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Página 1 de 88 Apresentação Nos dias atuais, é muito importante conhecer e aplicar os conceitos tecnológicos, seja para resolução de problemas, otimizar processos ou trazer melhorias para indivíduos e organizações. Em um mundo globalizado, a necessidade de estar conectado com as tendências se faz necessária em diversas áreas da sociedade. Hoje em dia, o mercado da tecnologia já ganhou um grande espaço e a tendência natural é que ele cresça ainda mais. Por esse motivo, se faz necessário o aprendizado tecnológico, compreendendo a história, arquitetura, e sistemas computacionais. UNIDADE 1 - História dos Computadores Luis Fernando dos Santos Pires OBJETIVOS DA UNIDADE • Aprofundar a história dos computadores; • Compreender as invenções relevantes, arquiteturas e desempenhos a fim de dar embasamento técnico para os conteúdos posteriores. TÓPICOS DE ESTUDO Clique nos botões para saber mais Introdução à informática: história e evolução // Geração 0 – Pré História // Geração 1 – (1946-1959) // Geração 2 – a era dos transistores (1959-1965) // Geração 3 – circuitos integrados (1965-1975) // Geração 4 – processadores (1975-1991) // A Quinta Geração (1991-dias atuais) Características fundamentais do computador // Tipos de computadores // Componentes internos Conceitos de hardware e software // Componentes de hardware // Dispositivos de entrada e saída (E/S) // Barramentos // Memórias // Conceito de software // Classificações dos softwares Software de base e software aplicativo Sistemas operacionais // Classificação dos sistemas operacionais Peopleware Introdução à informática: história e evolução Podemos considerar o computador como organizar, localizar e armazenar dados e utilizamos atualmente é um computador foram digitais. Para simplificar a história conhecemos hoje, dividiremos o tempo e melhorados até chegarmos nas versões Como todo início, é importante conhecer iremos aprender a história da informática seguir nessa jornada rumo ao conhecimento A história da informática começou há ter uma visão plena e geral de todos os fontes de pesquisa, a fim de compreender hardware. Você vai conhecer, a partir modelo que conhecemos atualmente, além GERAÇÃO 0 - PRÉ-HISTÓRIA A história dos computadores é tão antiga pelas civilizações mais antigas da Terra. guardar dados, habilidade que já era evoluindo até os grandes sistemas computacionais A característica da Geração 0 é principalmente Esta necessidade foi a base para a construção computadores que conhecemos. Foram duas gerações foram a base para grandes // Ábaco, a primeira calculadora As formas primitivas de cálculos eram primeira calculadora da humanidade desenvolvida por contas dentro de um em que cada conta servia para contar dezenas e unidades. Embora ela seja muito simples, sua criação pelos povos da Mesopotâmia, mas constam civilizações, como a China e o Egito, dessa ferramenta e outras que foram aparecendo tempo. A necessidade do uso da matemática melhorias foram surgindo. Sem o grandes pirâmides do Egito, a muralha Contudo, o ábaco, apesar de essencial apenas depois de mais de 1.000 anos relevância na história da informática, o Introdução à informática: história e evolução como uma máquina programada que executa dados que foram determinados pelo usuário. O computador computador digital, mas nem sempre, ao longo da história dos computadores digitais até chegar tempo em cinco gerações. Cada geração contribuiu versões atuais. conhecer os princípios históricos da tecnologia. informática e o conceito de hardware e software, elementos conhecimento tecnológico. há muitos anos. É fundamental aprender esses os conceitos de tecnologia. Incentivamos o estudo compreender de forma plena os conceitos iniciais da informática de agora, os principais nomes e eventos que além dos principais elementos que compõem os antiga que podemos dizer que seu início foi há Terra. Tudo se inicia com a necessidade de encontrar era necessária à época. Com o passar do tempo, computacionais que temos nos dias de hoje. principalmente a busca por forma de calcular e formas construção de uma estrutura lógica que futuramente Foram séculos de evolução, com um princípio modesto. grandes descobertas da humanidade. eram eficientes para a época. A humanidade foi o ábaco, ferramenta um quadro de madeira e fios, contar e mostrar as centenas, criação data de 5.500 a.C. constam registros de outras Egito, que também faziam uso aparecendo com o passar do matemática era tão grande que ábaco, criações como as da China ou até mesmo as grandes cidades não essencial para os povos antigos, não evoluiu como anos é que surgiu algo novo para auxiliar nos o ábaco é considerado por muitos como o primeiro Página 2 de 88 executa as tarefas de processar, computador que conhecemos história, os computadores chegar no computador como o contribuiu com computadores novos Para tanto, nesta unidade elementos fundamentais para esses conteúdos iniciais para se estudo paralelo em diversas informática e a introdução ao que levaram a informática ao os computadores. mais de 7 mil anos, criada encontrar formas de calcular e tempo, estas técnicas foram formas de armazenar dados. futuramente daria origem aos modesto. Mesmo assim, estas não teriam saído do papel. como as demais tecnologias, e nos cálculos. Porém, por sua primeiro hardware. // A régua de cálculo Essa descoberta e criação se Renascimento, em 1638 d.C. Desenvolvida um padre inglês chamado William Oughtred, régua foi criada a partir de estudos logaritmos, um conceito que é resultado trabalho de outro nome importante, John Os cálculos eram feitos por meio deslizantes, as chamadas réguas logarítmicas. dúvida, um grande avanço na forma de compreendendo funções mais complexas. O mecanismo consiste em uma gama pré-calculados que facilitariam os cálculos fossem feitos. Foi amplamente utilizada substituída pelas calculadoras digitais. como a multiplicação, algo bastante difíci aproximados e não exatos. Apesar disso, séculos. Além do modelo reto que permitia operar quadrada e funções geométricas e aritméticas, descobertas, como o raio de circunferência, // Máquina de calcular de Pascal (Pascalina) A primeira calculadora mecânica, conhecida máquina de Pascal ou Pascalina, foi 1642 pelo matemático francês Blaise invenção tinha como finalidade realizar subtrações com engrenagens em intervalos máquina de Pascal representou um grande conceito de mecânica e foi a base para foram desenvolvidos nos séculos seguintes. Para explicar seu funcionamento, é que, até aquele momento, não existiam trabalhos mecânicos de relevância, calculadora de Pascal um projeto complexo. Para fazer adições, usava-se que viravam para a direita; para engrenagens viraram para a esquerda. ficavam armazenados nas engrenagens deu no Desenvolvida por Oughtred, essa estudos sobre resultado do John Napier. meio de guias logarítmicas. Sem de calcular, complexas. de números cálculos quando utilizada por engenheiros e matemáticos até a década digitais. Por meio dessa invenção, era possível fazer difícil na época. Quanto à precisão, a régua de disso, foi o método mais barato e mais relevante operar com vetores escalonados específicos, somas, aritméticas, também foi inventada a régua circular, circunferência, possibilitando contas mais complexas. (Pascalina) conhecida como a criada no ano de Blaise Pascal. A realizar somas e intervalos de 0 a 9. A grande avanço no para trabalhos que seguintes. preciso entender existiam grandes relevância, tornando a projeto engenhoso e se as engrenagens para subtrações, as esquerda. Os valores anteriores. Página 3 de 88 década de 70, quando foi fazer complicados cálculos, de cálculo apresenta valores relevante por mais de quatro somas, multiplicações, raiz circular, invenção que permitiu // Calculadora de Leibniz Em 1671, GottfriedLeibniz desenvolveu calculadora aprimorado, o qual contava permitia cálculos simultâneos a partir principal. Esta calculadora ficou conhecida universal, pois já operava com matemáticas. Leibniz baseou todo seu trabalho no trabalho objetivo era concluir o trabalho do inventor, realizar este aprimoramento, Leibni questões matemáticas, proporcionando mecânica e tornando seu invento um estudos também serviriam de referência matemáticos e engenheiros que viriam vimos até aqui, a busca por soluções matemáticas incentivo de inventores da Idade Média solucionar cálculos complexos, apelaram // Máquina de tear de Jacquard Em 1801, Joseph-Marie Jacquard desenvolveu tear com cartões perfurados, a partir desenvolvidos anteriormente por outros máquina de tear fazia era usar cartões corte programado, cortando os tecidos com Além dessa funcionalidade, ao invés complexos de tear, Jacquard criou um que a máquina mudasse o padrão economizando tempo e melhorando a qualidade Esse invento é considerado por muitos programável da história e seu conceito outros matemáticos a produzir experimentos // Máquina de tabular de Babbage No ano de 1822, um professor de Cambridge Babbage criou um mecanismo que ficou de tabular, que prometia fazer operações envolvendo trigonometria e logaritmos, Babbage, apesar de seus esforços, não ideia e, por isso, só conseguiu colocá tarde. Além disso, Babbage imaginou impressão, que imprimiria os resultados registradores. Em 1837, ele criou outra ousada para a época, usando cartões perfurados, de calcular até 50 casas decimais avançada e um avanço inimaginável desenvolveu um projeto de contava com um tambor que partir de uma manivela conhecida como calculadora as quatro operações trabalho de Pascal. Seu inventor, além de conseguir Leibniz solucionou grandes proporcionando assim uma evolução na um grande sucesso. Seus referência para as gerações de viriam posteriormente. Como matemáticas foi o grande Média que, a