Aulas 1 e 2 de Iniciação a Computação

Prévia do material em texto

Unidade I – Componentes Básicos 
de um Sistema Computacional 
Iniciação à Computação 
 
Universidade Federal da Paraíba 
Centro de Informática 
Departamento de Sistemas de Computação 
Prof. Ph.D. Eng. Tiago Nascimento 
2 
Unidade I 
Conteúdos abordados: 
 Introdução 
 CPU 
 Memória Principal (Primária) 
 Memória Auxiliar (Secundária) 
 Dispositivos de Entrada e Saída (Periféricos) 
3 
 O que é informática? 
 É a ciência do tratamento automático da informação 
por meio de máquinas eletrônicas definidas como 
computadores. 
Introdução 
INFORMÁTICA 
 
 
INFORMação autoMÁTICA 
4 
 O que é um computador? 
 É um conjunto de componentes eletrônicos capaz de 
efetuar qualquer espécie de tratamento automático de 
informações e/ou processamento de dados. 
Introdução 
Legenda: 
Monitor Fonte de Energia 
Placa-Mãe Leitor de Cds e/ou DVDs 
Processador Disco Rígido 
Memória RAM Mouse 
Placas de Rede, Teclado 
 Som, Vídeo, Fax... 
5 
 O que são dados? 
 Elementos conhecidos de um problema. 
 
 O que é informação? 
 Um conjunto estruturado de dados, transmitindo 
conhecimento. 
Introdução 
6 
 Componentes de um Sistema Informatizado 
 Hardware: Equipamentos ou peças que constituem fisicamente 
o computador, ou seja, periféricos de entrada e saída, 
carcaças, placas, fios e componentes em geral. 
 
 Software: Conjunto de instruções que servem para poder 
comandar e programar o hardware, ou seja, os programas 
fornecidos pelos fabricantes do computador, o sistema 
operacional, aplicativos e programas desenvolvidos pelo 
usuário. 
 
 Usuário (Peopleware): É o componente mais importante. O 
computador foi criado para facilitar o seu trabalho e ajudá-lo na 
realização das suas atividades. 
Introdução 
7 
 Como os computadores funcionam? 
 A tecnologia utilizada nos computadores atuais ainda 
utilizam a arquitetura proposta no final da década de 
1940 por John von Neumann. 
 A arquitetura de von Neumann descreve o 
computador com quatro seções principais: 
• A Unidade Lógica e Aritmética (ULA); 
• A Unidade de Controle (UC); 
• A Memória Principal; 
• Os Dispositivos de Entrada e Saída (E/S ou I/O). Estas 
partes são interconectadas por fios e Barramentos. 
Introdução 
CPU 
8 
Introdução 
 Organização Lógica de um Microcomputador: 
9 
CPU 
 A Unidade Central de Processamento (CPU) é a 
parte de um computador que interpreta e executa 
as instruções contidas no software. 
 A CPU inclui: 
 A Unidade Lógica e Aritmética (ULA); 
 A Unidade de Controle (UC); 
 Uma coleção de Registradores. 
 
CPU Intel 
10 
CPU 
 A CPU controla os periféricos, interpreta as 
instruções e processa os dados. 
 Realiza operações como: leitura e gravação de 
dados nos discos, lê e grava dados na memória, 
operações lógicas e matemáticas, executa os 
programas, recebe e envia dados aos dispositivos 
de entrada/saída . 
11 
CPU - ULA 
 A Unidade Lógica e Aritmética (ULA) processa 
operações lógicas e aritméticas sobre dados que 
passam por ela. 
 Exemplos. típicos de funções aritméticas: adição 
e subtração. 
 Exemplos típicos de operações lógicas: as 
operações AND (E), OR (OU), NOT (NÃO) e de 
deslocamento (shift). 
 
12 
CPU - UC 
 A principal função da Unidade de Controle (UC) é 
acessar, decodificar e executar as instruções 
sucessivas de um programa armazenado na 
memória. 
 A Unidade de Controle sequencia a operação de 
todo o sistema. Em particular, ela gera e gerencia 
os sinais de controle necessários para sincronizar 
operações, bem como o fluxo de instruções de um 
programa e dados dentro e fora da ULA. 
13 
CPU - UC 
 A Unidade de Controle controla o fluxo de 
informações nos barramentos de endereços e de 
dados, interpreta e gerencia os sinais presentes 
no barramento de controle. 
 A Unidade de Controle está geralmente 
conectada à ULA, a quem controla. Lembre-se de 
que esta combinação (UC e ULA) é conhecida 
como CPU. 
 
