AULA-01-INFORMÁTICA-APLICADA

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<p>INFORMÁTICA APLICADA</p><p>Conhecer os termos fundamentais relacionados à tecnologia da informação é</p><p>necessário em um mundo cada vez mais digital. Seja qual for a sua profissão ou área</p><p>de especialização, a tecnologia está em toda parte: na televisão, no celular, no carro,</p><p>no ar-condicionado e até mesmo no seu forno elétrico. Embora historicamente a</p><p>expressão " tecnologia da informação" tenha sido associada mais a informação do</p><p>que a computação, ambos os termos são frequentemente usados como sinônimos.</p><p>Bons estudos!</p><p>AULA 1 – CONCEITOS</p><p>BÁSICOS DE</p><p>INFORMÁTICA</p><p>Nesta aula, você estudará as ideias fundamentais relacionadas aos</p><p>sistemas de computador e ao próprio computador, incluindo como ele se</p><p>desenvolveu e suas funções básicas. Além disso, você aprenderá a classificar</p><p>os principais componentes de um computador e as diferenças entre eles.</p><p>Ao final deste desta aula, você será capaz de:</p><p>• Reconhecer sistemas de computação e processamento de</p><p>dados.</p><p>• Identificar a evolução dos computadores.</p><p>• Descrever as diferenças entre software e hardware.</p><p>1 PROCESSAMENTO DE DADOS E SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO</p><p>Um computador é um dispositivo projetado para processar resultados de</p><p>entrada e saída. Mesmo que o conceito pareça simples, pode inicialmente causar</p><p>alguma confusão. Vamos tentar ilustrar isso com um exemplo: imagine que você</p><p>trabalha em um escritório financeiro que recebe diariamente centenas de documentos</p><p>de empresas que o contrataram para seus serviços (notas fiscais, recibos, relatórios</p><p>de vendas, relatórios de investimentos etc.). Esses dados parecem desorganizados</p><p>quando são inseridos em seu computador e também sem uma estrutura organizada,</p><p>porém o computador realiza soma, multiplicação, agrupamento e transforma</p><p>(processa) em informações que serão úteis aos negócios, como projeções financeiras</p><p>e estimativas de custos futuros. Essas informações serão colocadas em um relatório</p><p>e exibidas para o cliente (saída do processamento) (Figura 1).</p><p>Figura 1 – Processamento de dados</p><p>Fonte: Boniati, Press e Franciscato (2014, p. 20)</p><p>Antes de iniciarmos nossa conversa sobre sistemas computacionais, vamos</p><p>definir o que é um computador. O computador pode ser considerado uma máquina,</p><p>obviamente (e não estaríamos errados consideramos isto), mas devemos considerar</p><p>muito mais que isso. Ele é uma combinação da inteligência humana com hardware,</p><p>software (VELLOSO, 2014).</p><p>Hardware é a parte física do computador: a caixa, as placas internas, os</p><p>circuitos, a impressora, o modem, o roteador sem fio, o monitor, o mouse e outros. O</p><p>software são os programas de computador, como o sistema operacional (Windows,</p><p>Linux, etc.), planilhas e editores de texto (como o Microsoft Word) e muitos outros.</p><p>Entre os profissionais da área de informática, existe uma expressão bem-humorada</p><p>que diz: hardware é tudo aquilo que você chuta, e software é tudo aquilo que você</p><p>xinga. Seguindo essa lógica, fica mais fácil entender a que cada termo se refere —</p><p>mas evite de sair por aí chutando o seu computador!</p><p>Em resumo, o computador é uma máquina que a partir de instruções que a ele</p><p>são passadas, resolve problemas. Estas instruções passadas ao computador são os</p><p>chamados programas de computador. O programa é um conjunto de instruções</p><p>lógicas e finitas (que chamamos de algoritmo) e que executam uma tarefa específica.