fim de apelaram à mecânica. desenvolveu uma máquina de partir dos conhecimentos já outros matemáticos. O que a perfurados com sistema de com mais precisão. invés de apresentar padrões um mecanismo que permitia a cada troca de cartão, qualidade dos trabalhos. muitos como a primeira máquina e mecanismo influenciaram experimentos e invenções. Cambridge chamado Charles ficou conhecido como máquina operações mais elaboradas, logaritmos, de forma simples. não tinha patrocínio para sua colocá-la em prática anos mais imaginou a primeira máquina de resultados dos cálculos contidos nos outra máquina, ainda mais perfurados, com capacidade – uma tecnologia muito para a época. Porém, mais Página 4 de 88 uma vez, ele demorou para pôr sua invenção era muito avançada. Babbage estava à referência para construção e nascimento // Máquina de Hollerith Em 1890, tivemos outra importante máquina: de Hollerith, também conhecida como revolucionou a contagem do senso dos contagem anterior do senso era terminava seus processos próximo ao contagem. Com essa nova máquina, o em 1/3, então trabalhava-se com cartões conceito de 0 e 1. Os agentes usavam perfurados no “sim” ou “não”, em resposta. Após a coleta, a máquina lia e gerava o resultado da contagem agilizando a apuração dos dados. // Colossus de Alan Turing Alan Turing, estudante de Cambridge escreveu um artigo que posteriormente construção do Colossus, feito em sigilo Equipamento usado pelos Aliados Guerra Mundial, era uma máquina gigantesca, os códigos criptografados “Enigma” Alemanha perdeu a Guerra. Ao decifrar inimigo antecipava os ataques, já que próximo alvo. Construído por volta computador Colossus decifrava códigos segunda versão no ano de 1944 foi decisivo, após sua primeira versão que, por sua mil caracteres por segundo. // Lorenz SZ 40/42 Outra máquina antiga utilizada nesse período, com a anterior, foi a Lorenz SZ 40/42. Adolf Hitler e seus generais na Segunda uma máquina criptografada de comunicação como forma de comunicação. A Lorenz SZ 40/42 operava em um circuito de encriptar mensagens e descriptar em primeira máquina raqueada da história, descobrir as mensagens de Hitler com computador utilizado para interceptar foi o britânico Colossus, de Alan Turing, invenção em prática, pois, além de faltar recursos à frente de seu tempo e, por isso, até hoje, nascimento de ideias. máquina: a máquina como tabuladora, que dos Estados Unidos. A tão demorada que ao novo período de o tempo foi reduzido cartões perfurados no usavam cartões que seriam vez de assinalar a os dados perfurados muito mais rápido, Cambridge e matemático, posteriormente auxiliaria na sigilo na Inglaterra. durante a Segunda gigantesca, que decifrou – foi assim que a decifrar os códigos, o sabia onde estaria o do ano de 1936, o códigos e o uso de sua decisivo, quase dez anos sua vez, processava 25 período, com uma relação estreita 40/42. Usada para comunicação de Segunda Guerra Mundial, tratava-se de comunicação que utilizava a telegrafia circuito de teletipo e tinha a função em sua origem. Provavelmente, foi história, pois os Aliados conseguiram com intercepção e decriptação. O e decodificar essas mensagens Turing, mencionado anteriormente. Página 5 de 88 recursos financeiros, a tecnologia hoje, graças a seus inventos, é // Harvard Mark I e II Uma das máquinas mais relevantes durante Mundial foi a Mark I ou ASCC Controlled Calculator), criada por Howard de Harvard em parceria com a IBM Machines). Pesava mais de cinco toneladas calculadora digital automática de larga América. Seu projeto inicial foi concebido seu uso se deu 14 anos depois. famoso Mark II, ou ARC (Aiken Relay Calculator segunda versão do projeto Mark, com a Howard Aiken e Grace Hopper, financiado Estados Unidos. O projeto era uma atualização concebido pela IBM e a Universidade Com mais de 25 toneladas, seu tempo muito superior se comparado à Mark segundos (8 Hz) para realizar uma adição para multiplicação. Além das funções foi possível trabalhar com funções trigonométricas, raiz quadrada, logaritmos GERAÇÃO 1 (1946-1959) Em meio à turbulência de guerras, o sobrevivência da humanidade. A Segund seriam base para os computadores atuais. A seguir, conheça os principais computadores naquele período. Compreender esse momento buscava-se soluções assertivas, já que conflitos. // As válvulas Toda a tecnologia nesse primeiro momento válvulas. As válvulas tinham tamanho interior existiam elétrons. Seu objetivo fechando circuitos. A operação do processamento binário analógica e o resultado era gravado em Posteriormente, essa tecnologia também magnéticas. O grande problema das aqueciam, queimavam e constantemente substituídas, tornando seu desempenho Outro grande problema das válvulas funcionassem, grandes volumes de energia casos, era desviada das cidades, gerando durante a Segunda Guerra (Automatic Sequence Howard Aiken, estudante (International Business toneladas e foi a primeira larga escala desenvolvida na concebido em 1930, porém depois. O emblemático e Aiken Relay Calculator), foi a a direção de seu criador financiado pela Marinha dos atualização do Mark I e foi Universidade de Harvard em 1947. tempo de processamento era Mark I, levando 0,125 adição e 0,750 segundos básicas, com a Mark II funções recíprocas e logaritmos e exponenciais. mundo entrou em um momento no qual a tecnologia Segunda Guerra Mundial foi marcada por invenções atuais. computadores dessa geração e sua importância para momento histórico se faz necessário, pois o que os cientistas perceberam que a tecnologia momento era baseada em de lâmpadas e em seu era trabalhar abrindo e binário era feita de forma em cartões perfurantes. também foi utilizada em fitas das válvulas era que constantemente precisavam ser desempenho muito baixo. válvulas era o grande consumo de energia; para energia eram direcionados para a máquina,energia gerando um grande desconforto para a população. Página 6 de 88 tecnologia era vital para a invenções que, futuramente, para o avanço tecnológico o contexto era complexo e tecnologia poderia ser decisiva nos para que os processamentos energia essa que, em muitos // O ENIAC – primeiro computador digital Em 1946, surge o mais famoso computador (Eletrical Numerical Integrator and Calculator primeiro computador digital, o ENIAC qualquer tipo de procedimento de dados. m de altura e 25 m de comprimento, pesava 70 mil resistores e 17.468 mil válvulas. sala de 9 m por 30 m, emitindo um calor por mais de 400 pessoas e a energia utilizada poderia fornecer energia para uma pequena período. Seu objetivo inicial era calcular mísseis na Segunda Guerra Mundial. // UNIVAC 1 Em 1951, o primeiro computador para apresentado ao público: o UNIVAC 1 Automatic Computer – Computador Universal). Esse projeto foi o primeiro empresas. Patrocinado pela RAND, que máquinas de barbear, os computadores disponíveis no meio militar e em universidades. início, foram fabricados 46 computadores Clientes como a Força Aérea Americana, Energia Atômica, General Electric, Metropolitan US Steel e DuPont o adquiriram na época. Além disso, esse modelo foi crucial par primeiro computador comercial bem-sucedido, ameaçando os computadores da IBM. // IBM 701/650 Em 1953, os computadores das séries marca no mundo dos computadores. UNISYS, seu sucessor, a IBM precisava para que seus computadores também pudessem Então, surge o IBM 701, que logo seria computadores venderam mais de 1.000 GERAÇÃO 2 - A ERA DOS TRANSITORES (1959 Essa geração de computadores usava transistores uma geração de curto período que teve evolução das linguagens de programação. computadores foram desenvolvidas. Os de armazenamento, como fita e disco, importância, pois conceitos de matemáticos proporcionando computadores de alto nível. utador digital computador da história: o ENIAC Eletrical Numerical Integrator and Calculator). Considerado o ENIAC podia ser utilizado para dados. Seu tamanho era de 5,5 pesava 30 toneladas, possuía válvulas. Foi instalado em uma calor de 200 kW. Era operado utilizada para sua utilização pequena cidade por um longo calcular trajetórias táticas de para uso comercial foi UNIVAC 1 (Universal Computador Automático primeiro que atendeu às que trabalhava com computadores só eram universidades. No computadores UNIVAC. Americana, Comissão de Metropolitan Life, época. para a previsão das eleições americanas de 1952. sucedido, com design futurista e uma central séries 700 e 650 da IBM deixaram sua Com o sucesso do UNIVAC e do precisava de uma resposta rápida e eficiente pudessem ser relevantes no mercado. seria substituído pelo IBM 650. Esses 1.000 unidades no primeiro ano. A ERA DOS TRANSITORES (1959-1965) transistores em vez de tubos de vácuo, que teve seu maior foco na diminuição do tamanho programação. Durante essa geração, mais de 100 linguagens Os computadores tinham memória e sistemas operacionais, que também eram usadas para impressão. Foi matemáticos foram aplicados combinados com nível. Página 7 de 88 1952. O UNIVAC se tornou o separada para o operador, eram mais confiáveis. Foi tamanho dos computadores e na linguagens de programação de operacionais, além de mídia Foi uma geração de extrema com conceitos eletrônicos, // Os transistores O transistor de silício foi uma das grandes Laboratories e criado por John Bardeen substituir as grandes válvulas, e sua arquitetura circuitos. A criação de uma rede desses posteriormente. Os transistores foram aqueciam menos e duravam muito mais. EXEMPLIFICANDO Fazendo uma analogia simples, imagine tão relevante, porém, quando há uma decisões e processar informações. O implementação dos transistores em um // TRADIC, o primeiro computador transistorizado Criado pela Bell Laboratories, em computador totalmente transistorizado. Americana utilizar no sistema de radar menos