14 
CPU - Registradores 
 Registradores 
 A CPU é fabricada com uma certa quantidade de 
registradores destinados ao armazenamento de dados. 
 Para que um dado possa ser usado numa operação da 
ULA, ele tem que ser primeiro armazenado em um 
registrador. 
 O resultado de uma operação aritmética ou lógica da ULA 
também tem que ser armazenado em um registrador, antes 
de ser copiado para memória. 
 
 
 
15 
CPU - Registradores 
 Os registradores são circuitos capazes de receber 
informações, guardá-las e transferi-las para algum 
dispositivo de controle. São posições de memória. 
Alguns registradores mais comuns são: 
 Acumulador – armazena os resultados de um cálculo; 
 Registrador de Endereço - guarda o endereço de uma 
locação de memória ou de um dispositivo; 
 Registrador de Instrução - guarda a instrução que deve 
ser interpretada e executada; 
 Apontador de Instruções - aponta para a instrução a ser 
executada; 
 Registradores de Uso Geral - guardam diversos tipos de 
dados. 
16 
CPU 
 Quando cada parte de uma CPU está fisicamente 
em um único circuito integrado ela é chamada de 
microprocessador. Todas as CPU's fabricadas 
hoje são microprocessadores. Portanto, um 
microprocessador é basicamente uma CPU num 
Chip. 
 
17 
CPU 
 O microprocessador é o circuito mais importante 
existente em um microcomputador. Trata-se de 
um chip que realiza todo o controle do 
computador. Comanda a leitura e gravação de 
dados nos discos, lê e grava dados na memória, 
executa os programas, recebe dados de 
dispositivos como o vídeo e a impressora. Para 
realizar este trabalho, o microprocessador conta 
com a ajuda de diversos circuitos chamados de 
INTERFACES (controladoras de periféricos). 
18 
Memória 
 A memória é um dispositivos que permite a um 
computador guardar dados, temporário ou 
permanentemente. 
 A memória do computador é normalmente dividida 
entre primária e secundária. 
19 
Memória 
 As memórias têm evoluído sempre em direção de uma 
maior capacidade de armazenamento, maior 
miniaturização, maior rapidez de acesso e confiabilidade, 
enquanto seu custo cai constantemente. 
 Entretanto, a memória de um computador não se limita a 
sua memória individual e física, ela se apresenta de 
maneira mais ampla, e sem lugar definido. Temos 
possibilidades de armazenar em diversos lugares na rede, 
podemos estar em Luanda e acessar arquivos que foram 
armazenados em sites no Brasil. 
 É crescente a tendência para o armazenamento das 
informações na memória do espaço virtual, ou o chamado 
ciberespaço, através de discos virtuais, anexos de e-mails 
etc. 
20 
Memória Principal 
 A memória primária (principal) é aquela acessada 
diretamente pela ULA. Tradicionalmente essa memória 
pode ser de leitura e escrita (RAM) ou só de leitura 
(ROM). 
 A memória primária se comunica com a ULA por meio de 
um bus (barramento) ou canal de dados. 
 A velocidade de acesso a memória é um fator importante 
de custo de um computador, por isso a memória primária 
é normalmente construída de forma hierárquica em um 
projeto de computador. Parte da memória, conhecida 
como Memória Cache fica muito próxima à ULA, com 
acesso muito rápido. 
21 
Memória Principal 
 A memória RAM (Random Access Memory) é uma 
sequência de células numeradas, cada uma 
contendo uma pequena quantidade de informação. 
A informação pode ser: 
 uma instrução para dizer ao computador o que fazer ou 
 dados que o computadorprecisa para realizar uma 
instrução. 
Memória RAM de um PC 
22 
Memória Principal 
 A memória ROM (Read-Only Memory) é uma 
memória que só pode ser lida e os dados não são 
perdidos com o desligamento do computador. 
 A diferença entre a memória RAM e a ROM é que a 
RAM aceita gravação, regravação e perda de 
dados. Mesmo se for enviada uma informação para 
ser gravada na memória ROM, o procedimento não 
é executado (esta característica praticamente 
elimina a criação de vírus que afetam a ROM). 
23 
Memória Principal 
 Um software gravado na ROM recebe o nome de 
firmware, são basicamente três existentes nessa 
memória para um computador da linha IBM-PC, que 
são acessados toda vez que ligamos o computador: 
 BIOS (gerencia E/S; transfere o Sistema Operacional; 
verifica o hardware) 
 POST (realiza o teste automático da ligação; verifica a 
memória RAM) 
 SETUP (configura o equipamento). 
 
