Introducao A Informatica e SO

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Aula 01 
Introdução a Informática 
Sistema Operacional 
 
Paulo Marcelo Bechaire 
Informática 
Português: Informação + automática. Processamento automático de 
informações por meio do computador 
Computadores: 
• A palavra cálculo deriva de calculus ("pedrinha" em latim) 
• calc (pedra) + ulus (pequena) 
• 5500AC Ábaco: A primeira calculadora; 
Como funciona o Ábaco 
Computadores: 
• 1622DC Régua de cálculo: Permite multiplicar grandes números. 
Surge após as primeiras pesquisas sobre logaritmos (link); 
Computadores: 
• 1642 Pascalina: Permitia grandes cálculos de soma e subtração de 
números diversos, diferente da régua, que exigia que os números 
estivessem já marcados. Multiplicação e divisão eram muito 
limitadas (How the Pascaline Works); 
• 1672 Pascalina: Gottfried Leibnitz melhora a pascalina, permitindo 
ela a calcular a raiz quadrada, além da multiplicação e divisão por 
números diversos; 
Computadores: 
• 1801: O costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolveu o Tear 
Programável, que aceitava cartões perfuráveis (com desenhos a 
serem replicados nas peças); 
• 1822: Charles Babbage revoluciona o mundo com a Máquina 
diferencial permitindo calcular trigonometria e logaritmos, podia 
receber dados, processá-los, armazená-los e exibi-los (link e leg); 
• 1837: Charles Babbage idealiza a Máquina Analítica, que permitira 
cálculos com precisão de até 50 casas decimais. A máquina 
também não pode ser produzida em massa por causa das 
limitações técnicas da época e de conflitos pessoais e políticos. 
Algo semelhante só foi possível de ser construído 100 anos depois*; 
Tear Programável (analogia) 
Computadores: 
• 1847: George Boole cria a Álgebra booleana, uma das maiores 
contribuições para a história da informática; 
 
• 1890: Hermann Hollerith desenvolve o primeiro computador 
eletromecânico para acelerar os trabalhos do censo americano de 
1890. A máquina de Hollerith lê os cartões perfurados usados no 
recenseamento. Suas máquinas concluíram em um ano o 
processamento que levaria, a princípio, uma década. Em 1896, 
Hollerith fundou a Tabulating Machine Company para vender sua 
invenção. A companhia tornar-se-ia parte da IBM em 1924 (link) 
Computadores: 
• 1943: O Mark I é desenvolvido em projeto conjunto da Marinha 
Americana com a IBM. Trabalhava com cartões perfurados e relês 
elétricos. Em um dia faz cálculos que antes levavam seis meses. 
Considerado o primeiro computador moderno. Era usado pra 
decriptar códigos inimigos / calcular tabelas de navegação para a 
marinha norte-americana. 
Computadores modernos (3 gerações): 
• 1946~1959 Primeira Geração: Revolucionário no mundo da 
computação, utilizando válvulas é criado o ENIAC (Electrical 
Numerical Integrator and Calculator); 
• 1959~1964 Segunda Geração: Válvulas eletrônicas são 
substituídas por transístores, para a interligação, foram utilizados 
circuitos impressos, diminuindo a quantidade de cabos, o primeiro 
supercomputador com esta tecnologia foi o IBM 7030. 
• 1964~1970 Terceira Geração: Surgem os computadores 
controlados por circuitos integrados, como o IBM 360/91, lançado 
em 1967, um dos principais da época. 
Comparação: 
• ENIAC: 
• 1000 vezes mais rápido que a geração anterior; 
• 30 metros de comprimento, 2,4 metros de altura, 9m largura; 
• 30 toneladas; 
• $500.000,00 (hoje ~ $5.000.000,00) $hoje ; 
• 17.468 válvulas, 7200 diodos, 1500 relays, 70.000 resistores, 
10.000 capacitores; 
• 150.000 watts; 
• 5.000 operações por segundo (0,005 MIPS); 
 
 
 
PIC10F 
Comparação: 
• IBM 7030 - 1961: 
• Tamanho de duas geladeiras; 
• Caro para a época ~ $7.000.000 ($hoje); 
• 170.000 transistores; 
• 21.600 watts; 
• 1,2 MIPS ~ 600 kflops; 
 
• IBM 360/91 - 1967: 
• Muito menor; 
• Permitia enviar instruções de como deveria ser feito o cálculo; 
• Consumo? 
• 3 MIPS; 
IBM 7030 
360/91 
com sistemas de impressão e 
armazenamento 
Circuitos integrados, CHIP: 
• Intel 4004 - 1971: 
• 0.092 MIPS; 
• 740 kHz; 
• 2.300 transistores; 
• Objetivava as calculadoras de mesa; 
 
