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CEP – CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL CEP – CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL “TANCREDO NEVES” – BRASÓPOLIS - MG INFORMÁTICA BÁSICA Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 2 1 - Sistemas de Computação 1.1 - Introdução Os sistemas computacionais são compostos basicamente por 2 elementos: hardware e software. O hardware é formado pelos dispositivos físicos, ou seja, todo o equipamento, suas peças, isto é, tudo o que "pode ser tocado", denomina-se hardware. Alguns equipamentos como monitor, teclado e mouse são também chamados de periféricos. Outros exemplos de hardware: memórias, processadores, gabinetes, disco rígido, etc. Já o software é formado pelos programas que utilizam o hardware, consiste na parte que "não se pode tocar", ou seja, toda a parte virtual, onde estão incluídos as aplicações, os programas e o sistema operacional. Hardware Abaixo, temos uma visão geral do hardware de uma máquina convencional. Neste esquema, vemos três unidades funcionais básicas: dispositivos de E/S, a memória e a cpu. CPU barramento 1.2 - Dispositivos de entrada e saída (E/S) Periféricos são todos os dispositivos de entrada e saída que fornece qualquer meio para que o usuário tenha acesso ao computador. Podemos classificar os periféricos em: Periféricos de Entrada e Periféricos de Saída. Periféricos de Entrada: É todo tipo de periférico que permite ao usuário enviar informações ao computador. Exs.: Teclado, mouse, microfone, webcam, joystick, Scanners, etc. Periféricos de Saída: É todo tipo de periférico que permite ao computador enviar informações ao homem. Exs.: Monitor: A maioria dos monitores de desktops usa tecnologia de tela de cristal líquido (LCD) ou tubo de raios catódicos (CRT) e praticamente todos os computadores portáteis usam tecnologia LCD. Impressora: É um equipamento que permite imprimir os trabalhos de textos, desenhos e imagens em uma folha de papel ou folha de transparência. As mais comuns são: matricial (baixa resolução, impressão lenta); laser (altíssima resolução, impressão rápida); jato de tinta (alta resolução, impressão em velocidade intermediária). Caixas de Som, etc... UC Registradores Dispositivos de E/S Memória ULA Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 3 1.3 - MEMÓRIAS É qualquer dispositivo capaz de armazenar algum tipo de informação, por certo período ou indeterminadamente. As memórias são classificadas como principal e secundária. 1.3.1 - MEMÓRIA PRINCIPAL Como exemplo de memória principal podemos citar: Memória RAM (Random Access Memory – Memória de Acesso Aleatório) e Memória ROM (Read Only Memory – Memória Somente de Leitura). Memória RAM: É nela que as instruções e dados são armazenados antes de serem enviados para o processador para execução do programa ou processamento de alguma informação. É uma memória volátil, totalmente eletrônica, onde seus dados se perdem quando desligamos o sistema. Quando um programa é carregado na memória, ele deve estar em linguagem de máquina (código binário). Suas instruções são colocadas em seqüência nas posições da memória. Então, a UC (Unidade de Controle) começa o ciclo de execução do programa, buscando suas instruções uma a uma, decodificando-as e executando-as. Há dois tipos de tecnologia de memória RAM que são muitos utilizados: estático e dinâmico, isto é, SRAM e DRAM, respectivamente. Há também um tipo mais recente chamado de MRAM. - SRAM (Static Random-Access Memory - RAM Estática): esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porém armazena menos dados e possui preço elevado se considerarmos o custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadas como cache* ; *Cache: A memória cache consiste em uma pequena quantidade de memória SRAM embutida no processador. Quando este precisa ler dados na memória RAM, um circuito especial chamado "controlador de cache" transfere blocos de dados muito utilizados da RAM para a memória cache. Assim, no próximo acesso do processador, este consultará a memória cache, que é bem mais rápida, permitindo o processamento de dados de maneira mais eficiente. Se o dado estiver no cache, o processador a utiliza, do contrário, irá buscá-lo na memória RAM, etapa essa que é mais lenta. Dessa forma, a memória cache atua como um intermediário, isto é, faz com que o processador nem sempre necessite chegar à memória RAM para acessar os dados dos quais necessita. O trabalho da memória cache é tão importante que, sem ela, o desempenho de um processador pode ser seriamente comprometido. Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 4 - DRAM (Dynamic Random-Access Memory - RAM Dinâmica): memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso às memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bem menor quando comparado ao tipo estático; - MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory - RAM Magneto-resistiva): a memória MRAM vem sendo estudada há tempos, mas somente nos últimos anos é que as primeiras unidades surgiram. Trata-se de um tipo de memória até certo ponto semelhante a DRAM, mas que utiliza células magnéticas. Graças a isso, essas memórias consomem menor quantidade de energia, são mais rápidas e armazenam dados por um longo tempo, mesmo na ausência de energia elétrica. O problema das memórias MRAM é que elas armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras, portanto, pouco provavelmente serão adotadas em larga escala. Memórias ROM (Read-Only Memory - Memória Somente de Leitura) recebem esse nome porque os dados são gravados nelas apenas uma vez. Depois disso, essas informações não podem ser apagadas ou alteradas, apenas lidas pelo computador, exceto por meio de procedimentos especiais. Outra característica das memórias ROM é que elas são do tipo não voláteis, isto é, os dados gravados não são perdidos na ausência de energia elétrica ao dispositivo. Contém informações relativas ao sistema, e programas básicos de execução inicial, testes do sistema (post), etc. 1.3.2 - MEMÓRIA SECUNDÁRIA: São também chamados de memória de massa, pois são capazes de armazenar grandes quantidades de informação e por tempo indeterminado. Como por exemplo, podemos citar o disquete, disco rígido, pen drive, CD/DVD, etc. Disquetes: Os drives de disquete de 31/2 polegadas são itens cada vez mais em desuso, tanto que já é comum encontrar computadores que não utilizam esse dispositivo. O disquete consiste em uma espécie de capa quadrada que protege um disco magnético que suporta até 1,44 MB. Por oferecerem pouco espaço para armazenamento de dados e por darem muitos problemas (qualquer campo magnético é capaz de desorganizar as informações gravadas), esses discos estão perdendo sua utilidade. Disco rígido / Hard Disk (HD): É uma unidade de disco que contém vários discos em um só. Estes discos são divididos em trilhas e estas são formadas por setores. Encontramos, atualmente, HD´s de 250 GB ou mais, com alta velocidade de gravação e leitura de dados. Estes dados são armazenados permanentemente ou até serem removidos. Possuem alta capacidade de armazenamento porque os programas e jogos atuais, assim como alguns tipos de arquivos (músicas, imagens e vídeos), demandam de muito espaço para serem instalados. Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br5 Para serem usados pelo computador, os HD´s precisam de uma interface de controle. As existentes são a IDE (Intergrated Drive Electronics), SCSI (Small Computer System Interface) e SATA (Serial ATA). Um pequeno detalhe: os HD´s também podem ser chamados de "Winchester", porém esta é uma antiga denominação. A imagem ao lado mostra a parte interna de um HD. Repare nos discos (pratos), o local onde os dados são gravados: CD – ROM/DVD (Compact Disk - Read Only Memory): Esse tipo de mídia utiliza o laser para fazer a leitura e gravação de dados na mídia (CD), logo não é magnético. É uma das melhores formas de armazenamento de dados, já que em um CD podemos armazenar, no mínimo, 640 MB, e, além disso, já existem CD´s regraváveis (CD - RW). Ainda nessa categoria, vemos o surgimento dos DVD´s, que além de armazenarem filmes, podem ser usados para armazenar dados com uma vantagem sobre os CD´s, possuem capacidade de 4,7 GB – incrível. A seguir, uma lista dos diferentes tipos de drives de disco existentes: CD-ROM: mencionado acima, serve apenas para ler CDs. CD-RW (gravador): serve para ler e gravar CD-R´s e CD-RW´s. CD-RW + DVD (combo): serve como leitor de CD-ROM e de DVD, além de gravador de CD´s. DVD-RW (gravador): esse drive é um dos mais completos, pois lê e gravas CD´s, assim como lê e grava DVD´s. TECNOLOGIA BLU-RAY: o Blu-ray é o padrão definido pela indústria para substituir o DVD. Para cumprir essa missão, a tecnologia se apoia em dois grandes diferenciais: capacidade de oferecer vídeos em alta definição e capacidade de armazenamento de dados de 25 GB ou 50 GB tendo as mesmas dimensões de um disco de DVD. Adendo: 1KB = 1 Quilo Byte = 1 x 103 Bytes 1MB = 1 Mega Byte = 1 x 106 Bytes 1GB = 1 Giga Byte = 1 x 109 Bytes 1TB = 1 Tera Byte = 1 x 1012 Bytes http://www.infowester.com/hds1.php http://www.infowester.com/scsi.php http://www.infowester.com/serialata.php http://www.infowester.com/blu-ray.php http://www.infowester.com/hardware.php Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 6 1.3.3 - Memória Virtual É uma técnica que permite processar grandes programas com Memória Principal relativamente pequena. A técnica permite utilizar memória em disco como Memória Principal. Quando a memória RAM se esgota, o Sistema Operacional usa uma parte do disco rígido (HD) para poder continuar rodando os programas. Exemplo: Se o microcomputador tem 8 MB de memória RAM útil e o tamanho de um programa é de 10 MB, este programa é segmentado (dividido), de tal forma que somente o segmento ativo do programa está na memória RAM, enquanto os outros segmentos ficam armazenados em disco. Resumo Memória interna ou principal (RAM e ROM) Alta velocidade de acesso; Alto custo; Armazena instruções e dados. RAM