</p><p>Mas onde está a inteligência humana? O hardware do computador é quem faz todo o</p><p>trabalho “sujo”, mas alguém precisa dizer a ele o que e como fazer. É aí que entra o</p><p>software. E quem fez o software? Quem escreveu os algoritmos? Existe uma profissão</p><p>chamada de programador de computadores onde o programador é responsável por</p><p>escrever os programas. Então, o software só pode ser tão inteligente quanto o</p><p>programador que o fez, ou seja, o computador só faz o que você manda que ele faça.</p><p>Um sistema computacional é o agrupamento de tudo isso: componentes de</p><p>hardware, softwares e pessoas que, em conjunto, são capazes de resolver problemas</p><p>específicos. Por exemplo, um sistema para caixas eletrônicos possui hardware (o</p><p>próprio caixa), software (o programa que identifica as suas requisições e as processa)</p><p>e as pessoas que alimentaram o sistema com as informações necessárias para que</p><p>ele pudesse funcionar da forma correta, como regras de negócio (uma pessoa não</p><p>pode retirar dinheiro, se não possuir limite para isso) ou manuais para quem vai utilizar</p><p>o software ou realizar manutenções no hardware (VELLOSO, 2014).</p><p>Outros exemplos de sistemas de computador incluem sistemas que controlam</p><p>elevadores, sistemas integrados para lojas de varejo e controles acadêmicos. Existem</p><p>sistemas de computador com os quais o usuário não se comunica (e às vezes nem</p><p>sabe que existem), como sistemas que controlam o ar condicionado ou algumas</p><p>partes do carro. Você pode até saber que existe um sistema de computador, mas</p><p>nunca interagiu diretamente com ele. Há muitas coisas com as quais você interage,</p><p>como seu editor de texto favorito, caixa eletrônico ou a ferramenta que você usa para</p><p>navegar na web (VELLOSO, 2014).</p><p>1.1 Breve histórico da evolução dos computadores</p><p>A história da computação começa mais ou menos no início do século XIX com</p><p>a tentativa do inglês Charles Babbage de construir dois computadores: o chamado</p><p>dispositivo de diferença e o dispositivo de análise (Figura 2). Embora nunca tenham</p><p>sido construídos, esse fato representou um importante marco científico na época</p><p>(WEBER, 2012). Claro, muita coisa aconteceu desde Babbage, e os computadores</p><p>avançaram na velocidade da luz, transformando o que consideramos ficção científica</p><p>em uma realidade trivial. Aqui aprenderemos sobre o desenvolvimento de</p><p>computadores e seus antecedentes. Muitos autores dividem a história do computador</p><p>em gerações, e essa também será nossa abordagem.</p><p>Figura 2 – Máquina diferencial de Babbage</p><p>Fonte: https://bityli.com/tJvCMyZAB</p><p>Geração zero (1642–1945)</p><p>As máquinas de Babbage pertencem à primeira das conhecidas gerações que</p><p>foi chamada geração zero. Além delas, também temos a máquina de subtrair e somar,</p><p>de Blaise Pascal (1623–1662), construída para ajudar o seu pai a calcular os impostos.</p><p>Claro, também poderíamos falar sobre os cartões perfurados, da calculadora de</p><p>Leibniz (inspirada na calculadora de Pascal), do Arithmômetro de Thomas</p><p>(calculadora um pouco mais sofisticada, que realizava cálculos mais complexos) e de</p><p>outros equipamentos similares (Figura 3). No entanto, essa geração é caracterizada</p><p>por máquinas mecânicas e, já no final dessa era, eletromecânicas.</p><p>A Revolução Industrial foi a principal fonte de demanda para que a tecnologia</p><p>pudesse finalmente decolar. Um fato interessante é que, naquela época, nós tivemos</p><p>a primeira programadora de computadores: Ada, a Condessa de Lovelace. Ela</p><p>trabalhou com Babbage e sugeriu a ele o que agora é considerado hoje como o</p><p>primeiro programa de computador: um plano para que a sua máquina diferencial</p><p>realizasse cálculos.