Memória ROM de um PC 
24 
Memória Auxiliar 
 A Memória secundária ou Memória Auxiliar é usada para 
gravar grande quantidade de dados, que não são perdidos 
com o desligamento do computador. Exemplos: 
 CD-ROM; 
 DVD; 
 Disco Blu-ray; 
 Disco Rígido; 
 Pen Drive. 
 Normalmente a memória secundária não é acessada 
diretamente pela ULA, mas sim por meio dos dispositivos 
de Entrada e Saída. Isso faz com que o acesso a essa 
memória seja muito mais lento do que o acesso a memória 
primária. 
25 
Memória 
Auxiliar 
X Memória 
Principal 
Custo menor Custo maior 
Mais lenta Mais rápida 
Maior capacidade Menor capacidade 
 
 
Tipos de Memória 
26 
Memória Auxiliar 
 CD-ROM, foi desenvolvido em 1985 e traduz-se, 
aproximadamente, em língua portuguesa para Disco 
Compacto Apenas Leitura. A gravação é feita pelo 
seu fabricante. 
 Existem outros tipos desses discos, como o CD-R e 
o CD-RW, que permitem ao usuário normal fazer a 
suas próprias gravações uma, ou várias vezes, 
respectivamente, caso possua o hardware e 
software necessários. 
 Os CD-ROM, podem armazenar qualquer tipo de 
conteúdo, desde dados genéricos, video e áudio, ou 
mesmo conteúdo misto. 
27 
Memória Auxiliar 
Leitor de CD-ROM 
Caixa de CDs 
28 
Memória Auxiliar 
 DVD significa Digital Versatile Disc (antes 
denominado Digital Video Disc). Contém 
informações digitais, tendo uma maior capacidade 
de armazenamento que o CD áudio ou CD-ROM, 
devido a uma tecnologia óptica superior, além de 
padrões melhorados de compressão de dados. 
 Os DVDs possuem por padrão a capacidade para 
armazenar 4.7 GB de dados, enquanto que um CD 
armazena em média 700 MB. 
29 
Memória Auxiliar 
 DVD Player ou leitor de DVD é um acessório 
doméstico capaz de reproduzir mídias no formato 
DVD. Alguns mais modernos reproduzem também 
outros formatos como CD (de música mp3 e fotos), 
VCD, SVCD, mini-CD, DVD-RAM e discos de 
dados, com por exemplo, filmes no formato AVI. 
 