de 100 W de potência e era antecessores de tubo de vácuo. Consid foi, sem dúvidas, um grande marco para transistores nesse projeto foi de Jean modelos dessa máquina, todos utilizados • TRADIC Phase One – computador • TRADIC Flyable – sistema de bombardeio • LEPRECHAUN – computador criado em dispositivos. // Harwell CADET Apesar do TRADIC carregar o título computador transistorizado do mundo, projeto do CADET (Transistor Electronic Digital Automatic Computer), apresentado três Harwell CADET é considerado o primeiro que utiliza transistores da Europa e funcionamento aconteceu em fevereiro constante bateu o recorde para um funcionando ininterruptamente por 80 das máquinas mais relevantes da Inglaterra, vários processos matemáticos simultâne se aposentou quatro anos após o início grandes invenções no campo da eletrônica. Concebido Bardeen e Walter Houser Brattain em 1947, o transistor arquitetura permitia controlar uma corrente elétrica, desses equipamentos foi fundamental para os foram mais eficientes do que as válvulas, pois eram mais. imagine o transistor como um neurônio; sozinho, ele uma rede de neurônios, podemos criar um pensamento O conceito, apesar de simples, é o mesmo sistema computacional. / TRADIC, o primeiro computador transistorizado em 1955, o TRADIC foi o primeiro transistorizado. Concebido para a Força Aérea radar a bordo, essa máquina operava com era muito mais confiável que seus Considerando tal evolução, esse computador para aquele período. A ideia de aplicar os Jean Howard Felke e existiram vários utilizados pelos militares americanos. computador criado para o radar a bordo; bombardeio e navegação de aeronaves; criado para explorar novas capacidades título de primeiro mundo, o pioneiro foi o Transistor Electronic Digital três anos antes. O primeiro computador o início de seu fevereiro de 1955. Seu uso um computador, 80 horas. Foi uma Inglaterra, operando simultâneos. O CADET de sua operação. Página 8 de 88 Concebido pela empresa Bell nsistor foi responsável por elétrica, abrindo e fechando os computadores que viriam eram menores, mais baratos, ele não tem condição de ser pensamento analítico, tomar mesmo que foi utilizado na // IBM 7090/7094 O IBM 7094 foi o computador de maior Geração 2, criado pela IBM em 1962. Pesava 850 kg e ultrapassou as 10 mil unidades Esse computador já trabalhava com como Fortran e COBOL, e foi computadores da IBM que começou a dispositivos de entrada e saída acoplados direto à memória. Antes dele, foi modelo completamente transistorizado, // Lei de Moore Em 1965, Gordon Moore estabeleceu uma lei afirmava que número de transistores GERAÇÃO 3 - CIRCUITOS INTEGRADOS A programação dos computadores da para um problema específico. As linguagens linguagem humana. As operações de completar 1.280.000 adições por segundo. tecnologia se tornou acessível a todos máquinas com valores módicos e tamanho que cabem em cima de uma mesa para por segundo. Essa melhoria se deu com transformando em sistemas operacionais, trabalhar com uma maior quantidade de // Os circuitos integrados Com a invenção do circuito integrado confiáveis e capazes de executar muitos evoluíram de SSI (integração em pequena grande escala) e VLSI (integração em componentes que o integrado contém. CONTEXTUALIZANDO A ideia de acoplar os transistores já britânico que trabalhava no Ministério já havia pensado no uso dos circuitos integr Jack Kilby e Robert Noyce, que trabalharam prêmio Nobel de Física por sua invenção, não conseguia. maior sucesso da Pesava apenas unidades vendidas. com linguagens a linha de trabalhar com acoplados e acesso criado outro transistorizado, o IBM 1401. uma lei que se tornou uma regra para a evolução transistores dos chips dobraria a cada 18 meses, mantendo CIRCUITOS INTEGRADOS (1965-1975) Geração 3 foi facilitada pelo aparecimento linguagens são de natureza universal e assemelhamcálculos eram realizadas em bilionésimos segundo. Houve, então, a chamada revolução das máquinas devido aos processadores, ainda menores, permitindo tamanho reduzido, dando origem aos microcomputadores para uso pessoal e apresentam uma rapidez que com a junção dos softwares, que também foram operacionais, facilitando o uso dos computadores e promovendo de dados. ito integrado, os computadores tornaram-se menores, muitos programas diferentes ao mesmo tempo. pequena escala) para MSI (integração em média es em escala muito grande). Essa classificação é existentes em um único circuito foi de Geoffrey da Defesa daquele país. Ainda na época das integrados. Porém, os cientistas que assinaram trabalharam de forma independente um do outro. invenção, porém era o chip de Noyce que resolvia Página 9 de 88 evolução dos computadores. A mantendo o custo. aparecimento de linguagens orientadas assemelham-se, cada vez mais, à de segundos, chegando a revolução das máquinas. Essa permitindo a construção de microcomputadores e processadores que executa bilhões de dados foram sofrendo melhorias, se promovendo condições para menores, mais poderosos, mais As técnicas de integração escala), LSI (integração em baseada na quantidade de Geoffrey Dummer, cientista das válvulas (1952), Geoffrey assinaram a criação em 1958 foram outro. Kilby chegou a receber o problemas que o de Kilby // Altair 8800 Naquele momento da história, os computadores ainda não existiam, pois não se via sentido obter uma máquina. Mesmo assim, pensando IBM desenvolveu um computador portátil, pudessem adquirir e transportar a máquina então que surgiu o Altair 8800, máquina volume de processamentos e memória compatível com as linguagens de máquina grande desempenho, se comparada aos teve um papel fundamental para a história apenas por ser o primeiro computador de porque foi utilizando esta máquina que tempo, como Apple e Microsoft, iniciaram GERAÇÃO 4 - PROCESSADORES (1975 A Geração 4 tem seu início com o surgimento do primeiro grande divisor de águas, tornando os computadores complexos. Em 1980, nasceu o MS-DOS e, em para personal computer) para uso doméstico computador Macintosh com sua interface operacional Windows. O surgimento dos softwares abertos e de computadores para que fossem acessíveis computadores pessoais contribuiu para tornaram indispensáveis em todas as áreas EXEMPLIFICANDO Os dispositivos móveis, como os notebooks, importância desse desenvolvimento e da A QUINTA GERAÇÃO (1991 - DIAS ATUAIS) A Quinta Geração está diretamente relacionada que trouxeram um novo olhar para a tecnologia, Todos esses avanços foram possíveis armazenamento e o surgimento do armazenamento data, computação quântica, cybersecurity, internet of things tendem a se popularizar. Com isso, a tecnologia tem quebrado conectividade, aproximando as pessoas conhecimento ou cultura. computadores de uso pessoal sentido em uma pessoa comum pensando em praticidade, a portátil, para que as empresas máquina de maneira fácil. Foi máquina capaz de um grande memória de 256 bytes, totalmente máquina da época e com um aos seus antecessores. O Altair história dos computadores, não de uso pessoal, mas também e grandes empresas de nosso iniciaram suas pesquisas. PROCESSADORES (1975-1991) surgimento do primeiro microprocessador computadores mais rápidos e possibilitando a 1981, a IBM introduziu o computador pessoal doméstico e de escritório. Três anos depois interface baseada em ícones; os anos 80 e de uma variedade de sistemas operacionais permitiu acessíveis a todos. O conhecimento adquirido com para o desenvolvimento de uma variedade de novos dispositivos áreas da vida de seus usuários. notebooks, celulares e tablets são os itens que da evolução tecnológica. DIAS ATUAIS) relacionada a conceitos da computação quântica tecnologia, trabalhando de forma prática, dinâmica pelo desenvolvimento da internet de alta v armazenamento em nuvem. Conceitos como cybersecurity, internet of things (IOT) etc, surgem com quebrado barreiras e os conceitos de mobilidade, pessoas cada vez mais, independentemente Página 10 de 88 microprocessador, tecnologia que foi um a entrada de sistemas mais computador pessoal (PC, sigla do inglês depois, a Apple lançou o 90 nos deram o sistema permitiu a popularização dos com o desenvolvimento dos novos dispositivos, que se que melhor exemplificam a quântica e a inteligência artificial, dinâmica e inteligente. velocidade, das mídias de como inteligência artificial, big com força nesse momento e mobilidade, processamento e de da localização, nível de Características fundamentais do computador Os computadores são máquinas capazes organizados com partes interdependentes Basicamente, um computador é conjunto determinado trabalho em grande velocidade Seu esquema arquitetônico sempre trabalhará informação de forma organizada e ordenada operação. Os dados são gerados, processados e, a trabalhamos com alguns dispositivos: • Dispositivos que permitem a entrada • Dispositivos para armazenar esses armazenamento); • Dispositivos que trabalham para processar • Dispositivos que têm a capacidade O conjunto de dispositivos elétricos e saída também estão inclusos em sua processadores, placas de circuito impresso, A seguir, vamos conhecer os principais TIPOS DE COMPUTADORES Atualmente, contamos com diversos desempenhando uma enorme gama classificados da seguinte forma: // Mainframes Computadores antigos das gerações anteriores // Supercomputadores Nessa categoria, estão os principais datacenters os principais está o DWave2x, o primeiro Google. Os supercomputadores estão calculando, processando informações de observadores // Minicomputadores (servidores) computador capazes de processar diversos dados para realizar interdependentes que realizam tarefas específicas a fim conjunto de dispositivos eletrônicos interligados que velocidade quando orientado por um programa. trabalhará para resolver um