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Aula 2 - 04/09/2006 1 Informática I Aula 2 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 2 - 04/09/2006 2 Ementa – Histórico dos Computadores – Noções de Hardware e Software – Microprocessadores – Sistemas Numéricos e Representação de Dados – Estrutura e Organização da Informação – Linguagens de Programação – Sistemas Operacionais – Redes de Computadores e Internet – Engenharia de Software – Softwares Aplicativos – Aspectos Legais do Software Aula 2 - 04/09/2006 3 Computadores Pioneiros • Uma sucessão de computadores cada vez mais potentes e flexíveis surgem nas décadas de 30 e 40. – Em 1931, o primeiro computador analógico de propósito geral é construído no MIT. – Em 1937, o primeiro computador eletrônico digital a válvulas usando números binários (o ABC) é apresentado por John Atanasoff, mas sua construção é abandonada. – Em 1944, Alan Turing constrói dez computadores Colossus I, também utilizando válvulas e usa o equipamento para decifrar códigos militares alemães. – Em 1946, é construído o primeiro computador eletrônico e digital de propósito geral, o ENIAC. O ENIAC ocupava 200 metros quadrados e pesava 30 toneladas. – Em 1951, é construído o UNIVAC I, primeiro computador comercial a utilizar os preceitos de Von Neumann. Ocupava 20 metros quadrados e pesava 5 toneladas. Aula 2 - 04/09/2006 4 A Máquina Universal de Turing • A máquina universal de Turing é uma máquina abstrata proposta por Alan Turing em 1936. • Ela é formada por uma fita de memória infinita e um cabeçote de leitura e escrita, que se move para a esquerda e para direita. • O cabeçote se move de acordo com regras definidas em uma tabela de ação, que depende do estado atual e do último valor lido na fita. • A tese de Church-Turing diz que a máquina universal de Turing é equivalente a qualquer computador de propósito geral, sendo capaz de computar as mesmas funções. • A máquina serve até hoje como modelo matemático no estudo de teoria da computação. Aula 2 - 04/09/2006 5 A Arquitetura de Von Neumann • Desenvolvida por Von Neumann em 1949, ainda é utilizada nos computadores atuais. Memória Unidade de Controle Unidade Aritmética Lógica Aula 2 - 04/09/2006 6 A Primeira Geração de Computadores – 1951 a 1958 • O UNIVAC I foi o primeiro computador construído para uma aplicação comercial. – Tabulação de dados do censo. • Ocupava 20 metros quadrados e pesava 5 toneladas. • Usava válvulas a vácuo como componentes internos: – Geravam muito calor. – Se queimavam com freqüência. • Usava núcleos magnéticos para prover memória. • Os dados eram armazenados em cartões perfurados. • A programação era feita usando números binários. Aula 2 - 04/09/2006 7 A Segunda Geração de Computadores – 1959 a 1964 • Começa o uso dos transistores – dispositivos que transferem sinais eletrônicos através de um resistor. – Mais rápidos e mais confiáveis do que as válvulas a vácuo. – Consomem menos energia e geram menos calor. • As linguagens modificaram-se de linguagens de máquina para linguagens assembly e depois para linguagens de alto nível (FORTRAN e COBOL). • O armazenamento de dados passou de cartões perfurados fita magnética, e, depois, disco. • Os computadores eram usados somente por empresas, universidades e organizações governamentais. – Não eram utilizados pelo público Aula 2 - 04/09/2006 8 A Terceira Geração de Computadores – 1965 a 1970 • Começa a utilização de circuitos integrados – circuitos eletrônicos completos em um pequeno chip de silício (material semicondutor). – Vantagens em relação ao uso de transistores individuais: • Confiabilidade. • Tamanho reduzido. • Baixo custo. • O início da terceira geração foi anunciado pela série IBM 360, apresentada em vários modelos e tamanhos. – O mesmo software podia ser usado para qualquer computador da família, possibilitando o “upgrade”. – Desvinculou o software do hardware. • Início do processamento interativo e execução compartilhada de programas. Aula 2 - 04/09/2006 9 A Quarta Geração de Computadores – 1971 até agora • Começa a utilização de microprocessadores. – Processadores de uso geral em um só chip. – Contém milhões de