</p><p>Figura 3 – Arithmômetro de Thomas</p><p>Fonte: https://bityli.com/jHDXMjEGxb</p><p>1ª Geração (1945–1953)</p><p>Infelizmente, as guerras sempre são precursoras de avanços tecnológicos, e é</p><p>neste contexto que surgiram novas tecnologia. Componentes eletromecânicos ou</p><p>mecânicos foram substituídos por válvulas, originalmente desenvolvidas para a</p><p>indústria de rádio. As válvulas eram muito mais rápidas, porém não muito confiáveis</p><p>(NULL; LOBUR, 2011).</p><p>O problema com as válvulas era seu recurso de controle do fluxo da corrente,</p><p>amplificando a tensão de entrada, o que fazia com que elas queimassem como uma</p><p>ocorrência muito comum. Além disso, ocupavam muito espaço, o consumo de energia</p><p>era gigantesco e o seu processamento era lento.</p><p>Os primeiros computadores que usaram essa tecnologia foram o ENIAC (Figura</p><p>4), fabricados na Universidade da Pennsylvania (EUA); o IBM 603, o 701 e o SSEC;</p><p>o EDSAC, fabricado</p><p>na Universidade de Cambridge; e o UNIVAC I. O ENIAC levou</p><p>três anos para ser construído, operando com 19.000 válvulas, consumindo 200</p><p>quilowatts de potência, pesando 30 toneladas, tinha 5,5 metros de altura e 25 metros</p><p>de comprimento, ocupando uma sala de 150 m2. Para termos uma ideia dos</p><p>problemas causados pelo uso das válvulas, havia, naquela época, alguém cuja única</p><p>função era trocar as válvulas que por ventura queimavam, já que isso acontecia a todo</p><p>momento, trazendo falta de confiabilidade a todo o sistema (NULL; LOBUR, 2011).</p><p>Figura 4 – ENIAC</p><p>Fonte: https://bityli.com/lQVbFcaHo</p><p>Além do mais, a programação no ENIAC era imensamente complexa e</p><p>cansativa: era feita com 6.000 chaves manuais, e toda entrada de dados era feita</p><p>usando cartões perfurados. Três equipes foram necessárias para toda a operação:</p><p>uma para trocar os cartões à medida que eram lidos pela máquina, outra para</p><p>programar os cartões e uma terceira equipe fazia a tradução dos cartões de saída</p><p>para o padrão decimal.</p><p>John von Neumann (1903–1957), matemático brilhante, nascido em Budapeste</p><p>(Hungria), também viveu nesta época e contribuiu durante a sua vida em diversas</p><p>áreas de conhecimento: teoria dos jogos, mecânica quântica, economia e, é claro,</p><p>computação. Seu modelo de computador proposto foi e é a base dos computadores</p><p>modernos. Von Neumann também participou da construção do ENIAC (NULL;</p><p>LOBUR, 2011).</p><p>2ª Geração (1954–1965)</p><p>O fato das válvulas consumirem grandes quantidades de energia e não serem</p><p>muito confiáveis e eficientes impulsionou a comunidade científica e as indústrias a</p><p>pesquisarem novas tecnologias. Além do mais, as pesquisas realizadas em vários dos</p><p>campos de conhecimento, do setor militar até a área de saúde, começaram a se tornar</p><p>extremamente complexas. Foi neste cenário que ocorreu o aparecimento do transistor</p><p>(Figura 5). A atuação transistor, no computador, se dá como um interruptor eletrônico.</p><p>Figura 5 – Transistor</p><p>Fonte: https://bityli.com/NFzjMfNxG</p><p>Descoberto em 1947 por cientistas da Bell Telephone, o transistor permitiu a</p><p>redução de tamanho dos computadores, pois era mais barato, menor e mais confiável</p><p>do que as válvulas (TANENBAUM, 2007). Daí, em 1960, surgiu o IBM 1401, um</p><p>computador menor, mais eficiente e mais rápido. Nesse contexto, puderam ser</p><p>desenvolvidos rádios e televisores menores. No entanto, o transistor ainda não era</p><p>pequeno o suficiente, pois precisava ser conectado a fios e a outros componentes. Foi</p><p>então que começou a terceira geração, através do circuito integrado (NULL; LOBUR,</p><p>2011).