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Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Revisão – 1 ª Avaliação 1 Professor MSc Rogério Alves Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI O Que é um Computador? Computador é um equipamento eletrônico, capaz de tomar decisões lógicas e fazer cálculos, controlados por um conjunto de instruções, cujo principal objetivo é processar dados. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Benefícios dos Computadores • Produtividade - Funcionários usam seus computadores para executar suas tarefas mais rápido e melhor. - Muitos processos podem ser controlados mais eficientemente por meio dos computadores. • Tomada de decisões - Ajuda os tomadores de decisões a identificar fatores financeiros, geográficos e logísticos. • Redução de custos - Ajuda a reduzir os custos de mão-de-obra, energia e papelada. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Componentes de um Sistema de Computador • Hardware – Equipamento associado ao sistema. • Software – Instruções que dizem o que o computador deve fazer. • Pessoas – Programador de computador: escreve software. – Usuário: adquire e usa software. - Freqüentemente chamado de usuário final. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Evolução dos Computadores 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955) 2 ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965) 3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980) 4ª Geração: circuitos de larga escala Chips (1980-1990) 5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Evolução dos Computadores Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Hardware: Os Componentes Básicos de um Computador Quatro componentes principais: • Dispositivos de entrada • Processamento • Dispositivos de saída • Armazenamento Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI A Arquitetura de Computadores engloba os principais componentes que configuram um computador moderno. Logo podemos dizer que ela refere-se a um conjunto de componentes que formam o computador e que precisam ser estudados para serem utilizados nas empresas. Esses componentes são o Hardware e o Software; • Hardware - é a parte física do computador. • Software - é a parte lógica do computador (programas). Basicamente podemos dizer que um sistema computacional baseia-se em três operações padrões para quaisquer computadores, sendo elas: entrada de dados, processamento de dados e saída de dados; Introdução a arquitetura de hardware e software Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 9 Esquema Básico de Processamento de Informações Dados de Entrada [ Execução de Processamento ] Dados de Saída • Dados pessoais • Dados estatísticos • Dados de Compras • Pesquisas na internet Relatório com perfil pessoais Relatórios Estatísticos Planilhas eletrônicas Páginas da Web Ex.: Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 10 Classificação dos Computadores [ Execução de Processamento ] Ex.: Os computadores podem ser classificados e organizados de acordo com sua especificidade . Atualmente existem computadores pequenos, médios e de grande porte: Eles podem ser classificados como: • Computadores de uso pessoal, também conhecidos como desktop; • Computadores portáteis, por exemplo notebooks, tablets, smartphones e etc; • Computadores organizacionais, também conhecidos como servidores ou computadores de grande porte; Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 11 Hardware [ Execução de Processamento ] Ex.: O hardware é composto pelo conjunto de componentes físicos do computador, que possibilita: • Interação com o meio externo captando informações, como uma espécie de entrada de dados. Ex.: teclado, mouse, sensores térmicos, biométricos, webcam, dentre outros periféricos; • Interação com o meio externo, com o objetivo oposto, de reportar informações como uma espécie de saída de dados. Ex.: impressora, monitor, caixas de som, dentre outros periféricos; • Alguns exemplos destes tipos de hardware podem ser vistos nos próximo slide, comuns de utilizamos no trabalho, estudos, etc Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Hardware: Os Componentes Básicos de um Computador Quatro componentes principais: • Processamento • Dispositivos de entrada • Dispositivos de saída • Armazenamento Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Os Componentes Básicos de um Computador Unidade de Processador Central CPU (Central Processing Unit) Responsável pela realização das operações de processamento (cálculos matemáticos, cálculos lógicos, etc) e de controle, durante a execução de um programa. É constituída por dois componentes principais: • ALU (Unidade Aritmética e Lógica); • Unidade de Controle. Possui uma freqüência de operação, normalmente dada em megahertz (MHz) ou gigahertz(GHz), que está relacionada com a velocidade de execução das operações; Memória Cache: memória interna do processador de alta velocidade utilizada para armazenar dados e instruções de programas freqüentemente utilizados; Pode ter um ou mais núcleos de processamento: processadores com mais núcleos tendem a ser melhores para a execução de várias aplicações (programas) ao mesmo tempo. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Unidade de Saída Unidade de Entrada Memória Auxiliar Sistema Central CPU Memória Principal UC “Cérebro” do Computador Armazena dados e programas necessários para a realização de um trabalho Realiza as operações lógicas e aritméticas Comanda as outras unidades ULA Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Unidade de Controle (UC): Responsável pelo fluxo de dados e interpretação de cada instrução do programa. Todo o processamento é controlado e coordenado pela UC. Unidade Lógica e Aritmética (ULA): Responsável pelas operações aritméticas e lógicas, tomada de decisão. É coordenada pela UC. Sistema Central UC ULA UCP Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • A Intel é a mais antiga empresa do ramo, trabalha com microprocessadores desde 1970 e atualmente fabrica alguns dos mais populares microprocessadores do mercado, tais como: i3, i5 e i7. • Outra empresa que também produz processadores é a AMD também fabrica poderosos processadores. Na hora da compra é importante observar o prazo de garantia e a geração do processador. Processadores Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Memória UCP Memória Constitui de um conjunto de circuitos capazes de armazenar os dados e os programas a serem executados pela máquina. Temos as seguintes categorias de memória: Memória principal: É onde normalmente devem estar armazenados os programas e dados a serem manipulados pelo processador. Este tipo de memória aparece como um conjunto de chips que são inseridos na placa mãe do computador. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Tipos de Memória UCP Memórias Voláteis RAM (memória de leitura e escrita) São chips de memória que podem ser gravados pela CPU a qualquer instante. A CPU usa a RAM para armazenar e executar programas vindos do disco, para ler e gravar os dadosque estão sendo processados. É uma memória volátil ( quando o computador é desligado, todos os seus dados são apagados). Por esta razão, os dados e programas devem ficar gravados no disco, que é uma memória permanente. Os chips de memória podem ser divididos em duas grandes categorias voláteis e não voláteis Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Tipos de Memória UCP Tipos de memória RAM SRAM(Static Random-Access Memory - RAM Estática) • Tipo de memória muito rápida; • Armazena menos dados; • Costumam ser usadas como memórias CACHE. DRAM( Dynamic Random-Acess Memory - RAM Dinâmica) • Menos rápida que a SRAM; • Armazena maior quantidade de dados • Preço menor que as memórias SRAM Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Tipos de Memória UCP Memórias não voláteis São memórias cujas informações mantidas não são perdidas caso o computador seja desligado. Exemplo: BIOS (basic input-output system – sistema básico de entrada e saída). Está gravado em uma memória permanente localizada na placa mãe. Tipos de memórias permanentes: • ROM : São chips que podem ser lidos pela CPU a qualquer instante, mas não podem ser gravados pela CPU. A gravação é feita pelo fabricante. Este tipo de memória foi usada para armazenar a BIOS. • PROM: É uma ROM programável. A gravação pode ser feita apenas uma vez, pois utiliza um processo irreversível. • EPROM : É uma ROM programável e apagável. Pode ser programada comportando-se com o uma ROM. A EPROM pode ser apagada com raios ultravioletas de alta potência. • EEPROM: É um tipo de memória ROM mais flexível. Pode ser apagada sob controle de software. Utilizada para armazenar as BIOS atuais. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Tipos de Memória UCP Memórias Secundárias A memória secundaria é aquela que não é acessada diretamente pela CPU. O acesso é feito através de interfaces ou controladoras especiais. É uma memória do tipo permanente. Ela possui alta capacidade de armazenamento e um custo menor que o da memória principal. A memória secundária não é formada por chips, e sim por dispositivos que utilizam outras tecnologias de armazenamento (magnética ou ótica). Exemplos: disco rígido, disquete, fita magnética e cd-rom. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Memória Auxiliar X Memória Principal Custo menor Custo maior Mais lenta Mais rápida Maior capacidade Menor capacidade Tipos de Memória Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Medidas do Computador É essencial se conhecer as medidas de velocidade de processamento e de capacidade de armazenamento para poder determinar se um certo computador poderá ajudar a solucionar problemas. Velocidade de Processamento • Computadores mais antigos (lentos), medem a velocidade em milissegundos (milésimos de segundo). • Máquinas mais poderosas usam medidas como: • microssegundos (10-6s) • nanossegundos (10-9s) • picossegundos (10-12 s) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Hardware - Periféricos • Periféricos de entrada • Periféricos de saída • Periféricos de entrada / saída Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 25 Software [ Execução de Processamento ] Ex.: O software, é a parte abstrata do computador. Isto significa dizer que o software é componente responsável por receber as informações do usuário e realizar operações que tem como foco resolver problemas; Como, resolver problemas? O software é um componente virtual, construído por linguagens de programação; • O software pode ser atualizado, instalado e desinstalado; • O software pode comprado ou distribuído; • O software pode realizar operações do dia-a-dia, como registrar a venda de produtos, comunicar vários outros softwares para rastrear objetos em curso de distribuição, integrar bases de dados, etc.; Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 26 Software [ Execução de Processamento ] Ex.: Os programas de computadores podem ser categorizados como software de sistema e software de aplicativo ou básicos. O primeiro é aquele que roda em segundo plano gerenciando o hardware e dando suporte aos aplicativos. Este tipo de sistema é conhecido como Sistema Operacional (SO). Ex: Windows, Unix, Linux, Mac OS, OS2, AIX, Android, entre outros diversos. O segundo é responsável por auxiliar o usuário a realizar as suas tarefas. Eles são bem mais específicos que um SO. Estes softwares são aqueles que interagem diretamente com o usuário, realizando suas operações no dia-a-dia. Exemplos: Editor de texto, Planilhas, navegadores, sistemas de banco de dados, etc. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 27 Software - Sistema Operacional [ Execução de Processamento ] Ex.: Um Sistema Operacional é: Um software de grande porte que busca gerenciar todas as propriedades do sistema, como espaço, memória, processamento, armazenamento, as propriedades e o software de usuário, como aplicações de trabalho e estudos, da mesma forma que também busca o controle e o direcionamento das características e propriedades do hardware. Um Sistema Operacional tem como objetivos principais: • Garantir a correta operação e o desenvolvimento das tarefas do dia-a-dia do próprio sistema operacional; • A instalação e desinstalação de novos componentes, equipamentos e o desenvolvimento e a melhoria da arquitetura básica do computador; • A integração de aplicações do usuário, atualizações, otimizações, etc. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Execução do S.O Embora possa ser executado imediatamente após a máquina ser ligada, a maioria dos computadores pessoais de hoje o executa através de outro programa armazenado em uma memória não- volátil ROM chamado BIOS num processo chamado "bootstrapping“. Após executar testes e iniciar os componentes da máquina (monitores, discos, etc), o BIOS procura pelo sistema operacional em alguma unidade de armazenamento, geralmente o Disco Rígido, e a partir daí, o sistema operacional "toma" o controle da máquina. O sistema operacional reveza sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando, controlando e orquestrando todo o processo computacional. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI O ponto de vista do usuário Hardware Sistema Operacional usuários O S.O é projetado para facilidade de uso, com alguma atenção dada ao desempenho, e nenhuma atenção à utilização dos recursos . Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • Programa mais íntimo do hardware. • Alocador de recursos. • Programa de controle. O ponto de vista do sistema Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Componentes genéricos de um Sistema Operacional Hardware Recursos básicos (memórias, dispositivos de I/O, CPU); Sistema Operacional Controla e coordena o uso do hardware entre vários programas aplicativos e usuários; Programas aplicativos e de sistema Define como os recursos de hardware são empregados na solução de um problema(compiladores, jogos, banco de dados, interpretadores); Usuários Pessoas, máquinas, outros computadores, etc. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais para computadores pessoais: • Geralmente, os softwares aplicativos podem ser executados somenteem uma plataforma; • Plataforma, refere-se a uma combinação de hardware de computador e sistema operacional; • A plataforma de microcomputador mais comum compõem-se de alguma versão do Microsoft Windows em execução em um PC com processador Intel; • Visto que o sistema operacional determina que o software pode ser usado em um determinado computador, os usuários devem saber que sistema operacional está instalado em seu próprio computador. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computador Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores INTRODUÇÃO As Redes de Computadores surgiram da necessidade do estabelecimento de elos de comunicação entre os computadores e os demais equipamentos e aplicativos. As primeiras aplicações envolvendo a comunicação entre computadores era voltada para periféricos (impressoras e terminais de usuários). A comunicação entre computadores ocorre segundo regras (protocolos) pré-definidas que permitem que o dispositivo receptor receba de forma inteligível os dados enviados pelo dispositivo transmissor. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto de módulos processadores de comunicação (MPs) capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação. Redes de Computadores Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Classificação das redes • Quanto ao tamanho Rede Pessoal (PAN – Personal Area Networks) : As PANs representam uma subcategoria das redes locais em que vários dispositivos eletrônicos-digitais transportados pelo usuário são conectados por uma rede de baixo custo e baixa energia (COULORIS, 2013). Essas redes têm uma área de abrangência muito curta e os meios de comunicação utilizados alcançam poucos metros. Como exemplo, podemos citar a comunicação por meio do uso do Bluetooth ou infravermelho. As redes de computadores podem ser caracterizadas de diversas maneiras, uma vez que temos diferentes tipos de redes que podem ser caracterizadas de acordo com a sua dimensão, velocidade de transferência de dados e a sua extensão. A seguir descreveremos os principais tipos: Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Classificação das redes quanto ao tamanho Redes Locais (LANs – Local Area Networks) : As LANs transportam mensagens em velocidades relativamente altas entre computadores conectados em um único meio de comunicação, como um fio de par trançado, um cabo coaxial ou fibra óptica (COULORIS, 2013). A abrangência geográfica dessas redes também é curta tendo um alcance de um a dois quilômetros. Redes Metropolitanas (MANs - Metropolitan Area Networks) Uma rede metropolitana, ou MAN, abrange uma cidade, e cobrem distâncias de até 50 quilômetros. O exemplo mais conhecido de uma MAN e a rede de televisão a cabo disponível em muitas cidades (TANENBAUM, 2007). Essas redes utilizam uma infraestrutura de cabeamento de fibra óptica e cabos de cobre de alta largura de banda, e podem atingir velocidades de transmissão de até 100 Mbps (COULORIS, 2013). Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Classificação das redes quanto ao tamanho Redes de Longa Distância (WANs – Wide Area Networks) As redes de longa distância – WANs, são redes que transportam mensagens em velocidades mais lentas, elas cobrem grandes distâncias e abrangem áreas de cidades, países ou continentes. Um exemplo de redes WANs é a Internet. O meio de transmissão empregado, nessas redes é o uso conjunto de circuitos que interligam roteadores, que gerenciam as redes e direcionam as mensagens para seus destinos (COULORIS, 2013). Redes Locais sem fio (WLANs – Wireless Local Area Networks) As redes locais sem fio - WLANs foram concebidas com a finalidade de substituir as LANs cabeadas. Seu principal objetivo é possibilitar a conectividade entre dispositivos móveis, evitando assim a utilização de infraestrutura com fios e cabos para interconectar computadores dentro de casas e prédios de escritório entre si e a Internet (COULORIS, 2013). Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Classificação das redes quanto ao tamanho Redes sem fio As redes sem fio são aquelas que transmitem dados através de ondas de rádio, e ao invés dos computadores se conectarem através de um cabo, eles estão conectados a um transmissor e receptor de rádio. Como exemplo temos as redes WiMAX que seguem o padrão IEEE 802.16 e são utilizadas pelas WMANs – (Wireless Metropolitan Area Network). Outro exemplo são as redes 3G e 4G, utilizadas na telefonia móvel. Elas são projetadas para operar em áreas amplas (normalmente, países ou continentes inteiros) por meio de conexões de rádio. É importante ressaltar que uma rede sem fio herda todas as caracte-rísticas de uma rede de computadores tradicional neste caso a diferença é o meio de transmissão utilizado. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Resumo da classificação geográficas das redes Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores topologias A Topologia de redes é a forma como os nós de uma rede estão interconectados. Essa topologia pode ser tanto física como lógica. Podemos afirmar que a topologia física de uma rede local compreende os enlaces físicos de ligação dos elementos computacionais da rede, enquanto a topologia lógica da rede se refere à forma pela qual o sinal é efetivamente transmitido entre um computador e outro. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores topologias Estrela : Nessa topologia todos os dispositivos são conectados uns aos outros por um dispositivo central, geralmente um Hub ou Switch. Essas redes são geralmente fáceis de instalar e gerenciar. Porém, alguns problemas podem ocorrer: como congestionamentos de tráfego e falhas no dispositivo central, quando isso ocorre, toda a rede para de funcionar. Mas, caso a falha seja em dos dispositivos, computadores, conectados a rede, ela não para e continua a funcionar. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores topologias Barramento: A topologia Barramento é aquela na qual os computadores são ligados fisicamente a um mesmo cabo. Neste caso, os dados são transmitindo para todos os computadores conectados. Redes que utilizam esse tipo de topologia são relativamente baratas e fáceis de instalar. A figura 2, abaixo, representa essa topologia. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores topologias Anel: Na topologia Anel, os computadores são ligados ponto-a-ponto e operam em um único sentido de transmissão, de forma que o sinal circula ponto a ponto até chegar ao destino, formando um circuito fechado. Esta topologia é pouco tolerável à falha se um computador falhar a rede toda fica inoperante. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores - Dispositivos de interconexão ● Concentrador (Hub) - Os hubs funcionam como equipamentos repetidores de sinal e interconectam os dispositivos da rede topologia estrela Centraliza a conexão de diversos equipamentos num mesmo segmento da rede, ligando-os através de uma topologia estrela Envia o pacote a todos os pontos conectados a ele. Quando uma estação transmite, as outras escutam Mais barato Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores - Dispositivosde interconexão • Comutador (Switch) : O switch também tem a função de interconectar vários dispositivos em uma rede utilizando a topologia estrela, porém a sua principal vantagem é a de não ocupar toda a rede quando um nó está transmitindo dados para outra estação. • A diferença entre um hub e um switch é que o hub apenas retransmite tudo o que recebe para todos os computadores conectados a ele. Já os switchs, são aparelhos mais inteligentes, pois fecham canais exclusivos de comunicação entre o computador que está enviando dados e o que está recebendo. Características Conecta máquinas de diferentes segmentos de rede Retransmite o pacote apenas para a máquina-destino Permite transmissões simultâneas (conversas em paralelo) Diminui o número de colisões no segmento da rede Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Redes de Computadores - Dispositivos de interconexão Roteador (Router) Os roteadores são comutadores cujo objetivo principal é comutar pacotes de rede realizando o encaminhamento de pacotes. Eles possuem a capacidade de filtrar pacotes e transmiti-los para lugares diferentes, baseando-se em critérios que tenham sido pré- estabelecidos. O papel fundamental do roteador é poder escolher um caminho para o pacote chegar até seu destino. Em redes grandes pode haver mais de um caminho, e o roteador é o elemento responsável por tomar a decisão de qual caminho percorrer. Características Conecta rede diferentes Capaz de traçar a melhor rota para um determinado pacote Normalmente utilizado para conectar um “prédio” à rede da empresa, ou a empresa toda à Internet Mais caro Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Endereçamento de mensagens Mensagem Unicast Quando a mensagem é destinada a um único e identificado destinatário. Mensagem Broadcast Quando a mensagem é destinada a todos os elementos. Neste caso é gerada uma única mensagem pelo emissor que é destinada a todos os elementos. Mensagem Multicast Quando a mensagem é destinada a um subconjunto selecionado de elementos. Neste caso é gerada uma única mensagem pelo emissor que é destinada aos elementos do grupo Multicast. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI A Internet • A Internet é um grande conjunto de redes de computadores interligadas pelo mundo inteiro; de forma integrada viabilizando a conectividade independente do tipo de máquina que seja utilizada, que para manter essa multi-compatibilidade se utiliza de um conjunto de protocolos e serviços em comum, podendo assim, os usuários a ela conectados usufruir de serviços de informação de alcance mundial. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI WWW A World Wide Web [www.w3.org I, Berners-Lee 1991] é um sistema em evolução para a publicação e para o acesso a recursos e serviços pela Internet. Por meio de navegadores Web (browsers) comumente disponíveis, os usuários recuperam e veem documentos de muitos tipos, ouvem fluxos de áudio, assistem a fluxos de vídeo e interagem com um vasto conjunto de serviços. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI WWW A World Wide Web , ou simplesmente Web, é uma forma de acesso à informação sobre o meio da Internet. É um modelo de compartilhamento de informações que é construído em cima da Internet. A Web usa o protocolo HTTP, apenas uma das línguas faladas através da Internet, para transmitir dados. Serviços web, que usam HTTP para permitir que aplicativos se comuniquem a fim de trocar a lógica de negócio, usam a Web a compartilharem informações. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistema de Numeração O número é um conceito abstrato que representa a ideia de quantidade; portanto, é um conceito fundamental para a área de computação. Um sistema de numeração é o conjunto de símbolos utilizados para representar quantidades e as regras que definem a forma de representação. Um sistema de numeração é determinado fundamentalmente pela BASE, que indica a quantidade de símbolos e o valor de cada símbolo. • Decimal (base 10): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 • Binário (base 2): 0, 1 • Octal (base 8): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 • Hexadecimal (base 16): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F • Base B genérica: 0 a B - 1 Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistema de Numeração Em sistemas digitais, o sistema de numeração binário é o mais importante. Como usa apenas os símbolos 0 e 1, é mais fácil de ser representado por circuitos eletrônicos (presença ou não de tensão, chave aberta ou fechada, etc.). Os símbolos binários são denominados de Bits (Binary Digit). O conjunto de 8 bits é denominado de Byte. Para a representação de números binários grandes utilizamos os sistemas de numeração octal e hexadecimal. 1100 0000 0000 00002 = 1400008 = A00016 Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Conversão de bases Decimal para qualquer base Forma tradicional , nessa forma fazemos divisões sucessivas pela base que queremos e a escrita de modo inverso dos restos de cada divisão seja obtido. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Conversão Decimal Binário Ex : Converter o número 53(10) para binário base 2 Momento de Parar: quando o quociente é menor do que o valor da base Neste caso, o valor da base é “2” • Exemplo, converter 5310 para binário: 53 2 1 26 2 0 13 2 1 6 2 0 3 2 1 1 1101012 Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Conversão Decimal Octal Também utiliza-se o método das divisões sucessivas, só que agora a base é 8; Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Conversão Decimal Hexadecimal Também utiliza-se o método das divisões sucessivas, só que agora a base é 16; Por exemplo: 214(10) e 423(10) para base 16 Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Conversão Binário Decimal Como só existem dois números no sistema binário, teremos que trabalhar com Base 2, logo temos por exemplo: 1001(2) ---------------- ? (10) 1 0 0 1 2 0 2 1 2 2 2 3 Pesos 1x 23 0x 22 0x 21 1x 20 8 0 0 1 = 9 + + + 1001(2) ---------------- 9(10) + + + Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI A conversão de números hexadecimais para decimal, processa-se através de operações de multiplicação, vamos ver um exemplo: 1E2(16) ---------------- ? (10) 1 E 2 16 0 16 1 16 2 Pesos 1x 162 Ex 161 2x 160 256 224 2 = 482 + + 1E2(16) ---------------- 482(10) + + 14x 161 Conversão Hexadecimal Decimal Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • A principal vantagem do sistema octal é a transcrição de cada dígito octal para binário de 3 bits, sem a necessidade de cálculos: Conversão Octal Binário Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • Análogo à conversão Binário -> Octal, só que agrupando 4 dígitos ao invés de 3. Conversão Binário Hexadecimal Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Exercícios • Converta os números decimais abaixo para base binária. a)123(10) a)35(10) b)300(10) c) 25(10) d)173(10) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Exercícios • Converta osnúmeros decimais abaixo para base octal. a)123(10) a)35(10) b)300(10) c) 25(10) d)173(10) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Exercícios • Converta de binário para Hexadecimal. a) 10101101(2) b) 011100100011011(2) c) 1111110111110(2) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI O que é um SO? Um S.O é uma parte importante de quase todos os sistemas de computação. São programas que controlam todos os recursos do computador e fornecem a base para o desenvolvimento dos programas de aplicação. Tem como objetivo principal a eficácia para o usuário. (fácil para os usuários). Eficiência para os grandes sistemas, compartilhados e com multiusuários. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais • Sistema operacional é o software fundamental que controla o acesso a todos os recursos de hardware e software; • É um conjunto de programas que se encontra entre o software aplicativo e o hardware; • Possui as funções de manter os recursos do computador, estabelecer uma interface com o usuário e executar e oferecer recursos para softwares aplicativos; • O chamado software de sistemas abrange todos os programas relacionados com a coordenação operacional do computador; portanto, inclui o sistema operacional mas também inclui outros elementos; Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Kernel • O Kernel(núcleo) tem a função de gerenciar todos os recursos do computador; • O Kernel do sistema operacional é residente na memória e, quando necessário, chama do disco programas do sistema operacional não residentes; • Ainda que muitas de suas funções sejam ocultas, você terá de se comunicar diretamente com o sistema operacional para começar a usar um pacote de softwares aplicativos e executar várias tarefas de gerenciamento; • As duas formas básicas de interface com o usuário são a interface de linha de comando e a interface gráfica; • O sistema operacional MS-DOS e Linux e muitos outros sistemas operacionais de computadores de grande porte usam a interface de linha de comando. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Execução do S.O Embora possa ser executado imediatamente após a máquina ser ligada, a maioria dos computadores pessoais de hoje o executa através de outro programa armazenado em uma memória não-volátil ROM chamado BIOS num processo chamado "bootstrapping“. Após executar testes e iniciar os componentes da máquina (monitores, discos, etc), o BIOS procura pelo sistema operacional em alguma unidade de armazenamento, geralmente o Disco Rígido, e a partir daí, o sistema operacional "toma" o controle da máquina. O sistema operacional reveza sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando, controlando e orquestrando todo o processo computacional. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • Programa mais íntimo do hardware. • Alocador de recursos. • Programa de controle. O ponto de vista do sistema Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Componentes genéricos de um Sistema Operacional Hardware Recursos básicos (memórias, dispositivos de I/O, CPU); Sistema Operacional Controla e coordena o uso do hardware entre vários programas aplicativos e usuários; Programas aplicativos e de sistema Define como os recursos de hardware são empregados na solução de um problema(compiladores, jogos, banco de dados, interpretadores); Usuários Pessoas, máquinas, outros computadores, etc. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Tipos de Sistemas Operacionais Monoprogramáveis Monotarefas Multiprocessadores Multiprogramáveis Multitarefas Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Monoprogramáveis Os primeiros sistemas operacionais eram tipicamente voltados para a execução de um único programa (job). Qualquer outro programa, para ser executado, deveria aguardar o término do programa corrente. Os sistemas monoprogramáveis, como vieram a ser conhecidos, se caracterizam por permitir que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Monoprogramáveis Os sistemas monoprogramáveis são aqueles que dedicam todos os seus recursos a execução de uma única tarefa por vez; Caracterizado pela subutilização dos recursos de processamento e memória Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Monoprogramáveis Neste tipo de sistema, enquanto um programa aguarda por um evento, como a digitação de um dado, o processador permanece ocioso, sem realizar qualquer tipo de processamento. A memória é subtilizada caso o programa não a preencha totalmente, e os periféricos, como discos e impressoras, estão dedicados a um único usuário. Comparados a outros sistemas, os sistemas monoprogramáveis/monotarefa são de simples implementação, não existindo muita preocupação com problemas de proteção. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Multiprogramados - Multitarefas Permitem a execução de várias tarefas ao mesmo tempo. Enquanto uma tarefa aguarda uma ação do usuário, outra tarefa está em execução. Se várias tarefas importantes são executas ao mesmo tempo, o SO gerencia para que cada um tenha seu momento de acesso aos recursos Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Multiprogramados - Multitarefas • O aspecto importante do agendamento dos jobs é a capacidade de multiprogramar. Um único usuário não pode, em geral, manter tanto a CPU como os dispositivos de I/O ocupados durante todo o tempo. • A multiprogramação aumenta a utilização da CPU organizando os jobs de modo que a CPU tenha sempre um deles para executar. • O S.O. mantém vários jobs na memória simultaneamente. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Multiprogramados - Multitarefas Eles ainda podem ser classificados como multiusuários ou monousuários Usar seu computador pessoal em casa para editar um texto ou imprimir é monousuário, já no Terminal Services por exemplo, a interação é multiusuários. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Multiprogramados - Multitarefas Por exemplo, enquanto um programa espera por uma operação de leitura ou gravação em disco, outros programas podem estar sendo processados neste mesmo intervalo de tempo. Neste caso, podemos observar o compartilhamento de memória e do processador. Nos sistemas monoprogramáveis, apenas um único usuário pode interagir com o sistema, enquanto nos multiprogramáveis é permitido que mais de um usuário o utilize. A partir do número de usuários que interagem, podemos classificar como monousuário e multiusuário. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais Multiprogramados - Multitarefas Sistema operacionais multitarefas devem ter alguma forma de gerenciar estas tarefas... Sim, e eles podem ser separados em 4 tipos... Batch, de tempo compartilhado , de tempo real e de múltiplos processadores Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas BATCH • Os sistemas batch (lote) foram os primeiros sistemas multiprogramáveis a serem implementados e caracterizam-se por terem seus programas, quando submetidos, armazenados em disco ou fita, onde esperam paraser executados seqüencialmente. • O sistema operacional estava sempre residente na memória. • Alguns exemplos de aplicações processadas em batch são compilações, linkedições, backups e todas aquelas onde não é necessária a interação com o usuário. • Esses sistemas, quando bem projetados, podem ser bastante eficientes, devido a melhor utilização do processador. Entretanto, o tempo de resposta poderá ser longo. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas BATCH Processamento Processamento Processamento (a) (b) (c) fita de entrada fita de entrada cartões perfurados fita de saída relatórios fita de saída job 2 job n relatório 1 relatório 2 relatório n job 1 Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas de Tempo Compartilhado Permitem a execução de vários programas ao mesmo tempo, dividindo o tempo do processador em pequenos intervalos (time-slice). Quando o tempo do programa termina, ele é interrompido e é dada a vez para outro programa e aguarda outra oportunidade para continuar. Terminal Service (Terminal Burro) Ficaram conhecidos como sistemas online Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas de Tempo Real Frequentemente utilizados como um dispositivo de controle em uma aplicação dedicada tal como controlando experimentos científicos, sistemas médicos de imageamento, sistemas de controle industrial e alguns dispositivos de "display". Não existe idéia de fatia de tempo, um programa detém o processador o tempo que for necessário, ou até que apareça outro prioritário em função de sua importância no sistema. Esses sistemas, normalmente, estão presentes em controle de processos, como no monitoramento de refinarias de petróleo, controle de tráfego aéreo, de usinas termelétricas e nucleares, ou em qualquer aplicação onde o tempo de resposta é fator fundamental. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas de Tempo Real Similar ao sistema de tempo compartilhado, porém com diferença no tempo de processamento da aplicação. O tempo de processamento devem estar dentro de limites rígidos, e quebra-los pode causar problemas irreparáveis... Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas de Tempo Real A aplicação vai ser executada pelo tempo necessário ou até que uma aplicação mais importante apareça. O tempo e a importância são definidos pela aplicação. Exemplos: Tráfego aéreo Refinaria de petróleo Usina Nuclear Um caça F-16 tem embutido Sistemas de Tempo Real rígidos Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas de múltiplos processadores Os sistemas com múltiplos processadores caracterizam-se por possuir duas ou mais UCP’s interligadas, trabalhando em conjunto. Um fator-chave no desenvolvimento de sistemas operacionais com múltiplos processadores é a forma de comunicação entre as UCP’s e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de entrada e saída. Em função desses fatores, podemos classificar os sistemas em fortemente acoplados ou fracamente acoplados. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Windows 10 Windows 10 é a mais recente versão do sistema operacional da Microsoft. Multiplataforma, ele pode ser instalado em PCs e dispositivos móveis como smartphones e tablets. A versão liberada para computadores une a interface clássica do Windows 7 com o design renovado do Windows 8, criando um ambiente versátil capaz de se adaptar a telas de todos os tamanhos e perfeito para uso com teclado e mouse, como o tradicional desktop. Uma diferença importante começa em sua criação, pois pela primeira vez em sua história a Microsoft cria um sistema baseado em seu histórico de feedbacks nos seu fórum de suporte, lançando periodicamente technical previews e mudando o sistema de acordo com a opinião dos usuários em sua utilização, essa ideia foi importada da divisão Xbox one, que dirigida por Phill Spencer, adotou a ideia de uma estrutura de atualização mensal baseada exclusivamente em feedbacks de usuário, tornando a UI mais funcional e dinâmica, além das tradicionais otimizações de sistema. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Definição e Arquitetura WINDOWS 8.1 • Respostas as críticas • Botão iniciar • Melhora de características básicas • x86 (32 bits), x64. (tecnologia ARM exclusiva do Windows phone). WINDOWS 10 • Multi plataforma • Interface híbrida • Atualização por Feedbacks • x86 (32 bits), x64, ARM (tablets e Smartphones), Xbox One (híbrido cross-platform) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Windows 8.1 x Windows 10 • Menos privacidade • Programas instalados, favoritos do Edge, certificações e assinaturas. • Localização e Cookies • Programas 2° plano • Memória • Partição Doc X Partição Sistema • Integração sistema busca • UI hibrida • Melhor rendimento GPU (DirectX12) Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Grupo 3 Mac Os • O sistema operacional Macintosh da Apple(Mac Os) foi introduzido juntamente com o microcomputador Macintosh, em 1984; • Sua primeira GUI foi um sucesso de vendas e rapidamente ganhou reputação por ser amigável; • A GUI do Mac Os serviu de modelo para a maioria das interfaces gráficas desenvolvidas a partir disto; • O Mac Os X conta com aperfeiçoamentos no suporte para multimídia e multitarefa e possibilita compartilhar arquivos com sistemas Windows. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Mac OS OS X (pronuncia-se OS Ten) é um sistema operacional proprietário baseado no kernel Unix titulado XNU, desenvolvido, fabricado e vendido pela empresa americana Apple Inc., destinado exclusivamente aos computadores Mac e que combina a experiência adquirida com a tradicional GUI desenvolvida para as versões anteriores do Mac OS com um estável e comprovado núcleo. Versões: • Mac OS X v10.0 "Cheetah" • Mac OS X v10.1 "Puma" • Mac OS X v10.2 "Jaguar" • Mac OS X v10.3 "Panther" • Mac OS X v10.4 "Tiger" • Mac OS X v10.5 "Leopard" • Mac OS X v10.6 "Snow Leopard" • Mac OS X v10.7 "Lion" • Mac OS X v10.8 "Mountain Lion" • Mac OS X v10.9 "Mavericks" • Mac OS X v10.10 "Yosemite" Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI 92 Linux O Linux foi desenvolvido pelo programador finlandês Linus Torvalds. O seu código fonte está disponível sob a licença GPL para que qualquer pessoa o possa utilizar, estudar, modificar e distribuir livremente de acordo com os termos da licença. Inicialmente desenvolvido e utilizado por grupos de entusiastas em computadores pessoais, os sistemas operativos (português europeu) ou sistemas operacionais (português brasileiro) com núcleo Linux passaram a ter a colaboração de grandes empresas como IBM, Sun Microsystems, Hewlett-Packard (HP), Red Hat, Novell, Oracle, Google, Mandriva e Canonical. O núcleo Linux, conhecido por sua estabilidade e robustez, tem gradualmente caído no domínio popular, encontrando-se cada vez mais presente nos computadores de uso pessoal atuais. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI • É um sistema operacional semelhante ao UNIX; • Os usuários podem baixar o Linux gratuitamente, fazer qualquer alteração que desejarem e distribuir cópias de graça; • O Linux usa uma interface de linha de comando; • Muitos usuários instalamo Linux optando pela configuração de boot duplo(dual boot) com o Windows; • O Linux é extremamente estável e se o sistema operacional por ventura sofrer algum dano, reinstalar o Linux é uma tarefa muito mais simples do que reinstalar o Windows; • A maior desvantagem do Linux é a relativa escassez de aplicativos. Linux Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Vantagens do Linux Baixo custo: o Linux é baseado em software livre. Por isso, as empresas que distribuem o sistema não cobram pelo sistema em si, mas por serviços adicionais como suporte, treinamento, etc. Segurança: qualquer instalação ou alteração do sistema requer a autorização do “usuário root”, que é uma espécie de usuário especial do sistema. Com isso, dificilmente um vírus ou programa malicioso será instalado a não ser que você autorize, inserindo sua senha e nome de usuário. Linux Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Vantagens do Linux Estabilidade: raras vezes ele trava Suporte on-line: com o Linux, você tem suporte de um grande número de fóruns, busca online e vários sites dedicados sobre o assunto. Instalação centralizada de aplicativos: com qualquer distribuição Linux atual, você tem um local onde é possível procurar, adicionar ou remover softwares. Linux Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Desvantagem do Linux Escassez de aplicativos: o Windows ainda possui uma maior diversidade de programas (principalmente jogos). Porém, à medida que o Linux ganhar mais usuários esta desvantagens tenderá a desaparecer. Linux Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais para Rede Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Sistemas Operacionais para Redes: • São projetados para possibilitar que os computadores de uma rede compartilhem recursos como discos rígidos e impressoras; • Além do compartilhamento de recursos, ele suporta segurança de dados, diagnóstico e solução de problemas e controle administrativo; • O papel desse sistema é fazer com que os serviços desejados pareçam locais ao computador do cliente; • Partes do sistema operacional de rede(principalmente programas de acesso de arquivos e de gerenciamento)são executadas no computador servidor e outros componentes(como o software que autoriza solicitações ao servidor e mensagens a outros computadores)são executadas no computador do cliente(usuário). Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Os sistemas operacionais de rede Windows são projetados para interagir com os componentes dos clientes incluídos nos sistemas operacionais dos computadores de mesa Windows. A primeira geração foi o Windows NT Server. A família Windows 2000 Server é uma atualização do Windows NT e inclui as versões Windows 2000 Server, Windows 2000 Server Advanced e o Windows 2000 Datacenter Server. Atualmente a versão atual é o Windows Server 2012 r2 O Microsoft Windows Server 2012 é um sistema operacional destinado para servidores. É substituto do Windows Server 2008 R2. A versão Release Candidate foi lançado em junho, destinados a profissionais da área. Sua característica visual é muito parecida com a do Windows 8 com o mesmo estilo de menu. E uma das principais novidades é o suporte a computação em nuvem (cloud computing). Windows Server Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Existem várias distribuições que vêm com núcleo “Linux” e que possuem as mesmas funções, com pequenas alterações que se adaptam ao gosto do administrador de rede. Alguns preferem utilizar a distribuição “Ubuntu” por ser mais interativa e descomplicada. Outros preferem utilizar a distribuição “Slackware” que é mais complexa no início, porém possui uma estrutura extremamente simplória estável e segura. Outras distribuições populares estão listadas abaixo. •Fedora •BSD •Linux Mint •Mandriva •Xubuntu •openSUSE •Debian As distribuições são diferentes porém o propósito é o mesmo. Servir como base de soluções em servidores simples e com a máxima eficiência. Linux Server Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Máquinas Virtuais Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Máquinas Virtuais 102 É o nome dado a uma máquina, implementada através de software, que executa programas como um computador real, também chamado de processo de virtualização. Uma máquina virtual (Virtual Machine – VM) pode ser definida como “uma duplicata eficiente e isolada de uma máquina real” ou como uma cópia isolada de um sistema físico. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Máquinas Virtuais - Vantagens 103 Vasco Braga •Facilita o aperfeiçoamento e testes de novos sistemas operacionais. •Possibilita a comparação de vários sistemas operacionais utilizando o mesmo equipamento. •Executa diferentes sistemas operacionais sobre o mesmo hardware, simultaneamente. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Máquinas Virtuais - Vantagens 104 •Simula alterações e falhas no hardware para testes ou reconfiguração de um sistema operacional, provendo confiabilidade e escalabilidade para as aplicações. •Diminuição de custos com hardware. •Facilidades no gerenciamento, migração e replicação de computadores, aplicações ou sistemas operacionais. •Confiança e disponibilidade: A falha de um software não prejudica os demais serviços. Tópicos Avançados de Tecnologia da Informação - TATI Máquinas Virtuais Desvantagens 105 Vasco Braga Gerenciamento: Os ambientes virtuais necessitam ser, monitorados, configurados e salvos . Existem produtos que fornecem essas soluções, mas esse é o campo no qual estão os maiores investimentos na área de virtualização, justamente por se tratar de um dos maiores contratempos na implementação da virtualização. Desempenho: Atualmente, não existem métodos consolidados para medir o desempenho de ambientes virtualizados. No entanto, a introdução de uma camada extra de software entre o sistema operacional e o hardware, o VMM ou hypervisor, gera um custo de processamento superior ao que se teria sem a virtualização. Outro ponto importante de ressaltar é que não se sabe exatamente quantas máquinas virtuais podem ser executadas por processador, sem que haja o prejuízo da qualidade de serviço.
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