Aula 02 SIN 110 2013 II T1 Sistemas Computacionais

Prévia do material em texto

SIN 110
Sistema ComputacionalSistema Computacional
Profa Rachel Reis/ Prof. Marcelo Zorzan
UFV – Campus Rio Paranaíba
Sistema Computacional
• Um sistema computacional é composto
basicamente de 4 componentes: hardware, sistema
operacional, programas aplicativos e os usuários.
Sistema Operacional
Softwares Aplicativos 
Usuários
Hardware
Sistema Computacional
• Hardware: conjunto de dispositivos físicos que
constituem o computador. Além do computador, formado
por placas, discos, microprocessadores e outros,
incluem-se nesta definição as impressoras, monitores de
vídeo, scanners, mouses, entre outros.
• Sistema Operacional: é o intermediário, a interface entre
o hardware e os programas aplicativos.
• Programas aplicativos: são conjuntos de programas que
instruem logicamente o hardware a realizar operações,
de forma a atender às necessidades de seus usuários.
Ex.: processadores de textos, navegadores Web.
Hardware
Hardware
• A Placa Mãe intrega os 
componentes do computador
•Barramentos (Bus)
•Pontes (Bridges)
•Central Processing Unit (CPU), •Central Processing Unit (CPU), 
memórias, BIOS...
• Também controla periféricos:
- Placa de vídeo
- Placa de som
- Placa de rede, etc 
Hardware de um computador
Funcionamento do Hardware
• Seguindo a arquitetura de Von Neumann
(1903-1957), os computadores possuem
quatro componentes principais:
- unidade lógica e aritmética- unidade lógica e aritmética
- unidade de controle
- memória
- dispositivos de entrada e saída
Arquitetura de Von Neumann
Funcionamento do Hardware
• Como funciona um computador?
- Busca de instrução: a CPU lê uma instrução da memória.
- Interpretação de instrução: a instrução é decodificada para 
determinar a ação requerida.
- Busca de dados: a execução de uma instrução pode 
requerer efetuar uma operação aritmética 
ou lógica sobre os dados.
- Escrita de dados: os resultados da execução podem 
requerer escrever dados na memória ou em
um módulo de E/S.
CPU
• Unidade Central de Processamento (conhecida
como UCP ou CPU – Central Processing Unit)
• É a parte principal do hardware do computador
• É responsável pelos cálculos, execução de
tarefas e processamento de dados
– A velocidade com que o computador executa as
tarefas ou processa dados está diretamente ligada à
velocidade do processador
CPU
• UC (Unidade de Controle)• UC (Unidade de Controle)
– é a parte coordenadora do computador, responsável 
pela supervisão do funcionamento das demais 
partes (componentes funcionais) do computador. 
- analisa e interpreta cada instrução de programa e 
ordena a cada parte funcional envolvida que 
execute sua tarefa na execução daquela instrução. 
CPU
• ULA (Unidade Lógica e Aritmética)• ULA (Unidade Lógica e Aritmética)
- responsável pelas funções de processamento, ou 
seja, execução das instruções 
- executa operações aritméticas (cálculos), 
comparações entre itens da memória, movimentos 
de dados na memória, tomada de decisões, etc. 
- trabalha sob o comando da unidade de controle 
CPU
• Registradores
- A CPU contém um conjunto restrito de células de 
memória chamados registradores que podem ser memória chamados registradores que podem ser 
lidos e escritos muito mais rapidamente que em
outros dispositivos de memória
– São usados frequentemente para evitar o acesso 
contínuo à memória principal cada vez que um dado 
é requisitado
Memória
• É um dispositivo responsável pelo armazenamento 
de programas e dados para processamento.
• Podem ser categorizadas por função:
• Primária
• Secundária• Secundária
• cache
• Ou tipo de acesso:
• Registradores
• RAM
• ROM
• Armazenamento
Memória Primária
• Também conhecida como memória principal ou 
memória de trabalho
• É a memória utilizada para armazenar os 
programas enquanto executam.
• Por isso, memória primária é um conceito abstrato, 
ou seja, não é algo físico.ou seja, não é algo físico.
• Geralmente, as memórias utilizadas como memória 
primária são as mais rápidas:
• Exemplo: Memória RAM
• Mas nem sempre....