</p><p>3ª Geração (1965–1980)</p><p>O circuito integrado (Figura 6), que foi carinhosamente chamado de chip, trata-</p><p>se de um componente que encapsula diversos transistores em seu interior. Isso trouxe</p><p>várias vantagens em relação ao modelo anterior: pois não possuía mais partes móveis</p><p>e com isso uma maior confiabilidade; miniaturização dos componentes; é mais rápido</p><p>e a um custo de fabricação muito menor. O surgimento dos chips permitiu que mais</p><p>pessoas tivessem acesso a computadores (NULL; LOBUR, 2011).</p><p>Figura 6 – Circuitos integrados</p><p>Fonte: https://bityli.com/MfSdbCAUI</p><p>O IBM 360 é considerado um dos precursores dessa 3ª geração. Ele podia</p><p>realizar 500 mil multiplicações e 2 milhões de adições e por segundo, um feito que</p><p>alguns anos antes poderia ter sido considerado ficção científica. Dois outros recursos</p><p>importantes do IBM 360 foram a sua capacidade de emular outros computadores e a</p><p>multiprogramação. Nesse caso, multiprogramação refere-se ao fato de o IBM 360 ser</p><p>capaz de armazenar diferentes programas na memória: enquanto esperava uma</p><p>tarefa ser realizada, podia fazer outra (TANENBAUM, 2007).</p><p>4ª Geração (1980–?)</p><p>Você provavelmente notou o ponto de interrogação acima e se perguntou o que</p><p>isso significa, certo? O fato é que a maioria dos autores concorda que nós ainda não</p><p>sabemos quando essa geração acabará, ou se já acabou — veremos depois que</p><p>trataremos da 5ª geração, mas falaremos sobre isso mais tarde.</p><p>Essa geração se caracteriza principalmente pelo aprimoramento as tecnologias</p><p>existentes: o que era menor ficou ainda menor, o que era rápido ficou extremamente</p><p>rápido. Assim nasceu a era dos circuitos integrados. Mas o que são circuitos</p><p>integrados? É uma placa de silício (material semicondutor) na qual são gravados</p><p>vários componentes, como transistores, capacitores e resistores. Começando com</p><p>esta geração, há uma tentativa de tentar colocar tantos componentes quanto possível</p><p>em um único circuito e tornar esse circuito cada vez menor. A Tabela 1 mostra,</p><p>segundo a percepção comum (esses números podem variar um pouco, dependendo</p><p>do autor), quantos transistores podem ser colocados em um único circuito e suas</p><p>respectivas denominações (TANENBAUM, 2007).</p><p>Tabela 1 – Número de transportes por tipo de circuito.</p><p>Abreviação Denominação Interpretação comum</p><p>SSI Small Scale Integration Até 10</p><p>MSI Medium Scale Integration 11-100</p><p>LSI Large Scale Integration 101-9.999</p><p>VLSI Very Large Scale Integration 10.000-100.000</p><p>ULSI Ultra Large Scale Integration 100.001-1.000.000</p><p>SLSI Super LArge Scale Integration 1.000.001-10.000.000</p><p>Fonte: Tanenbaum (2007)</p><p>5ª Geração (2018?–??)</p><p>É provável que a quinta geração seja marque a conectividade entre</p><p>computadores e pessoas. Nessa geração, ouvimos termos como, internet das coisas,</p><p>cidades inteligentes, compartilhamento e armazenamento em nuvem. Todos estes</p><p>termos têm algo em comum: informação e conectividade. Mas esta era é marcada por</p><p>um dilema físico, pois torna-se cada vez mais difícil produzir componentes do</p><p>computador mais rápidos e menores. Então, a solução viável é colocar mais</p><p>processadores no computador, para que ele possa executar tarefas em paralelo real.</p><p>Nese cenário, nós podemos colocar 10, 20, 1.000, 10.000 processadores em um</p><p>computador. Outra maneira amplamente utilizada para obtenção de processamento é</p><p>agrupando computadores — em um mesmo local ou não — com intuito que eles</p><p>trabalhem juntos, dividindo assim o custo de processamento.