dilema simples: a transformação ordenada. O Diagrama a seguir exemplifica, a partir dali, as informações são geradas. Para entrada ou inserção de dados (dispositivos de entrada); esses dispositivos de forma temporária ou permanente processar esses dados e transformá-los em informações capacidade de retirar esses dados das máquinas (dispositivos eletrônicos engloba a CPU, e as memórias e composição. Esses componentes são formados impresso, cabos, fontes de alimentação, memórias, principais dispositivos que compõem um computador. tipos de computadores, cada um realizando de funções. Os tipos de computadores anteriores à invenção dos processadores. datacenters espalhados pelo mundo e os computadores primeiro computador quântico, um projeto fruto da calculando, de forma incrível, as rotas de asteroides observadores do mundo todo. Página 11 de 88 realizar suas funções. São fim de cumprir um objetivo. que conseguem executar um transformação de dados em exemplifica, de forma simples, essa Para realizar esses processos, entrada); permanente (dispositivos de informações ou ações (CPU); (dispositivos de saída). e dispositivos de entrada e formados por objetos tangíveis: memórias, monitores, teclados etc. realizando funções específicas e que trabalharemos estão computadores quânticos. Dentre da parceria da NASA e do asteroides e armazenando e São os computadores de porte intermediário, tipos de servidores existentes são: Microcomputadores Computadores de uso pessoal. São os desktops Gadgets Atrelados aos computadores de uso pessoal, equipamentos como: celulares, tablets, // Componentes básicos Conhecer os computadores e entender as formas de melhorar seu funcionamento, // Monitor intermediário, encontrados em empresas e controlam desktops e notebooks que estamos acostumados pessoal, existe a categoria de equipamentos de reprodutores de música, relógios,TVs etc. seus componentes ajuda a compreender o funcionamento funcionamento, caso seja necessário expandir suas capacidades Página 12 de 88 controlam serviços. Os principais acostumados a usar no dia a dia. uso pessoal cotidiano. São funcionamento da máquina e capacidades ou atualizá-la. Dispositivo eletrônico responsável por diversos formatos: Monitor CRT (tubo) Tecnologia antiga de monitores. Foi muito que atuam no material fosforescente que Monitor LCD O monitor LCD (liquid crystal display Nele, a tela é composta por cristais que padrão de cores RGB. Monitor LED Esse monitor não funciona através de diode) que têm cores primárias, fazendo imagem mais pura e nítida. Permite que não esteja iluminado. Monitor de plasma Esse monitor trabalha a partir de uma fluorescentes, emitindo luz colorida quando COMPONENTES INTERNOS As placas são essenciais para o funcionamento placas de rede, a placa de som e a placa // Placa de rede A placa de rede tem um trabalho responsável por transmitir e receber enviamos entre nossos computadores Toda comunicação é controlada por essa chamada de adaptador de rede. Deve-se ter cuidado na escolha da placa diferencia um equipamento do barramento, taxa de transmissão e transmissão. Os notebooks têm placas diferentes Pode ser onboard ou offboard. Da mesma se ela suporta e/ou encaixa em nosso sempre atendendo aos requisitos da taxa EXEMPLIFICANDO Como exemplo de taxa de transmissão, placas Token Ring de 4 Mbps e 16 Mbps. // Placa de som por apresentar interfaces e programas ao usuário. muito popular na década de 80 e 90, composto que a reveste, formando, assim, as imagens. liquid crystal display), ou monitor de cristal líquido, é um tipo mais que são polarizados para gerar as cores. Um monitor de lâmpadas na imagem, mas sim por pequenos fazendo com que a filtragem da tela fique melhor, que a TV continue mantendo contraste e brilho, uma cápsula com gases nobres que agem como quando ionizados pelo campo elétrico. funcionamento pleno de um computador. Dentre placa de vídeo. fundamental, é a receber os dados que computadores através da rede. essa placa, também aca de rede, pois ela outro, com o e até cabos de diferentes dos PCs. mesma forma que devemos observar os demais itens, nosso equipamento. Os cabos são geralmente de taxa de transferência entre a placa e o melhor cabo transmissão, temos placas Ethernet 10 Mbps, 100 Mbps. Página 13 de 88 usuário. Pode ser encontrado em composto por um feixe de elétrons mais moderno de monitor. monitor sempre funciona no pequenos LEDs (light emitting melhor, oferecendo, assim, uma brilho, mesmo que o ambiente como microscópicas lâmpadas Dentre elas, as principais são a itens, é importante verificar de par trançado ou coaxial, cabo a ser usado. Mbps ou 1.000 Mbps; e A placa de som tem a função de reproduzir equipamentos de som e o computador. digital e do digital para o analógico sonoridade reproduzida com o máximo // Placa de gráfica A placa de gráfica é responsável gráfica do computador, conectando os ao computador e permitindo a configuração resoluções da tela. A placa gráfica tem enviar sinais em bytes para o monitor. forma, podemos ver as imagens reproduzidas. Quanto à qualidade das imagens, depende de placa gráfica que está instalada no computador. A placa de vídeo normalmente possui memoria bytes também influencia na capacidade EXEMPLIFICANDO Lembra daqueles monitores que tinham esses, é preciso apenas um byte de pixel bytes são necessários para a placa de vídeo um byte para cada pixel de cor. As placas mais conhecidas são as da marca Processing Unit, um tipo de processador vídeo no mercado que já vêm embutidas // Placa-mãe As placas-mãe são desenvolvidas de forma computador. Para isso, elas oferecem conexões dispositivos de entrada e saída, entre outros. A placa-mãe é a responsável por todo que todos os componentes são instalados. os slots onde podemos conectar outros rede, memória, drive de CD, drive de ligação. Também temos as pontes de barramentos computadores mais antigos também – Conhecidos como controladores do sistema, placa-mãe. São esses controladores chamados PCI-ISA, responsáveis por fazer interligação ser responsável pelo controlador de interrupções, // Fonte de alimentação reproduzir o som. É ela que faz o recebimento e computador. Nesse processo, ela executa a conversão analógico (AD/DA). Esse processo é importante, máximo de qualidade para a gravação, audição e edição. pela parte os monitores configuração de a função de monitor. Dessa reproduzidas. depende do tipo computador. memoria própria e sua capacidade é medida em bytes capacidade de gerenciamento das cores que será mostrada tinham apenas duas cores, preto e branco ou verde- pixel. Hoje, o padrão utilizado é 256 cores (tabela vídeo processar todas as cores. Ela precisa ter marca AMD e NVIDIA, que fabricam o chip processador que gera gráficos, principalmente imagens embutidas em placas-mãe, são as conhecidas como onboard forma que seja possível conectar todos os dispositivos conexões para o processador, para a memória outros. o processo elétrico para que os componentes instalados. Temos todos os circuitos elétricos, ros periféricos utilizados na construção do computador, de DVD, placa de som, placa de vídeo, cabos barramentos local –PCI. A ponte de barramento loca – para aqueles que lembram, é o controlador sistema, os controladores de periféricos também chamados periféricos que, integrados, têm a importante interligação dos periféricos básicos e externos ligados interrupções, relógio de tempo real e a memória Página 14 de 88 e envio dos dados entre os do som analógico para o porque, assim, teremos a dição. medida em bytes. Esse número de mostrada na tela. -claro e verde-escuro? Para (tabela RGB). Imagine quantos ter oito bytes, o que significa chip gráfico (GPU – Graphics imagens 3D). Existem placas de onboard. dispositivos que compõem o memória RAM, para o HD, para os componentes possam funcionar. É nela dispositivos eletrônicos e computador, como placa de cabos variados e plugues de local -AGS serve para os controlador de memória cache L2. também têm importante função na importante função de ponte ligados à placa-mãe. Além de memória de configuração. Página 15 de 88 Componente responsável por enviar energia aos principais os dispositivos internos do computador. A fonte é composta por circuitos elétricos, fios condutores e uma ventoinha que tem como função manter a temperatura do computador estabilizada. A maioria das fontes já trabalha no sistema bivolt (110/220 V). Esse componente gera valores que variam entre 12, 5 e 3,3 V. Por fim, alimenta de forma ordenada componentes como: placa- mãe, HD, leitor de CD, disquete etc. // Leitor de CD/DVD O leitor de CD/DVD é o dispositivo eletrônico que permite leitura, reprodução e gravação de mídias ópticas (CDs e DVDs). // Disco rígido (HD – hard disk) O disco rígido é o responsável para guardar a memória que não se apaga. Os dados ficam guardados nele e, sempre que ligamos o computador, temos nossos arquivos guardados e seguros para continuar trabalhando com eles. É nele também que ficam armazenados os softwares, aplicativos e pastas do computador – tudo o que for preciso manter guardado e “seguro”. // Modelos e configurações de HDs • SATA O SATA (Serial AT Attachment) surgiu para substituir os HDs do tipo ATA. No ano de 2009, a versão 3.0 foi lançada. O SATA III surgiu com o dobro de capacidade da versão 2.0. A versão 3.0 possui uma taxa de transmissão de até 600 MB/s. A capacidade dos HDs SATAS, atualmente, varia de 500 GB a 10 TB • SATA O SATA (Serial AT Attachment) surgiu para substituir os HDs do tipo ATA. No ano de 2009, a versão 3.0 foi lançada. O SATA III surgiu com o dobro de capacidade da versão 2.0. A versão 3.0 possui uma taxa de transmissão de até 600 MB/s.A capacidade dos HDs SATAS, atualmente, varia de 500 GB a 10 TB. • SCSI A SCSI (Small Computer System Inferface) possui