 
Exemplo de DVD Player 
30 
Memória Auxiliar 
 Computadores pessoais também possuem Drive de DVD 
com gravador de DVD, e um software tocador de DVD, 
como por exemplo o Windows media Player, ou Power DVD 
e software gravador de DVD (Nero, por exemplo). 
31 
Memória Auxiliar 
 O Blu-ray, também conhecido como BD (de Blu-ray 
Disc) é um formato de disco óptico da nova geração 
de 12 cm de diâmetro (igual ao CD e ao DVD) para 
vídeo de alta definição e armazenamento de dados 
de alta densidade. 
 Sua capacidade varia de 25 (camada simples) a 50 
(camada dupla) Gigabytes. O disco Blu-Ray faz uso 
de um laser de cor azul-violeta, cujo comprimento 
de onda é 405 nanometros, permitindo gravar mais 
informação num disco do mesmo tamanho usado 
por tecnologias anteriores (o DVD usa um laser de 
cor vermelha de 650 nanometros). 
32 
Memória Auxiliar 
33 
Memória Auxiliar 
 Disco rígido, disco duro, (popularmente também 
winchester) ou HD (do inglês Hard Disk) é a parte 
do computador onde são armazenadas as 
informações, ou seja, é a "memória permanente" 
propriamente dita (não confundir com "memória 
RAM"). Caracterizado como memória física, não-
volátil, que é aquela na qual as informações não 
são perdidas quando o computador é desligado. 
34 
Memória Auxiliar 
 É nele que normalmente gravamos dados 
(informações) e a partir dele lançamos e 
executamos nossos programas mais usados. 
 Este sistema é necessário porque o conteúdo da 
memória RAM é apagado quando o computador é 
desligado. Desta forma, temos um meio de executar 
programas e carregar arquivos novamente. 
Disco rígido aberto 
35 
Memória Auxiliar 
 Memória USB Flash Drive (comumente conhecido como 
pen drive, disco removível ou chaveiro de memória) é 
um dispositivo de armazenamento constituído por uma 
memória flash tendo aparência semelhante à de um 
isqueiro ou chaveiro e uma ligação USB. 
 Eles oferecem vantagens potenciais com relação a 
outros dispositivos de armazenamento portáteis, 
particularmente disquetes. São mais compactos, 
rápidos, têm maior capacidade de armazenamento, são 
mais resistentes devido a ausência de peças móveis. 
36 
Memória Auxiliar 
 Atualmente, devido ao tamanho cada vez maior dos 
arquivos e, devido a existência de mídias de 
armazenamento não-voláteis de maior capacidade, 
cartão de memória (memory stick ou flash), pen 
drive (muitas vezes em formato de chaveiro), CD-R, 
CD-RW, DVD gravável e regravável; além de existir 
outras maneiras de guardar arquivos, como rede 
local, e-mail e disco virtual, o disquete se tornou um 
utilitário obsoleto. 
37 
Dispositivos de Entrada e Saída 
 A E/S permite ao computador obter informações do 
mundo externo, e envia os resultados do trabalho 
para o mundo externo. Existe uma infinidade de 
tipos de dispositivos de E/S: teclados, mouse, 
monitores, impressoras, webcams, scanners, etc. 
38 
Dispositivos de Entrada e Saída 
 O que todos os dispositivos de entrada têm em 
comum é que eles precisam codificar (converter) a 
informação de algum tipo em dados que podem ser 
processados pelo sistema digital do computador. 
Dispositivos de saída por outro lado, descodificam 
os dados em informação que é entendida pelo 
usuário do computador. 
 Podemos ter dispositivos que funcionam tanto para 
entrada como para saída de dados, o modem, o pen 
drive entre outros, são exemplos destes 
dispositivos. 
39 
Dispositivos de Entrada e Saída 
 Periféricos de entrada 
 
 
 