• Intel 8080 - 1974: 
• 0.330 MIPS em 2 MHz; 
• 4.500 transistores; 
• $360 por peça; 
• 20mm2 
Intel 4004 
Intel 4004 
Intel 8080 
Circuitos integrados, CHIP: 
• Intel 486 – 1989~1996: 
• Até 50 MIPS; 
• Até 100MHz em diferentes versões; 
• Atinge a marca de 1.180.000 transistores num DIE; 
• 5 watts ~ 7.5 watts (?); 
• Transistores de 1micron a 0.6micron; 
• A questão da dissipação; 
Circuitos integrados, CHIP: 
• Intel Pentium III: 
• 2.1GFLOPS ~ por +- $900,00 no lançamento; 
• Até 1.14GHz em diferentes versões; 
• Atinge a marca de 9.500.000 de transistores por DIE; 
• 110 a 160 watts; 
• Transistores de 0.25microns; 
 
• Placa de vídeo: Nvidia GTX Titan X (17 de março de 2015) 
• 1000MHz em 3072 núcleos; 
• 8.000.000.000 transistores; 
• 7 TFLOPS por (lançamento) $1500; 
• Transistores de 28nm 
• 250 watts em uso total; 
 
Em junho de 2001 o supercomputador mais veloz do mundo processava a 
aproximadamente 7,226 TFLOPS, o segundo lugar a "apenas" 2,526. 
PS: A comparação direta em TFLOPS não é totalmente válida... 
Sandy Bridge 
Core i7 
3960X 
Tipos de computadores: 
• Onde encontramos “computadores” (processadores) hoje em dia? 
• Calculadoras; 
• Computadores pessoais; 
• Veículos; 
• Celulares; 
• Máquina de lavar roupas; 
• TVs; 
• Micro-ondas; 
• Cafeteiras; 
• DVD/Blu-ray/VHS; 
 
 
• TV Digital; 
• Telefones sem fio; 
• Câmeras fotográficas; 
• Urna eletrônica; 
• Vídeo game; 
• Controle remoto? 
• ? 
• ... Pense outros 
Conceito de Sistema Operacional: 
• Sistema: Um conjunto de partes interconectadas; 
• Operacional: Executa tarefas; 
 
• Somos seres operacionais, com nossos sentidos 
processamos “dados”; 
Funções do Sistema Operacional: 
• Gerenciamento de processos; 
• Gerenciamento de memória; 
o Prover acesso seguro a porções de memória por 
processos, a partir de endereços de acesso; 
o Permitir e controlar o uso de swap (memória virtual); 
• Sistema de arquivos; 
• Controlar a localização de arquivos em um dispositivo 
físico não volátil, permitindo a gravação e leitura destes; 
• Entrada e saída de dados; 
• Controlar dispositivos de E/S conectados; 
Conceito de Sistema Operacional: 
Resumo: Ao sistema operacional cabe gerenciar os 
recursos de hardware para estes serem utilizados da 
melhor maneira possível. Maestro. 
 
O sistema operacional também provê funções básicas 
para que programas de computador possam ser escritos 
com maior velocidade, para isso abstrai as 
particularidades de hardware e cria “atalhos” para que os 
programadores possam usar linguagens (de 
programação) de alto nível. 
A Estrutura de um Sistema Operacional: 
• Hardware; 
• SO Kernel ; 
• Memória; 
• CPU; 
• Disco e dispositivos; 
• SO Programas Básicos; 
• Editores; 
• Suporte a programação; 
• Ex: Acessórios; 
• Aplicativos do usuário; 
PROGRAMAS 
CPUs MEM. DISP. 
POST, BIOS, EFI 
KERNEL 
SISTEMA OPERACIONAL 
firmware 
Windows 
Mac OS 
iOS 
Linux 
Android 
... 
do sistema, 
de terceiros 
e bibliotecas 
O processo de ligar o computador: 
1. Energiza a placa mãe (placa de CPU); 
2. Carrega as informações/configurações da BIOS (BIOS – Basic 
Input/Output System) para uma pequena memória RAM; 
3. Modo de auto teste é executado 
(POST – Power On Self Test); 
4. Ativa-se outras BIOS (presentes em discos, placas, ...); 
5. Uma cópia da BIOS ativada é enviada para a memóriaRAM do 
computador; 
6. Uma busca é feita pela ordem de Boot escolhida, procurando um 
setor de boot nos dispositivos selecionados, uma pequena 
instrução necessária para carregamento e inicialização do SO.