uma organização de hardware similar ao SATA, porém possuía como diferencial taxas de transferências muito mais altas. O seu alto custo impediu a sua popularização, sendo utilizado basicamente por empresas. • SAS O SAS (Serial Attached SCSI) surgiu como sucessor da SCSI para ambientes que requerem altíssimo desempenho. Com rotações de até 15.000 rpm, é muito utilizado em servidores de empresas. Os HDs do tipo SAS são muito mais caros que os do tipo SATA. Os custos dessas integradas é bem menor, mas é aconselhável que seja utilizado apenas em computadores que executem atividades básicas, pois podem atrapalhar no seu desempenho. // Mouse O mouse é o dispositivo eletrônico que auxilia nos comandos do computador. Seu clique esquerdo executa arquivos pastas e programas, enquanto o clique direito verifica as propriedades do arquivo, pasta ou programa. Ainda existe a barra de rolagem que permite subir ou descer uma página. Periférico com a função de navegar pelas páginas da internet, acionar aplicativos e facilitar o acesso a todas as funções do computador, o mouse também é um equipamento que pode ser instalado por bluetooth, PS2, cabo USB ou sem fio USB. Muitos não sabem, mas podemos configurar o mouse da forma que melhor se adapte Página 16 de 88 ao nosso uso diário: você deve acessar as configurações do seu computador, localizar “mouse” e ver as configurações disponíveis para melhor atender as suas necessidades. DICA Observe sempre qual o sistema operacional, pois embora todas as máquinas possuam a função de configuração do mouse, o acesso pode variar. // Teclado O teclado é um dispositivo eletrônico que auxilia nos comandos e digitação do computador. Existem diversos tipos disponíveis no mercado, como: • Teclado em braille; • Teclado especial para jogos; • Teclado dobrável; • Teclado multimídia; • Teclado ergométrico O periférico pode ser instalado por cabo USB, PS2 ou bluetooth. Outra coisa importante no teclado é a sua configuração. Quando compramos um computador, nem sempre o teclado vem configurado de forma padrão para as normas ABNT, já que ele tem padrões de escrita diferente para cada país. Aqui, temos que usar o padrão ABNT PTB2, porque nesse padrão, as teclas estarão de acordo com a nossa forma de escrever (digitar). Teremos, por exemplo, a tecla Ç. Desse modo, podemos ter o teclado configurado para que o sistema reconheça o posicionamento de todas as teclas pelo nosso padrão. // Caixas de som Todo computador tem caixas de som embutidas, para reproduzir o som, mas esses alto-falantes não são muito altos. É possível ouvir o som de uma música ou um filme enquanto você estiver próximo ao computador. Caso você esteja em um ambiente maior, com várias pessoas, será necessário um equipamento mais potente. Nesse caso, precisamos de um auxiliar para essa função, ou seja, uma ajuda extra para ampliar mais o som e, assim, todos poderão ouvir o que será reproduzido. Conceitos de hardware e software Hardware é toda a parte física da máquina, ou seja, são as partes que podemos tocar fisicamente. Podemos reconhecer alguns componentes de hardware facilmente, pois são aqueles com os quais estamos em contato: gabinete, monitor, teclado, mouse, impressoras, mídias de gravação, leitores ópticos etc. Há partes que são mais difíceis de reconhecer, porque estão na parte de dentro do gabinete ou em alguma outra parte não acessível: unidade de disco rígido, placa-mãe, placa de vídeo, memória, processador e outros. COMPONENTES DE HARDWARE A maioria dos computadores digitais que conhecemos e utilizamos tem a sua arquitetura baseada no modelo de Von Neumann. Nesse modelo, o sistema de um computador digital é composto por três unidades básicas funcionais: 1. Unidade de memória; 2. Unidade central de processamento (CPU); 3. Dispositivos de entrada e saída. Essas três unidades básicas são interligadas responsável por definir como serão utilizadas • Recebem informações através de • Processam as informações recebidas • Processam as informações recebidas armazenados na unidade de memória; • Os resultados são enviados para os DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SAÍDA Os dispositivos de entrada e saída permitem dos dispositivos de entrada, o usuário dispositivos de saída, o computador retorna usuário. // Dispositivos de entrada Os dispositivos de entrada são todos computador. Esses diferentes dispositivos computador possa interpretá-los e traduzi teclado, mouse, webcam, leitores ópticos, // Dispositivos de saída Os dispositivos de saída são todos os componentes foram processados na unidade central gráficos, tabelas, sons, imagens, vídeos compreensível para todas as pessoas. projetor de vídeo, fones de ouvido, impressoras // Dispositivos mistos Os dispositivos mistos têm a capacidade categoria são os dispositivos de armazenamento, interligadas por barramentos e vias de comunicação, utilizadas as informações estabelecidas pelo usuário: unidades de entrada; recebidas na unidade central de processamento (CPU); recebidas de acordo com as instruções recebidas do memória; os dispositivos de saída. SAÍDA (E/S) permitem a interação entre o usuário e a máquina usuário coloca as suas informações para serem retorna os resultados em uma linguagem acessível todos os componentes utilizados para inserir dispositivos coletam e transportam os dados do mundo traduzi-los para a linguagem binária. Exemplos ópticos, mesa digitalizadora, scanners, câmeras fotográficas, componentes utilizados para reproduzir as informações central de processamento (CPU). Esses dados podem vídeos etc. Eles convertem os dados do formato pessoas. Exemplos desta categoria são: caixas de impressoras 3D etc. capacidade de enviar ou receber dados de forma simultânea. armazenamento, como pendrive e cartões SD. Página 17 de 88 comunicação, e esse conjunto será o usuário: (CPU); do programa em que estão máquina e vice-versa. Através processadas. Através dos acessível ao entendimento do ou enviar dados para o mundo externo para que o Exemplos desta categoria são os: fotográficas, microfone etc. informações e resultados que podem ser números, textos, formato binário para um formato som, impressora, plotter, simultânea. Exemplos desta Página 18 de 88 BARRAMENTOS Barramentos são as vias de comunicação, que podem ser trilhas de circuitos impressos e fios. Por eles, trafegam os sinais digitais representados por dígitos binários (0 ou 1). É por meio desses barramentos que todos os componentes do computador se comunicam entre eles e com os periféricos externos. Os barramentos têm como objetivo diminuir o número de vias necessárias para a comunicação dos diversos componentes do computador em um único canal de dados. MEMÓRIAS Memórias são dispositivos do computador onde são armazenados os programas, os dados e as informações. Elas são formadas por minúsculos interruptores eletrônicos. Assim, cada interruptor suporta dois estados: aberto ou fechado. Podemos pensar nesses estados como 0 e 1, em vez de aberto e fechado. Então, um único interruptor pode ser usado para representar dois números: zero e um, conhecido como um dígito ou bit binário. A unidade de memória consiste em milhões desses bits. Para fazer memórias mais gerenciáveis, os bits são organizados em grupos de oito bits, chamados bytes. Esses bytes vão sendo utilizados em uma sequência ordenada. Cada sequência é identificada e determinará o endereço da memória utilizado. Esse é um modelo de memória endereçável por byte. // Tipos de memórias Podemos classificar as memórias em dois tipos simples: Memória volátil São aquelas memórias que, para manter as informações armazenadas, precisam estar alimentadas continuamente com energia. Quando o fornecimento de energia é interrompido, perdem-se as informações armazenadas.Exemplo: memória RAM. Memória não volátil São as memórias que não precisam estar alimentadas com energia para guardar as informações. Mesmo com o equipamento desligado, elas mantêm as informações armazenadas. Exemplos: ROM, PROM, EPROM, HD e Flash. No sistema de um computador digital, podemos encontrar vários tipos dessas memórias e elas são classificadas de acordo com as funções que executam. // Memória principal ou primária A memória principal pode ser dos seguintes tipos: Memória RAM É aquela que armazena instruções e dados "volátil", ou seja, o seu conteúdo é acessível memória RAM não está mais disponível Memória ROM ou Read Only Memory É um tipo especial de memória. A memória permanece fixo. Em um computador, ele // Memória cache Essa memória tem a função de duplicar rápido. Esse pequeno módulo de memória utilizadas recentemente ou com mais frequência. Quando o processador solicita os dados repassados direto para o processador. recupera-os da memória principal, e esse de dados na memória cache, melhor é o Podemos encontrar exemplos de memória • Cache de Nível 1 – embutida no • Cache de Nível 2 – em um chip • Cache de Nível 3 – na placa-mãe. // Memória virtual A memória virtual é um recurso gerenciado principal do sistema atinge o limite da condição, o processador passa a utilizar RAM. Utilizando esse recurso, mesmo executado, porém, com uma velocidade acesso ao disco rígido. // Memória secundária As memórias que vimos até o momento funcionamento básico e primário da CPU. Já as memórias secundárias não são dados dos programas que estão sendo usados acessível somente enquanto o computador estiver disponível quando o computador estiver desligado. Memória ROM ou Read Only Memory memória ROM só pode ser lida com o computador ele armazena a BIOS. duplicar parte dos dados da memória principal em memória opera em alta velocidade e armazena frequência. dados da memória, se esses dados estiverem Se os dados não estiverem na memória cache, esse processo requer um tempo maior de resposta. o desempenho do