• Se faltar memória, os dispositivos de 
armazenamento podem ser usados como 
memória principal (memória virtual e swap)
Registradores
- São dispositivos de armazenamento temporário,
localizados na CPU
- Utilizados para armazenar pouca informação
(geralmente uma palavra) durante o processamento de(geralmente uma palavra) durante o processamento de
uma instrução
- São extremamente rápidos
- Devido a sua tecnologia de construção e por estarem
integrados diretamente com a pastilha da CPU ("chip"),
são muito caros
RAM
• Memória RAM (Random Access Memory)
- É um sistema de armazenamento de dados em 
posições aleatórias
- Volátil, pois necessita de energia para armazenar - Volátil, pois necessita de energia para armazenar 
informações
- Utilizada principalmente como memória principal
- Após a utilização, a área de memória ocupada pela 
informação pode ser liberada e posteriormente 
utilizada por outra informação
ROM
• Memória ROM (Read Only Memory)
- É um tipo de memória que é utilizada apenas para a 
leitura 
- Suas informações são gravadas pelo fabricante, 
chamadas de firmware chamadas de firmware 
- Dispositivos ROM antigamente não podiam ser 
alterados
- Atualmente eles podem ser modificados e 
atualizados pelo usuário
- Contudo, em uma utilização comum, esse tipo de 
memória só é lido
- Exemplos: Bios, Post, Setup
Cache
• Memória Cache
• Estudos mostram que, durante uma aplicação, as
instruções utilizadas por essas aplicação são
repetidas inúmeras vezesrepetidas inúmeras vezes
• A principal função da memória cache consiste em
armazenar o resultado de instruções já
processadas anteriormente
• Isso faz com que tais instruções não precisem ser
processadas novamente, aumentando o
desempenho da máquina
Cache
- Possui localização lógica entre a memória principal e
os registradores do processador
- Afinal, neste local são transmitidas as instruções
dos programas durante o processamentodos programas durante o processamento
- Dividida em vários tipos (L1,L2,L3...)
- Quanto menor o valor de L, mais próximo do
processador é a cache e, portanto, maior é o seu
desempenho e mais caro é seu custo
Cache
• É formada por módulos de memória SRAM (static RAM)
mais rápidas, confiáveis e caras que a RAM convencional
(também chamada de DRAM)
• E, por isso, seu custo também é maior
• Isso porque a cache deve possuir velocidade próxima do
processador, para compensar a economia da ciclos de
processamento
• Artifício: incorpora-se ao computador pequenas
porções de memória cache, principalmente no
processador (L1) e placa mãe (L2, L3,...)
Memória de Secundária
• Usada para gravar grande quantidade de dados, que não 
são perdidos com o desligamento do computador, por um 
período longo de tempo
• Assim como a memória primária, é um conceito abstrato
• Utiliza dispositivos de armazenamento• Utiliza dispositivos de armazenamento
• Exemplos: 
• discos rígidos e solid state drivers
• mídias CD, DVD, Bluray (versões ROM,-R,+R,RW)
• memórias flash (pen drives, cartões, etc...)
• disquetes (???)
• O acesso, leitura e escrita são muito mais lentos do que 
para a memória RAM
Dispositivos de Armazenamento
• Exemplo
Dispositivos de Armazenamento
• Disco Rígido (HD – Hard Drive) : disco magnético
lido por uma cabeça de gravação
• Tremores podem causar danos
• SSD – Solid State Drive : feitos com memória flash,
não possuem partes móveisnão possuem partes móveis
• Não são sensíveis a tremores
• Mais rápidos e mais caros do que os HDs
Dispositivos de Entrada/Saída (E/S)
• Fazem a interface entre o computador e o
mundo externo, trazendo dadosà Memória
Principal e levando informações ao mundo
externo.
Dispositivos de Entrada/Saída (E/S)
• Exemplos de dispositivos de entrada: mouse,
teclado, scanner, microfone, joystick, webcam,
etc.
Dispositivos de Entrada/Saída (E/S)
• Exemplos de dispositivos de saída: caixa de
som, monitor, impressora, dispositivos 3D
Software
• Formado por um conjunto de instruções e dados que
é processado pelos circuitos eletrônicos do hardware
• Desenvolvido com o objetivo de flexibilizar a
utilização do hardware
• Usualmente desenvolvidos por meio de linguagens
de programação
• Interpretadas/traduzidas para instruções de
hardware
Software
• São divididos em três categorias
- Software de sistema (Sistema Operacional)
- Software utilitário
- Software aplicativo
Sistema Operacional
Softwares Aplicativos 
Usuários
Sistema Operacional
Softwares Aplicativos 
Hardware
Sistema Operacional
• É um programa ou um conjunto de programas cuja 
função é servir de interface entre um computador e o 
usuário
• Principais tarefas executadas pelo sistema operacional• Principais tarefas executadas pelo sistema operacional
– Gerenciamento da memória do computador
– Gerenciamento de recursos do computador
– Administração dos dados
– Acionamento dos dispositivos de entrada e saída (teclado, 
mouse, disquetes, CDs, DVDs, etc.)