</p><p>Para se entender esta 5ª geração, precisamos compreender melhor alguns dos</p><p>conceitos citados. O termo big data refere-se ao turbilhão de informações que estamos</p><p>vivenciando. As informações vêm de todos os lugares: Redes sociais, base de dados</p><p>coorporativas, bases de dados abertas na web, etc. O desafio do conceito de big data</p><p>é conseguir reunir essas informações, de diferentes fontes e com diversos formatos,</p><p>extrair delas informações úteis para o seu negócio e mostrar esses resultados de</p><p>forma lógica e simples. Com essas informações em mãos, o empresário pode tomar</p><p>as melhores decisões possíveis para o seu negócio (GUGIK, 2009).</p><p>As cidades inteligentes são talvez um dos grandes desafios do século XXI. O</p><p>termo refere-se tanto à conectividade. Quanto ao uso inteligente de informações. Para</p><p>melhor entender esse conceito, segue um exemplo. Imagine viajar com a sua família</p><p>aquela praia que planeja visitar há meses. Você viaja em seu carro a 80 km; de</p><p>repente, você passa por uma placa de trânsito indicativa de que a velocidade máxima</p><p>é 60 km. Nesse momento, a placa “fala” com o seu carro, que reduz automaticamente</p><p>para 60 km. O carro só pode alterar sua velocidade para mais de 60 km quando houver</p><p>uma placa outra que sinalize tal condição, não importa o que você faça. Essa é a</p><p>cidade inteligente: todos os dispositivos eletrônicos podem se comunicar e trocar</p><p>informações. Seu relógio pode se comunicar com a geladeira, o computador com ar-</p><p>condicionado, etc.</p><p>Ninguém consegue prever o futuro, mas as mudanças da próxima geração as</p><p>serão mais rápidas e mais impressionantes. No entanto, há algo em que acreditar: o</p><p>que hoje consideramos ficção científica, amanhã pode se tornar uma realidade talvez</p><p>até trivial (LEMOS, 2013).</p><p>1. 2 Hardware</p><p>Vimos que o hardware é a parte física do computador, mas vamos dar uma</p><p>olhada mais</p><p>de perto. Entre as grandes contribuições de John von Neumann para a</p><p>computação, temos a ideia de armazenamento de informações. Ele desenvolveu uma</p><p>nova arquitetura para computadores, alicerçada em uma unidade de processamento</p><p>(CPU), um sistema de memória principal e um sistema de entrada/saída (Figura 7).</p><p>Figura 7 – Arquitetura de John von Neumann</p><p>Fonte: https://bityli.com/UmicqkEnO</p><p>A arquitetura de Von Neumann define a CPU como unidade de processamentos</p><p>das instruções, a memória principal (chamada também de memória RAM ou memória</p><p>volátil) e os dispositivos de entrada (teclado) e saída (impressora). Na CPU, temos</p><p>ainda registradores, que guardam pequenos volumes de informação. Alguns desses</p><p>registradores possuem tarefas específicas, como o contador de programa (PC), o qual</p><p>aponta para a próxima instrução a ser decodificada pela CPU.</p><p>A CPU é composta de duas partes: a unidade de lógica e aritmética (ULA) e a</p><p>unidade de controle (UC). A ULA é um dispositivo que realiza operações aritméticas</p><p>e controla o fluxo de dados, enquanto a UC tem como função acessar, decodificar e</p><p>executar instruções de um programa que está sendo armazenado em memória</p><p>(ALVES, 2012).</p><p>1.3 Software</p><p>Já estabelecemos que softwares são programas de computador, mas vamos</p><p>ver brevemente como os softwares são feitos, através de um exemplo. Digamos que</p><p>você seja proprietário de uma empresa fabricantes de programas de computadores, e</p><p>que um cliente, dono de uma empresa de contabilidade, o contrate para construir um</p><p>sistema de controle administrativo e tributário de condomínios (PETERLE, 2005).