Pode ser lida e escrita; Todas as informações introduzidas no computador são armazenadas na RAM; É volátil. Seu conteúdo é perdido ao se cortar o fornecimento de energia. ROM Memória apenas de leitura; Não – volátil; Usada para iniciar o sistema. Memória de Massa ou Secundária Discos magnéticos ou óticos Eletromecânica Menor velocidade Baixo custo Grande capacidade Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 7 1.4 – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) CPU: ou unidade central de processamento. É o elemento responsável pela execução dos programas. Geralmente ela vem confinada em um único chip. Seus principais componentes são: a ULA, a UC e os registradores. Registradores: São dispositivos de armazenamento temporário e de alta velocidade. São os responsáveis por armazenar os dados que estão sendo executados dentro da cpu. ULA: (Unidade Lógica e Aritmética): Responsável por realizar as operações lógicas (or, and, not) e aritméticas (soma, subtração, divisão e multiplicação) sobre os conteúdos dos registradores. UC: (Unidade de Controle): É o componente inteligente do computador, que contém um programinha residente chamado “microprograma”, responsável por todo o funcionamento do hardware. A função básica deste microprograma pode ser dividida em 3 fases: busca da instrução, decodificação da instrução e execução da instrução. Em resumo, a UC é responsável pela sincronização da memória e processador, recebendo os dados e processando-os. 2 - Processador A CPU – UCP (Unidade Central de Processamento) ou Processador, podemos dizer, é o cérebro do computador, pois é ele que executa as instruções lógicas e aritméticas que lhes são passadas pelos programas. Todas as informações que passam pelo processador estão em código binário.O computador utiliza o código binário para representar todo tipo de caractere que nós conhecemos. O código binário tem este nome porque utiliza apenas dois estados 1 (um) e o (zero), denominados bit, e com eles, através de várias combinações, formam- se todos os caracteres que conhecemos. Esta linguagem utilizada pelo computador chama-se linguagem de máquina. Ao lado temos um exemplo utilizando código binário: Podemos observar que um caracter corresponde a 8 bits, e um conjunto de 8 bits forma 1 byte, logo podemos dizer que um caracter se igual a um byte. Caracter Código Binário 0 00000000 1 00000001 2 00000010 3 00000011 4 00000100 5 00000101 6 00000110 7 00000111 8 00001000 9 00001001 10 00001010 11 00001011 12 00001100 ... ... Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 8 A velocidade de um processador é medida pelo clock, que gera os pulsos para que o processador possa trabalhar. Adendo: 1 Hertz = 1 ciclo / segundo 24 MHZ = 24 x 1000000 Hertz 2,4 GHZ = 2,4 x 1000000000 Hertz 3 - Sistema Operacional O computador, quando é ligado, é praticamente vazio de software. Existe um pequeno programinha residente que faz um check up do equipamento (POST – Power on Self Test) e solicita a inserção do disco com o sistema operacional (caso não haja HD) para que o mesmo seja carregado na memória, isto é chamado de Boot. Podemos dizer que o S.O. é o principal programa de um computador. O sistema operacional é o software responsável por gerenciar os recursos do hardware para o usuário, para que este não tenha que interagir diretamente sobre os dispositivos; é responsável pela interface entre o usuário e a máquina, isto é, funciona como um meio de comunicação entre o computador e o usuário; controla a execução dos outros programas; gerencia o uso da memória e unidades de disco; proteção do Sistema (protege o sistema contra usuários “espertinhos” e protege usuários contra usuários não autorizados). Existem vários sistemas operacionais como, por exemplo, podemos citar: DOS (Disk Operating System – Sistema Operacional de Disco); Windows (3.0; 3.11; 95; 98; ME; 2000; XP); UNIX; Linux (Mandrake; Conectiva; Kurumin; Suse; Red Hat); OS2; Free BSD; System 7; Solaris; etc. EXERCÍCIOS 1) Defina hardware e software, citando exemplos. 2) O que são periféricos? Quais os tipos?Explique-os e cite 3 exemplos de cada. 3) Defina Memória. Quais os tipos de memórias existentes? Cite 2 exemplos de cada um desses tipos. 4) Por que a quantidade de memória RAM influe no desempenho (velocidade) do computador? 5) Quais os tipos de tecnologia de memória RAM. 6) Qual a função da memória ROM? 7) Quais as diferenças entre a memória ROM e RAM. Informática 1º Módulo CEP – Centro de Educação Profissional “Tancredo Neves” Telefax: (35) 3641-1073 – www.cepbrazopolis.com.br 9 8) Cite 3 exemplosde memória secundária mostrando sua capacidade de armazenamento. 9) Fale sobre a tecnologia Blu-Ray. 10) O que é a memória virtual? 11) Quais as principais partes da CPU (processador)? Explique a função de cada uma dessas partes. 12) O que é um processador? Cite 5 exemplos. 13) Defina Bit e Byte. 14) Quais as funções de um Sistema Operacional? Cite 4 exemplos de S.O. 15) O que é BOOT? 16) O que é POST?
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