– Execução de software aplicativos
Exemplos de S.O.
• Exemplos de sistema operacional: 
• Linux (em suas várias distribuições: Debian, Conectiva, 
Mandrake, Red Hat, Kurumin, Ubuntu ...)
• Windows (versões 95, 98, ME, 2000, XP, Vista, Windows 7)
• DOS• DOS
• Solaris
• Mac OS
Programas Aplicativos
Programas Aplicativos 
Usuários
Sistema Operacional
Programas Aplicativos 
Hardware
Programas Aplicativos
• São programas específicos para a solução de problemas do
usuário.
• São programas que tem vários tipos de finalidades:
- Editores de texto: Notepad, Word, OpenOffice
- Navegadores web: Netscape, Internet Explorer, Opera- Navegadores web: Netscape, Internet Explorer, Opera
- Gerenciadores de Banco de Dados: MySQL, Oracle, PostgreSQL
• Alguns programas são desenvolvidos para rodarem em sistemas
operacionais específicos. Como conseqüência, um aplicativo
projetado para um sistema operacional não será executado em
outro.
Licenças de Programas
• Quando um programa de computador é colocado no
mercado, sobre ele recai a respectiva legislação de
direito autoral
• O detentor do direito autoral pode determinar a
forma na qual o mercado poderá usufruir do produtoforma na qual o mercado poderá usufruir do produto
•Uma das formas é por meio do licenciamento de uso
do programa
•Também conhecido como licença de programa ou
licença de software
Licenças de Programas
• Tipos de licença mais comuns:
•Proprietárias
•Software Livre
•Código aberto
Licenças Proprietárias
• São licenças em que o proprietário do software permite
ao usuário final a utilização do software segundo
determinadas condições
•Contudo ele retém a propriedade do software!
•A licença mais utilizada por esse tipo de software é a•A licença mais utilizada por esse tipo de software é a
EULA (end-user license agreement)
•É por meio da licença que o proprietário estipula como o
software pode ser utilizado
•Geralmente por meio de (extensas) listas de
restrições de uso
•Para utilizar o software, o usuário deve concordar com o
termo de uso
Licenças Proprietárias
• São licenças em que o proprietário do software permite
ao usuário final a utilização do software segundo
determinadas condições
•Contudo ele retém a propriedade do software!
•A licença mais utilizada por esse tipo de software é a•A licença mais utilizada por esse tipo de software é a
EULA (end-user license agreement)
•É por meio da licença que o proprietário estipula como o
software pode ser utilizado
•Geralmente por meio de (extensas) listas de
restrições de uso
•Para utilizar o software, o usuário deve concordar com o
termo de uso
Distribuições especiais
•Alguns tipos especiais de software com licença
proprietária são as distribuições:
•Adware: cobrem o custo de desenvolvimento e
manutenção com publicidade em forma de banners
ou links. Exemplo: kazaa,msn
•Shareware: também conhecido como trialware ou
demoware, o software é distribuído gratuitamente.
Contudo, para utilizar o potencial da ferramenta ou
depois de expirado, é preciso comprar uma nova
versão. Exemplo: alguns jogos e antivírus.
•Freeware: software proprietário gratuito, com
direitos restritos de uso. Pode-se pedir por
doações.
Software livre
•Ou free software (não confundir com freeware)
•É o tipo de licença de software que permite ao
usuário: estudar, modificar, utilizar, redistribuir o
software sem restrições.
•Para isso o software livre deve ter seu código fonte•Para isso o software livre deve ter seu código fonte
distribuído
•Qualquer software derivado de código livre deve ser
livre, de acordo com a licença GNU GPL
•O movimento de software livre foi concebido em
1983 por Richard Stallman e possui seguidores até a
atualidade (ver projeto GNU).
Código Aberto
• Ou open souce
•Este tipo de licença permite ao usuário estudar o código
fonte, alterá-lo e redistribuí-lo.
•Movimento open source teve origem em 1998.
•Diferentemente do software livre, o movimento código
aberto não visa a distribuição livre e gratuita do software,
mas que as pessoas possam saber como o software
funciona.
•Ou seja, objetiva transparência e segurança.
•Exemplos: Linux, Firefox, Chrome, Android
Referências
• How stuff works – Aprenda como as coisas
funcionam - http://www.howstuffworks.com/
•O projeto GNU - http://www.gnu.org
•Projeto open source - http://www.opensource.org•Projeto open source - http://www.opensource.org
Agradecimentos
• Aos professores Elaine Faria, Moacir, Rachel Reis,
Afrânio e todos os outros professores que ajudaram no
desenvolvimento deste material