sistema. memória cache em vários níveis no sistema: no processador; chip separado, acoplada ao processador; mãe. gerenciado pelo sistema operacional quando da sua capacidade de armazenamento. Quando utilizar o HD para gravar os dados que seriam mesmo que a memória RAM esteja completamente velocidade e tempo de respostas menores, devido às limitações momento são chamadas de memórias primárias, CPU. As Memórias primárias, em sua maioria, voláteis, são permanentes e utilizadas para Página 19 de 88 usados pelo processador. Ela é estiver ligado. O conteúdo da computador ligado e seu conteúdo um módulo menor e mais armazena os dados e as instruções na memória cache, serão cache, a unidade de controle resposta. Quanto mais presença a capacidade da memória Quando o sistema detecta essa armazenados na memória completamente ocupada, o programa será limitações de velocidade de porque são usadas para o são voláteis e temporárias. dar um suporte a mais ao Página 20 de 88 sistema, ampliando sua capacidade de armazenamento. Por isso, são também denominadas memórias auxiliares. O objetivo dessas memórias secundárias é aumentar a capacidade de armazenamento e facilitar o acesso às informações nelas armazenadas. Com a popularização dos computadores pessoais e dispositivos móveis, o armazenamento de dados envolve uma variedade de informações em forma de textos, planilhas, arquivos de música digital, arquivos fotográficos, arquivos de vídeo e muito mais. Esses novos tipos de arquivos exigem cada vez mais dispositivos de armazenamento com capacidade maior. Estudaremos os tipos de dispositivos de armazenamento, incluindo suas capacidades e limitações. Definimos as seguintes características para as memórias secundárias: • Tipos de tecnologia; • Capacidade de armazenamento; • Dispositivos de armazenamento; • Velocidade de acesso. // Tipos de tecnologia de armazenamento Armazenamento eletrônico É um armazenamento que funciona sem partes eletromecânicas e móveis. As informações podem ser apagadas e reprogramadas eletronicamente em circuitos integrados de memória. São as memórias USB Flash (pendrive), cartões de memória e discos de estado sólido (SSD). São utilizados em todos os dispositivos móveis, discos externos, desktops e notebooks. Disco Óptico É um meio de armazenamento em que os dados são lidos e gravados por leitores/gravadoras a laser. São exemplos os CD-R e CD-RW, DVD-R e DVD-RW e Blu-ray. Disco Magnético Esta tecnologia é utilizada nos HDs. Eles são constituídos por discos metálicos e cobertos por material magnetizado. Esses discos são empilhados e os dados são acessados através dos cabeçotes de leitura/gravação. Os dados, em forma de bits, são armazenados ao longo do disco, em faixas. As faixas são divididas em setores e essa organização facilita o acesso do sistema operacional e dos softwares às informações armazenadas; além disso, possuem grande capacidade de armazenamento na grandeza de terabytes. Por possuir parte mecânica, é suscetível a falhas de leitura. Também podem ser internos ou externos. CONCEITO DE SOFTWARE Os softwares sempre têm um objetivo, podendo ser a organização de informações em planilhas de cálculo, digitação de um texto, edição de imagens, vídeos etc. Cada um deles segue uma lógica e visa atender o usuário da maneira mais simples e mais eficiente possível. Os softwares são todos os elementos que fazem parte da programação e que funcionam dentro da estrutura física do computador (hardware). Assim, podemos entender que qualquer programa de computador é um software. Os programas sempre permanecem com suas concepções e estruturas, que são, em geral, a resolução de um problema. Todos os programas nascem a partir de um código algoritmo conhecido como linguagem de Página 21 de 88 programação. Esta ordenação de códigos permite a criação e concepção de um programa e, a partir desses padrões, os softwares começam a surgir. CLASSIFICAÇÕES DOS SOFTWARES Assim como o hardware, os softwares também são classificados por categorias. Essas categorias permitem que classifiquemos os softwares por tipos e, dessa forma, podemos compreender suas funcionalidades e as possibilidades de uso. Geralmente, classificamos esses programas em cinco categorias: • Software livre; • Software aplicativo; • Software cliente-servidor; • Softwares de programação; • Softwares de sistemas. Cada uma das categorias permite explorar o uso desses softwares. Eles são classificados por suas características e pela linguagem com a qual foram construídos. Software de base e software aplicativo Agora, vamos conhecer um pouco mais sobre os softwares de base e os softwares aplicativos. // Software de base Os softwares de base, ou de sistemas operacionais, são os que já vêm com o sistema operacional. Eles têm funcionalidades específicas e tornam o computador útil. Esses softwares compõem os sistemas operacionais e permitem trabalhar com programas específicos para o funcionamento dos computadores. EXEMPLOS Exemplos desse tipo de programa são: calculadora, calendário, editores de texto e reprodutores de música. // Software aplicativo Trata-se de um software que tem o objetivo de ajudar o usuário a desempenhar uma tarefa específica, geralmente ligada ao processamento de dados, ao contrário dos sistemas operacionais (que fazem o computador funcionar). Os aplicativos podem ser processadores de texto, planilhas de cálculo, navegadores, reprodutores de mídia etc. Estes são conhecidos como aplicativos para escritório. A seguir, vamos apresentar alguns exemplos desses programas que são importantes para o trabalho diário em escritórios e diversas áreas. // Aplicativos processadores de texto Como processador de texto, podemos criar uma mala direta, desenvolver um jornal, criar panfletos e desenvolver diversos tipos dedocumentos. Um dos processadores de texto mais conhecidos é o Microsoft Word. // Planilhas de cálculo Existe uma gama de planilhas de cálculo. Essas planilhas nos ajudam a criar formas de gerenciar nosso dia a dia, como realizar orçamentos mensais, gerenciar escritórios e também criar gráficos mostrando o crescimento Página 22 de 88 e gastos diários, semanais, mensais, bimestrais e anuais. Uma das planilhas de cálculo mais utilizadas é o Microsoft Excel. // Aplicativos de navegadores São aplicativos que utilizamos para acessar a internet. Conhecidos como web browsers em inglês, com eles podemos efetuar pesquisas, escutar músicas, jogar, assistir vídeos, interagir com outros usuários etc. Quando compramos um computador, ele já vem com um navegador instalado. Mesmo assim, podemos fazer download de qualquer outro navegador que quisermos. Entre os navegadores, os mais utilizados são: Microsoft Edge, Google Chrome, Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera e Safari. // Reprodutor de mídia O reprodutor de mídia, ou media player, é um aplicativo para computador que funciona reproduzindo arquivos com multimídia, por exemplo, em formato MP3, WMA, WAV, MPEG, AAC, VCDs, DVDs etc. Alguns dos reprodutores mais conhecidos são: Silverjuke, BSplayer, Media Player Classic, PowerDVD, MPlayer, Windows Media Player, Winamp, Real Player, iTunes, VLC Media Player, Gom Player e The KMPlayer. // Os antivírus Os antivírus, programas de medida de proteção e segurança, foram criados essencialmente para proteger os dados e o funcionamento de programas em nível pessoal ou institucional. Um antivírus é programado para frequentemente comparar o código dos arquivos com uma base de dados de códigos de vírus já conhecidos e, dessa maneira, afirmar se o elemento é prejudicial ou não para o sistema. Também pode reconhecer conduta ou comportamento característicos de um vírus. Os antivírus podem registrar tanto os vírus localizados, como informar ao usuário tentativas de instalação de vírus. // Antispywares Um antispyware é um programa de segurança auxiliar ao antivírus. Seu papel é detectar e remover adwares e spywares. A principal diferença entre um antispyware e um antivírus é a classificação dos programas que eles removem. Nem sempre é fácil determinar o que é um adware e um spyware. Muitos antivírus já incorporam detecção de spyware e adware, mas um antispyware acaba sendo eficaz para este tipo de proteção. // Antispam O antispam é um recurso disponível em diversas plataformas de e-mail. A cada dia, o mercado dispara uma quantidade absurda de e-mails com publicidade. Esses e-mails indesejados acabam indo para um local específico, chamado caixa de spam. Esse recurso funciona como uma proteção a mais ao usuário. Desta forma, a chance de você ser importunado com mensagens desnecessárias ou até mesmo acessar sites indevidos é reduzida. Página 23 de 88 // Aplicativos comuns de limpeza Os aplicativos para limpar o computador são úteis para quem deseja manter o PC limpo de vírus, rápido e atualizado. Os programas essenciais de limpeza mais usados são o CCleaner, AVG, Avast e Malwarebytes. // Aplicativos editores de imagens e desenho 2D e 3D Hoje em dia, a imagem é tudo, ela fala sem ter som. Na mídia, as imagens dizem muito em blogs, redes sociais, jornais da web ou na TV. Quando queremos dizer que uma imagem foi manipulada ou editada, há sempre aquele comentário: “usou Photoshop”. No mercado de informática, temos muitos editores de imagem que podemos baixar e usar. // Aplicativos de desenho 2D e 3D Os aplicativos de desenho permitem a construção de plantas físicas em dimensões, possibilitando aos engenheiros, arquitetos e designs de interiores a posse de ferramentas poderosas para construção de prédios, pontes, casas e outras construções. Além dessas possibilidades, é possível trabalhar na concepção de produtos de diversas dimensões diferentes. // Aplicativos para edição de áudio, mixagem e efeitos Como diz o nome, os aplicativos para edição de áudio organizam os materiais