadas na 
forma analógica. Exemplos: amplificadores de áudio, microfone, alto-falante em um 
receptor de rádio, etc. 
21
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 41
Analógico versus Digital
Em um automóvel:
Velocímetro ⇒ marcador analógico.
Odômetro ⇒ marcador digital.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 42
Sistemas / técnicas digitais
• Vantagens:
– Maior facilidade de projeto
– Valores exatos de tensão e corrente não importam, somente a faixa (BAIXO/ALTO) 
em que se encontram
– Maior exatidão e precisão
– Informação digital não se deteriora ao ser processada
– Maior facilidade e capacidade de armazenamento
– Programação mais fácil e flexível
– Sistemas analógicos têm instruções limitadas
– Menor interferência de ruído - o valor exato não importa, somente a faixa em que ele 
se encontra. Portanto, o ruído (flutuação da tensão)não interfere de forma significativa.
– Maior grau de integração
22
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 43
Sistemas / técnicas digitais
• Restrições / limitações
– Mundo real é analógico
– Alguns dispositivos analógicos não podem ser economicamente integrados 
(capacitores, resistores, indutores, transformadores etc).
– Processar sinais digitalizados leva tempo
– Monitorar grandezas analógicas por sistemas digitais requer o uso de conversores: 
Conversor analógico-digital (ADC)
Conversor digital-analógico (DAC)
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 44
Representação de sinais digitais
• Pode ser feita por qualquer dispositivo que tenha apenas dois estados de 
operação possíveis.
• Lâmpada, diodo, termostato, fotocélula, etc.
• Exemplo: chave aberta (0) e fechada (1)
• Sistemas digitais usam circuitos que contêm dois estados, representados por 
níveis lógicos distintos:
P.e.: 
- 0V a 0,8V: binário 0 ( ou nível BAIXO )
- 2V a 5V: binário 1 ( ou nível ALTO )
23
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 45
Representação de sinais digitais
Formas de onda digitais
As formas de onda digitais se alternam entre os níveis BAIXO (low) e ALTO (high).
Um pulso positivo é o que vai do nível BAIXO para o ALTO, enquanto um pulso 
negativo é aquele que vai do nível ALTO para o BAIXO.
Ondas digitais são compostas por uma sequência de pulsos.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 46
Representação de sinais digitais
Pulsos não-ideais: definidos em termos de tempo de subida ( rise time ), tempo de 
descida ( fall time ), largura ( width ) e amplitude. 
Pulso ideal Pulso real
24
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 47
Analógico versus Digital
Sinais analógicos podem ser armazenados em meios digitais
P.e. Música transformada para MP3
É necessário que o sinal original ( analógico ) passe por uma série de etapas 
Amostragem, Quantização e Codificação
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 48
Analógico versus Digital
CD Drive
Dados Digitais
Reprodução 
Analógica de um 
sinal de áudio ( 
música )
Amplificador
Linear
Conversor
Digital Analógico
Alto 
falante
Ondas
Sonoras
25
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 49
Analógico versus Digital
Sinais analógicos podem ser armazenados em meios digitais
Amostragem,
Quantização e 
Codificação
011 001 110 101 001 011 ...
Sequências de 1s e 0s podem ser facilmente 
armazenadas e manipuladas por computadores
Intervalo pré-definido
Entre as medições
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 50
Analógico versus Digital
Sinais analógicos podem ser armazenados em meios digitais
Um sinal digital é chamado 
de binário quando apresenta 
somente dois níveis. 
Quanto menor o intervalor 
entre as medições e quanto 
mais bits forem usados mais 
preciso é o processo. Porém, 
isto implica na geração de 
um arquivo com um tamanho 
maior
26
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 51
Analógico versus Digital
Sinais analógicos podem ser armazenados em meios digitais
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 52
Representação de sinais digitais
Diagramas de temporização � Usados para mostrar como duas ou mais ondas 
estão relacionadas.
Podem ser observados através de analisadores lógicos, multímetros, 
osciloscópios, etc.
27
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 53
Circuitos Digitais
Também chamados circuitos lógicos
– Operam com tensões que se encontram em faixas estabelecidas representando 
0 e 1
– A relação entre as entradas e as saídas é estabelecida pela lógica do circuito.
Circuitos com memória X circuitos sem memória
– No circuito com memória, a saída muda de estado e se mantém neste estado 
mesmo após a retirada do sinal de entrada.
– No circuito sem memória, quando o sinal de entrada é removido, a saída volta 
ao seu estado original.
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 54
Circuitos Digitais
Também conhecidos por circuitos lógicos
– Operam com tensões que se encontram em faixas de valores pré-estabelecidas 
representando 0 e 1
– A relação entre as entradas e as saídas é feita pela lógica do circuito.
Circuitos digitais integrados (CIs)
Os circuitos integrados (CIs) permitem a
implementação de sistemas digitais complexos
menores e mais seguros
28
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 55
Circuitos Integrados
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 56
Extensões de Arquivos
Extensões de arquivos são utilizadas por alguns Sistemas Operacionais para 
saber qual aplicativo consegue lidar com um determinado tipo de arquivo.
Extensões usuais para sistemas Windows
Microsoft Word .doc, .txt, .rtf. .dot
Microsfot Excel .xls
Microsoft PowerPoint .ppt
Adobe Reader .pdf
Arquivo de imagem / figura – Pode ser aberto por vários aplicativos ( p.e. paint ) para 
edição e por vários outros para visualização
.jpg, .bmp, .tiff, .gif, .jpeg, 
WinZip / WinRar Compactador / Descompactador 
.zip, .arj, .rar
Executável .exe, .bat, .com, .pif, .dll, .scr, ...
Áudio e Vídeo .mp3, .mpg, .mpeg, .wav, .wmv, .midi, .wma
...
29
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 57
A Evolução do Homem e do Computador
Introdução à Computação – Conceitos Básicos I 58
Fim