</p><p>O primeiro passo é entender o escopo da aplicação (contabilidade e</p><p>condomínios), e listar em um documento tudo o que o sistema deve fazer. Após essa</p><p>etapa, você precisará modelar como as partes do sistema irão interagir umas com as</p><p>outras, e como o usuário irá interagir com o sistema. Então, você começa a escrever</p><p>o programa, escolhendo uma linguagem de programação. A Linguagem de</p><p>programação é uma linguagem próxima da humana, com a qual você irá descrever</p><p>como o sistema se comporta.</p><p>No entanto, o computador não entende essa linguagem, então ela deve ser</p><p>compilada. O processo de compilação, de forma geral, consiste em transformar uma</p><p>linguagem em outra — no nosso caso, em linguagem binária (0 e 1), uma vez que</p><p>essa é a linguagem que o computador entende. O computador executa um conjunto</p><p>de instruções simples, como subtração e adição. Assim, os programas são</p><p>convertidos nessas instruções antes de serem executados. Esse processo de</p><p>fabricação de um software está bem resumido, e existem várias etapas não descritas</p><p>aqui, mas suficiente para o nosso escopo (PETERLE, 2005).</p><p>Existem muitos tipos de software, para as mais variadas situações. Softwares</p><p>de aplicativo, ou simplesmente aplicativos, são aqueles usados por usuários para</p><p>realizarem trabalhos de rotina. Exemplos de aplicativos são editores de texto,</p><p>calculadoras, aplicativos de download músicas ou filmes, aplicativos para</p><p>contabilidade e recursos humanos, aplicativos de apoio a decisões gerenciais.</p><p>Você provavelmente já ouviu falar muito sobre Windows e Linux, que são</p><p>exemplos de sistemas operacionais. Eles são responsáveis peço gerenciamento dos</p><p>recursos do seu computador (memória, periféricos, programas, etc.) e pela mediação</p><p>entre os aplicativos e o hardware do computador.</p><p>Além disso, existe também softwares embarcados, isto é, programas embutidos</p><p>cuja presença não é notada pelo usuário. Seu carro está provavelmente equipado com</p><p>vários desses sistemas, os celulares, os aviões, seu ar-condicionado, sua geladeira e</p><p>smartphones também. De qualquer forma, qualquer coisa que possui componentes</p><p>eletrônicos possivelmente contém sistemas computacionais embarcados.</p><p>Outro tipo de software que está ganhando espaço são os games de computador</p><p>e os jogos educativos. Os softwares educativos vêm ganhando destaque em salas de</p><p>aula, proporcionando ao aluno formas divertidas de aprender, além de contribuir para</p><p>um processo de aprendizado mais ativo por parte do aluno (BATTAIOLA, 2002).</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>ALVES, A. Conceitos básicos de internet. 2012.</p><p>BATTAIOLA, A. et al. Desenvolvimento de um Software Educacional com base</p><p>em Conceitos de Jogos de Computador. Brazilian Symposium on Computers in</p><p>Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE). 2002. p. 282-290</p><p>BONIATI, B. B.; PREUSS, E.; FRANCISCATO, R. Introdução a informática. 2014.</p><p>GUGIK, G. A história dos computadores e da computação. TecMundo, Curitiba,</p><p>2009.</p><p>LEMOS, A. Cidades inteligentes. GV-executivo, v. 12, n. 2, p. 46-49, 2013.</p><p>MAIO, W. de. O raciocínio lógico matemático. Fortaleza: Arte & Ciência, 2005.</p><p>NULL, L.; LOBUR, J. Princípios básicos de arquitetura e organização de</p><p>computadores. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011.</p><p>PETERLE, A. et al. Materialização do conceito de software público: iniciativa</p><p>CACIC. IP-Informática Pública, Belo Horizonte: PRODABEL, v. 7, n. 2, 2005</p><p>TANENBAUM, S. A. Organização estruturada de computadores. 5. ed. São Paulo:</p><p>Pearson, 2007.</p><p>VELLOSO, F. Informática: conceitos básicos. Elsevier Brasil, 2014.</p><p>WEBER, F. R. Fundamentos de arquitetura de computadores. 4. ed. Porto Alegre:</p><p>Bookman, 2012.</p>