gravados para uma produção de faixa sonora. É possível criar CDs de cantores ou bandas, jingles, fazer trabalhos de tradução e narrações de vídeos ou filmes, dublagem, criação de sons para games, entre outras aplicações profissionais. Na mixagem, usamos poucos efeitos quando queremos que o instrumento apareça. Quando queremos o contrário, usamos efeitos como rever ou delay, e os instrumentos ficam em segundo plano. Sistemas operacionais Os sistemas operacionais (S.O) são um conjunto de programas que permitem o funcionamento de um computador ou dispositivo. Sua composição é intermediária e trabalha tanto operando em baixo nível (hardware), como em alto nível (software). Os sistemas operacionais têm como objetivo central apresentar padrões e comandos assertivos aos componentes de hardware, proporcionando sintonia com os programas e recursos para que, dessa forma, o computador possa funcionar de forma plena. Existem seis requisitos fundamentais para que um sistema operacional possa ser concebido: O sistema operacional precisa permitir a instalação de programas e/ou aplicativos a fim de proporcionar uma melhor utilização do computador, sendo que devem ser armazenados na memória do computador e devem estar disponíveis ao carregar o S.O. O sistema operacional precisa permitir que novos drivers sejam instalados em sua composição. Uma vez que novos hardwares são produzidos, sua biblioteca deve ser acessível para novos programas serem agregados, possibilitando, assim, o bom funcionamento do computador. Página 24 de 88 Um sistema operacional precisa ter uma interface para o usuário trabalhar e não precisar manipular códigos. Essa interface deve ser intuitiva, leve e organizada, a fim de proporcionar uma boa experiência ao usuário. O sistema operacional deve proporcionar um bom gerenciamento da memória do computador, separando espaços para as unidades de processamento, para uso do usuário e para manter seu próprio funcionamento. O sistema operacional deve permitir entrada e saída de dados em conjunto com o processador. O sistema operacional deve conduzir esse processo a fim de trazer resultados satisfatórios no uso dos componentes pelos usuários. O sistema operacional deve gerenciar arquivos, programas e diretórios, a fim de manter uma organização funcional para o usuário. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS OPERACIONAIS Os sistemas operacionais podem ser classificados em quatro categorias comuns. Cada uma delas permite compreender seu funcionamento e objetivo. Sistema monousuário Apenas um usuário opera o computador; Sistema monotarefa Apenas uma tarefa é realizada por vez no computador; Sistema multiusuário Vários usuários podem usar o computador ao mesmo tempo; Sistema multitarefas Várias tarefas podem ser realizadas ao mesmo tempo. Página 25 de 88 // Principais sistemas operacionais Apple Steve Jobs, fundador da empresa Apple, teve a ideia de criar o primeiro computador pessoal baseado no projeto de seu amigo, Steve Wozniak. Ele iniciou melhorias no projeto e começou a comercializar o computador. Foram vendidas 200 unidades. Era uma máquina que permitia o uso de teclado e monitores, e fez com que a Apple se tornasse uma empresa conhecida. Porém foi com o Apple 2 que a companhia se tornou uma empresa mundial. Com incríveis 4 Kb de memória RAM, o Apple 2 era um computador com características próprias: sua tela e teclado eram acopladas a entradas de fita cassete, e sua memória ROM vinha com um interpretador BASIC. Com o nome dado em homenagem à sua primeira filha, Lisa era uma máquina mais amigável. Ela vinha com maior capacidade de processamento e estava em um tamanho menor. Foi um verdadeiro sucesso de venda e se espalhou por várias partes do mundo. Foi, de fato, uma inovação complexa. Além do teclado, que já vinha acompanhando os modelosanteriores, o mouse surgiu em sua composição. O mouse, originalmente, pertencia à empresa Xerox. Porém, a empresa não entendeu muito bem a função do aparelho e, por isso, o projeto foi deixado de lado. Foi quando Steve Jobs e sua equipe conheceram a ideia e a implementaram em suas máquinas. Os computadores, então, passaram a ser mais parecidos com o que conhecemos hoje em questão de hardware. Mac OS Um sistema operacional bem elaborado, com o hardware em sintonia com o software. A Apple sempre inovou em beleza, funcionalidade e praticidade, trabalhando em conjunto com o objetivo de providenciar a melhor experiência ao seu usuário. Durante todo esse período, foram desenvolvidas várias versões como Mac Os x 10.0, conhecido como Cheetah, lançado no ano de 2001, depois Mac Os x 10.1, conhecido como Puma, que tinha gráficos 3D, foi lançado no mesmo ano. Também foram criados o Mac Os x 10.2, Jaguar, Mac Os x 10.3, Phanter e, assim, vários outros da mesma linha até os dias de hoje, com o atual Mac Os x 10.11, El Capitan, que não obteve tantas mudanças, mas está perfeito devido às alterações sucessivas feitas anteriormente. O seu software não pode ser instalado e não funciona em outros computadores. Microsoft Em paralelo com o sucesso de Steve Jobs, com a Apple, Bill Gates e Paul Allen tiveram um insight importante. Eles perceberam que o que faltava para as máquinas era um conjunto de programas para executar tarefas específicas, ou seja, algo que já estivesse pré-programado, para que usuários pudessem utilizar os computadores. Pensando nisso, foi fundada a empresa Microsoft. O início modesto da empresa foi baseado em cima de um simples programa chamado BASIC, que foi desenvolvido para o Altair, porém, Bill Gates era visionário e, querendo expandir suas possibilidades, procurou a IBM, conseguiu uma reunião e disse a eles que a solução para as máquinas era algo que ele chamava de sistema operacional. Página 26 de 88 Naquele momento, ele ainda não tinha um sistema operacional pronto, porém, afirmou que poderia conseguir um rapidamente e, com o auxílio da IBM, construir um computador que pudesse recebê-lo. Foi então que Paul Allen lembrou de um projeto de sistema operacional que um colega havia desenvolvido e o comprou por 50 mil dólares. Agora que a Microsoft tinha o sistema operacional, iniciou-se uma grande guerra dentro do mercado da tecnologia. De um lado, a Apple, inovando em suas máquinas e, de outro, a Microsoft, criando programas complexos com interfaces simples. Por alguns momentos da história, Bill Gates e Steve Jobs se encontraram e chegaram a trabalhar unidos em projetos. Hoje, as duas empresas são gigantes no ramo da tecnologia. Foram os olhares dessas empresas que nos proporcionaram as grandes inovações tecnológicas que conhecemos. A Microsoft criou diversas versões de sistemas operacionais e dominou quase que 100% o mercado de software e sistemas operacionais nos anos seguintes. ASSISTA Uma boa dica é assistir ao filme Piratas do Vale do Silício, de 1999. Symbian É um sistema operacional que foi criado para uso em celulares. Na época, os celulares mais comuns eram os celulares da Nokia e, depois, quem também comprou a licença de uso foi a Sony Ericsson. O sistema Symbian foi desenvolvido no ano de 1997, teve algumas atualizações e hoje foi descontinuado devido à grande popularidade do Android, Mac OS e Microsoft. Sua última atualização foi em 2012. Hoje, ele continua sendo da Nokia, mas não tem mais uso em celulares como no passado. Android Bem conhecido entre todos, o Android está presente no mercado e espalhado entre várias marcas e modelos de aparelhos portáteis como celular, tablets, smart TVs, entre outros. O sistema faz sucesso porque promove praticidade e facilidade para as empresas montarem o sistema da forma como acharem melhor. Ele disponibiliza vários aplicativos criados pelo Google, como Google Maps, Gmail, Google Now, entre outros. O Android é de código aberto e usa como linha de programação o núcleo do Linux, por isso, ele dá a oportunidade de ser flexível, de personalizar o sistema como a empresa achar melhor e, assim, é possível ter vários serviços, aparelhos e preços diferentes. O sistema operacional do Android foi criado pelo Google, está presente em várias plataformas e várias empresas o utilizam. O sistema foi criado em 2008 e de lá para cá só houve sucesso. Várias atualizações já foram feitas e a mais recente foi a Android 4.4, conhecida como KitKat, e Android 5.0, o Lollipop, entre outras versões. Linux É possível que o sistema Linux foi a inspiração ou o começo para grandes avanços devido ao seu núcleo, que possibilitou a conversão entre o hardware e a interface do usuário ou software criado. Ele tem o código aberto, possibilitando a todos que gostam de programar o entendimento e uso do que já foi desenvolvido para criar um novo programa, ou estudar o funcionamento e dividir com a comunidade de programadores novas funcionalidades ou atualizações. O Linux Ciências da Computação na Universidade Depois da criação o Linux, vários programadores desenvolvidas novas versões como Mint, particularidade para uso, e assim é até questão bem interessante do Linux é que vírus, sendo considerado um sistema seguro Agora ficou mais claro o motivo pelo uma base sólida, que dá margem para os demais sistemas, mas, hoje em dia, amigável e fácil para trabalhar. Peopleware Peopleware é um termo utilizado para computadores. Existem diversas profissões • Usuário habilitado - Peopleware computacionais para desenvolver seu trabalho cotidiano • Digitador – Peopleware São profissionais que interagem com editores de texto e trabalham com produção de documentos • Operador – Peopleware São profissionais que operam sistemas de empresas ou estruturas web • Programador – Peopleware São os desenvolvedores de programas, os profissionais que criam os softwares ou sistemas • Analista de Sistemas - Peopleware São os profissionais que analisam os si programados, detectando