 Periféricos de saída 
 
 
 Periféricos de entrada / saída 
 
40 
Teclado 
 O teclado de computador é um tipo de periférico 
utilizado pelo usuário para a entrada manual no 
sistema de dados e comandos. Possui teclas 
representando letras, números, símbolos e outras 
funções, baseado no modelo de teclado das antigas 
máquinas de escrever. 
Teclado 
41 
Teclado 
 Essas teclas são ligadas a um chip dentro do 
teclado, onde identifica a tecla pressionada e 
manda para o PC as informações. 
 O meio de transporte dessas informações entre o 
teclado e o computador pode ser sem fio (Wireless) 
ou a cabo (PS/2 e USB). 
42 
Mouse 
 O mouse é um periférico de entrada de dados, 
especialmente em programas com interface gráfica. 
 O mouse tem como função movimentar o cursor 
(apontador) pela tela do computador. 
 O mouse funciona como um apontador sobre a tela 
do computador e disponibiliza normalmente quatro 
tipos operações: movimento, click, duplo click e drag 
and drop (arrastar e largar). 
Mouse 
43 
Mouse 
 Existem modelos com um, dois,três ou mais botões cuja 
funcionalidade depende do ambiente de trabalho e do 
programa que está sendo utilizado. Claramente, o botão 
esquerdo é o mais utilizado. 
 O mouse é normalmente ligado ao computador através de 
portas: serial, PS2 ou, mais recentemente, USB (Universal 
Serial Bus). Também existem conexões sem fio, as mais 
antigas em infra-vermelho, as atuais em Bluetooth. 
 Outros dispositivos de entrada competem com o 
mouse:Touchpads (usados basicamente em notebooks) e 
Trackballs. É interessante notar que uma trackball pode ser 
vista como um mouse (de bola) de cabeça para baixo. 
44 
Monitor 
 Um monitor de vídeo, ou simplesmente monitor, é 
um dos dispositivos de saída de um computador 
que serve de interface visual para o usuário, na 
medida que permite visualização e interação dos 
dados disponíveis. Existem duas tecnologias 
disponíveis CRT e LCD, em relação aos 
componentes internos para produção das imagens. 
 A superfície do monitor sobre a qual se projeta a 
imagem é chamada tela. 
45 
Impressora 
 Uma impressora ou dispositivo de impressão é um 
periférico que, quando conectado a um computador 
ou a uma rede de computadores, tem a função de 
dispositivo de saída, imprimindo textos, gráficos ou 
qualquer outro resultado de uma aplicação. 
 Tipos de impressora: 
 impressora de impacto; 
 impressora jato de tinta; 
 impressora laser. 
46 
Impressora de Impacto 
 Impressora de Impacto 
 Uma impressora matricial ou impressora de agulhas é 
um tipo de impressora de impacto, cuja cabeça é 
composta por uma ou mais linhas verticais de agulhas, 
que ao colidirem com uma fita impregnada com tinta 
(semelhante a papel químico), imprimem um ponto por 
agulha. Assim, o deslocamento horizontal da cabeça 
impressora combinado com o acionamento de uma ou 
mais agulhas produz caracteres configurados como uma 
matriz de pontos. 
47 
Impressora de Impacto 
 Impressora de Impacto 
 A definição (qualidade) da impressão depende, 
basicamente, do número de agulhas na cabeça de 
impressão, da proximidade entre essas agulhas e da 
precisão do avanço do motor de acionamento da cabeça de 
impressão. As impressoras mais frequentemente 
encontradas têm 9, 18 ou 24 agulhas. 
Impressora Matricial 
48 
Impressora Jato de Tinta 
 Impressora Jato de Tinta 
As impressoras jato de tinta são o tipo de 
impressoras mais popular, pela sua relação 
custo/qualidade. Podem imprimir texto e gráficos 
monocromáticos ou coloridos com qualidade variável. 
Funcionam expelindo um jato de tinta. O seu único defeito 
é que podem borrar ao ter contato com água. 
49 
Impressora Laser 
 Impressora Laser 
 As impressoras a laser são um tipo de impressoras que 
produzem resultados de grande qualidade quer para 
desenho gráfico quer para texto. Esta impressora utiliza 
o raio laser para a impressão. 
 O modo de funcionamento é muito semelhante ao das 
fotocopiadoras. As impressoras a laser podem imprimir 
em cores ou preto e branco. 
50 
Webcam 
 Webcam 
 É uma câmera de vídeo de baixo custo que capta imagens, 
transferindo-as de modo quase instantâneo para o 
computador ou para internet. Muito utilizada em 
videoconferências. O tipo de conexão utilizada com o 
computador geralmente é do tipo USB. 
51 
Scanner 
 O Digitalizador ou Scanner é um equipamento 
eletrônico responsável por digitalizar imagens, fotos 
e textos para o computador. 
 O scanner pode ser de dois tipos: 
 scanner de mão 
 scanner de mesa 
52 
Scanner 
 O scanner de mão é parecido com um mouse bem 
grande e que devemos passar por cima do 
desenho/texto a ser transferido para o computador. 
 
 
 Scanner de mesa, muito parecido com uma 
máquina de Xerox, onde devemos colocar o papel e 
abaixar a tampa para que o desenho seja então 
transferido para o computador. 
53 
Componentes Básicos de um Sistema 
Computacional 
 Exemplo 
• Processador Intel® Core™i7-920 (2.66 GHz, 8 MB L2 cache) CPU 
• Memória 4GB DDR3 1066MHz (4x1GB) Memória Principal 
• Disco rígido de 320GB (7200RPM) c/ 16MB cache Mem. Secundária 
• Chaveiro de memória de 32 GB Periférico de E/S 
• Monitor LCD 22’’ (Full HD Widescreen) Periférico de Saída 
• Gravador de DVD/CD Periférico de E/S 
• Mouse Óptico Wireless Periférico de Entrada 
• Teclado Wireless Periférico de Entrada