minúsculos transistores. • Surgem os primeiros computadores pessoais. – Em 1975, surge o MITS Altair, o primeiro computador pessoal disponível ao público. – Em 1977, surge o Apple II que foi o primeiro computador bem-sucedido comercialmente (primeiro com teclado e tela). • A combinação com o software de planilha VisiCalc foi crucial para o seu sucesso. – Nos anos 1980, o IBM PC torna-se o padrão da indústria - por seu projeto ser “aberto” ele podia ser “clonado” por outros fabricantes. Aula 2 - 04/09/2006 10 A Evolução do Software • 1945 – Linguagem de máquina 10110000 01100001 • 1955 – Linguagem Assembly mov al, 061h add al, 020h • 1958 – Linguagem FORTRAN C Isto é um comentário WRITE (6,7) 7 FORMAT(15H Hello, world! ) STOP END • 1963 – Linguagem BASIC 10 PRINT “Hello, world!" 20 GOTO 10 Aula 2 - 04/09/2006 11 A Evolução do Software • 1968 – Linguagem Pascal program HelloWorld(output); begin writeln('Hello, World!') end. • 1972 – Linguagem C main() { printf("hello, world\n"); } • 1975 – Linguagem Smalltalk window := Window new. window label: 'Hello World!'. window open. • 1980 – MS-DOS • 1982 – Lotus 123 • 1983 – MS Word Aula 2 - 04/09/2006 12 A Evolução do Software • 1991 – Sistema Linux • 1991 – Linguagem Java public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello, world!"); } } • 1992 – Primeiro browser gráfico para acessar a World Wide Web. • 1992 – Windows com integração em rede • 1995 – Linguagens de programação visuais (Visual Basic e Delphi) Aula 2 - 04/09/2006 13 Ementa – Histórico dos Computadores – Noções de Hardware e Software – Microprocessadores – Sistemas Numéricos e Representação de Dados – Estrutura e Organização da Informação – Linguagens de Programação – Sistemas Operacionais – Redes de Computadores e Internet – Engenharia de Software – Softwares Aplicativos – Aspectos Legais do Software Aula 2 - 04/09/2006 14 O que é hardware? • É todo componente físico que faça parte do computador interna ou externamente. • Exemplos: – Unidade de disco – Impressora – Teclado – Processador Aula 2 - 04/09/2006 15 Unidade Central de Processamento • Também chamada de CPU, ou, simplesmente, de processador. • É um dos componentes de hardware principais do computador, junto com a memória e a entrada/saída. • A CPU controla os periféricos, interpreta as instruções e processa os dados. • Uma CPU que cabe em um só chip é chamada de microprocessador. Aula 2 - 04/09/2006 16 Unidade Aritmética Lógica • Também chamada de ALU. • É a parte da CPU encarregada de realizar operações básicas do tipo aritmético e lógico. – Soma e subtração de inteiros. – Operações lógicas com bits (E, OU, negação e ou- exclusivo). – Operações de shift de bits. • Outras operações como multiplicação e divisão são normalmente feitas em software, utilizando as operações básicas. Aula 2 - 04/09/2006 17 Unidade de Controle • É a parte da CPU que controla as atividades interna da própria CPU e comanda os periféricos de entrada e saída por meio de sinais de controle. • Ela também detecta as interrupções (ou sinais) vindas dos periféricos e sincroniza as suas operações. Aula 2 - 04/09/2006 18 Representação da CPU CPU UC UAL Entrada Memória Saída Aula 2 - 04/09/2006 19 BIOS • Basic Input Output System • É um programa armazenado permanentemente na memória do computador. • Controla o boot (iniciação) do computador, fornecendo um conjunto básico de instruções para isso. Aula 2 - 04/09/2006 20 Memória • Armazena e transmite informação para outras unidades. • Está dividida em memória principal e memória secundária. Aula 2 - 04/09/2006 21 Memória Principal • É uma memória de alta velocidade e (relativamente) baixa capacidadede armazenamento. • É composta por dois tipos de memória diferentes: – RAM (Random Access Memory) – volátil, seu conteúdo é apagado quando o computador é desligado. – ROM (Read Only Memory) – fixa, só pode ser lida pelo computador. Aula 2 - 04/09/2006 22 Memória Auxiliar • Também chamada de memória secundária ou de massa. • É uma memória de (relativamente) baixa velocidade e grande capacidade de armazenamento. – Disco rígido – CD – DVD – Disquete
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