o que é necessário ser feito • Tester - Peopleware São profissionais especializados em testes de programas ou jogos. Esses profissionais são especialistas em detectar erros ou falhas em sistemas • Web Designer - Peopleware São os profissionais que desenvolvem páginas e sistemas para a internet Além destes citados acima, existe uma infinidade de profissões atreladas diretamente aos computadores. Essa grande tendência tem movimentado a economia e possibilitado o avanço das Linux foi desenvolvido por Linus Torvalds, estudante Universidade de Helsinki, na Finlândia, em 1991. programadores ajudaram para que, com o Mint, Kurumi, Fedora, Mandriva, Deepin, entre até hoje. Várias versões são criadas e estão disponíveis ue seu sistema operacional é bem seguro, quase seguro para navegar e trabalhar com o sistema qual o Linux é fundamental para outros sistemas. a imaginação. Graficamente falando, o Linux dia, com as novas atualizações, ele está com para especificar as pessoas ou usuários que trabalham profissões que são diretamente ligadas a esse termo. Peopleware São os usuários comuns de computador, que utilizam ferramentas computacionais para desenvolver seu trabalho cotidiano Peopleware São profissionais que interagem com editores de texto e trabalham com São profissionais que operam sistemas de empresas ou estruturas web Peopleware São os desenvolvedores de programas, os profissionais que criam os Peopleware São os profissionais que analisam os si programados, detectando o que é necessário ser feito Peopleware São profissionais especializados em testes de programas ou jogos. Esses profissionais são especialistas em detectar erros ou falhas em sistemas e São os profissionais que desenvolvem páginas e sistemas para a internet Além destes citados acima, existe uma infinidade de profissões atreladas diretamente aos computadores. Essa grande tendência tem movimentado a economia e possibilitadoo avanço das tecnologias por todo o mundo. Página 27 de 88 estudante do departamento de passar do tempo, fossem outras, cada uma com uma disponíveis para o uso. Uma quase nunca sofre ataques por bancário. sistemas. É como se ele fosse Linux não é tão elegante como com uma interface bem mais trabalham diretamente com os termo. Acompanhe a seguir: São os usuários comuns de computador, que utilizam ferramentas Peopleware São profissionais que interagem com editores de texto e trabalham com São profissionais que operam sistemas de empresas ou estruturas web Peopleware São os desenvolvedores de programas, os profissionais que criam os Peopleware São os profissionais que analisam os sistemas a serem Peopleware São profissionais especializados em testes de programas ou jogos. Esses e São os profissionais que desenvolvem páginas e sistemas para a internet Além destes citados acima, existe uma infinidade de profissões atreladas diretamente aos computadores. Essa tecnologias por todo o mundo. Página 28 de 88 Agora é a hora de sintetizar tudo o que aprendemos nessa unidade. Vamos lá?! SINTETIZANDO Certamente, com o passar dos anos, a tecnologia veio evoluindo. Foram cientistas, matemáticos, engenheiros e programadores que, ao logo dos anos, conseguiram criar estruturas que se transformariam nos computadores que conhecemos. Nesse primeiro módulo, aprendemos a história dos computadores separados em cinco gerações principais e conhecemos os principais componentes da arquitetura de computadores. Compreendemos que hardware é a parte física do computador e a união dos hardwares possibilita o funcionamento pleno de um computador. Cada componente de hardware tem sua função e importância. Assim como o corpo humano, cada parte é atribuída para executar uma tarefa. Apesar de terem funções interdependentes, são essenciais para o funcionamento do sistema computacional. Já os softwares são programas de computador que compõem a parte lógica de um sistema computacional. Ele está subdividido em duas categorias principais, que são software de sistema operacional e software de aplicação. Dentro dessas duas grandes categorias, os softwares ainda se dividem em cinco tipos principais, cada qual com suas características e linguagens específicas, a fim de atender necessidades de usuários ou sistemas. VIDEOAULA Página 29 de 88 UNIDADE 2 - Redes e Internet Luis Fernando dos Santos Pires OBJETIVOS DA UNIDADE • Aprofundar sobre redes de computadores, internet e serviços web; • Compreender as principais características de serviços operados por redes e pela internet, seu funcionamento e composição. TÓPICOS DE ESTUDO Redes de computadores // Protocolo de Rede // Topologia de Rede // Benefícios e desvantagens de cada topologia // IPV4, Máscara de Rede e Gateway // Padrões Ethernet // Protocolo TCP e UDP // Dispositivo de Rede // Equipamentos de Rede Internet // Carreiras de Internet A internet e seus serviços // Tipos de serviços de cloud computing Definições e características de e-business e e-commerce // A internet e as empresas Intranet e extranet Redes de computadores De uma maneira simplificada, uma rede de computadores pode ser definida como uma estrutura de computadores e dispositivos conectados através de um sistema de comunicação com o objetivo de compartilharem informações e recursos entre si. Tal sistema envolve meios de transmissão e protocolos. Alguns exemplos de facilidades que podem ser obtidas através de uma rede de computadores: // As redes A rede de computadores é um conjunto de estruturas física (hosts) e lógica (protocolos), que permite que dois ou mais computadores sejam capazes de compartilhar informações entre si, ou seja, se tiver dois ou mais computadores conectados e trocando informações, ali está composta uma rede de computadores. A comunicação entre os computadores pode ser realizada por diversos meios físicos, como: • Par metálico; • Coaxial; • Fibra óptica; • Transmissão por micro-ondas; • Satélites de comunicação. Página 30 de 88 Na ocasião em que um computador está conectado em uma rede, ele poderá ter acesso às informações que chegam nele e às informações que estão presentes em outros computadores ligados com ele na mesma rede, o que permite uma maior troca de informações entre os computadores. EXEMPLIFICANDO Um dos primeiros exemplos de rede foi em 1969, quando o exército americano conectou as máquinas da ARPANET (Pioneiro da Internet). O objetivo era conectar pontos estratégicos a uma rede descentralizada, fazendo com que a comunicação não pudesse ser destruída por bombardeios ou afins, ou seja, não teria um computador central, mas cada ponto de conexão (chamado de nó) estaria ligado entrelaçado a outros nós. Portanto, cada nó teria várias opções para enviar os dados e, se uma dessas opções fosse destruída, outra poderia ser utilizada. Em uma rede de computadores, podemos compartilhar recursos físicos e lógicos, que podem ser: dados, voz, impressoras, mensagens por e-mail etc. O que constitui uma rede de computadores? Para que uma rede de computadores possa funcionar, é necessário que existam dispositivos de hardware e software que possam controlar a comunicação entre vários componentes da rede. Cliente É um equipamento pelo qual o usuário poderá acessar os recursos disponíveis na rede. Um cliente pode ser uma estação de trabalho (computador), tablet, notebook, smartphone ou qualquer dispositivo que possa conseguir utilizar os recursos da rede. Servidores O servidor tem como função compartilhar recursos/serviços para a rede. Existem vários tipos de servidores; os mais conhecidos são: servidor de DHCP, DNS, de arquivos, web, e-mail, imagens, FTP etc. Placas de Rede (NIC) Um dispositivo físico que possibilita a conexão entre os computadores. As mais utilizadas são as do tipo Ethernet e Token Ring (Rede em anel). Protocolo É um conjunto de regras para a comunicação entre dispositivos diferentes. Existem diversos protocolos utilizados para poder se comunicar na rede; por exemplo, o protocolo especializado na troca de e-mail é o SMTP, IMAP, POP3. Outros servem apenas para gerenciar o estado da comunicação entre computadores ICMP (PING). Cabeamento Os cabos são os meios físicos para conectar os computadores em uma rede, podendo transmitir dados, medir a taxa de transmissão, possuem padrões internacionais, largura de banda etc. Hardware de Rede Varia de acordo com o tipo de conexão, são os periféricos de rede para melhor a comunicação na rede, como, por exemplo: Switch, Hub, Roteador etc. Página 31 de 88 Para que servem as redes de computadores? As redes de computadores facilitam nossos serviços diários. É um recurso que, se utilizado de maneira inteligente, é muito importante para as nossas tarefas, e também tem a capacidade de unir pessoas, cidades ou culturas em um só serviço, em um clique, tornando o nosso mundo cada vez mais globalizado em todas as circunstâncias. Compartilhar arquivos Quando o usuário quer salvar um arquivo, ele pode salvá-lo em um servidor de arquivos através da rede. Descrevendo assim, não parece ser grande coisa, mas o ponto importante aqui não é a eficácia de armazenamento e, sim, o compartilhamento de arquivos. É importante poder localizar a cópia de um arquivo do qual você necessita copiar para sua estação de trabalho e poder manuseá-lo sem ter de sair da cadeira, ou até mesmo fazer cópias de segurança em outros hosts. Compartilhar impressoras Ajuda a diminuir os custos com ativos na rede, ou seja, em vez de comprar uma impressora para cada computador, poderá ser instalada uma impressora em um determinado computador, e, a partir destes compartilhamentos, todos os computadores da rede poderão imprimir nessa impressora compartilhada. Compartilhamento de serviços ou programas Os computadores podem acessar programas ou serviços que ficam instalados em
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