01 - Histórico da Computação - NOVO · • Desvantagens –Custo, calor, ... • 1, 2, 3 e 4...
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• Para que serve o computador?
– Word, Filme, Facebook, ....
– Resolver problemas do usuário
– Coletar, manipular e fornecer os resultados• Processamento eletrônico de dados
• Processamento de Dados
Introdução
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• Processamento de Dados
– Processamento eletrônico de dados (Data Processing)
Introdução
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• Dados– Entrada, Matéria-prima
– Usuário, planilha, computador externo
• Resultado– Saída, Informação
– Dado processado
• Exemplos: – Sistemas de controle de estoque, prontuário eletrônico, ...
Processamento de Dados
Dados Processamento Resultado
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• Computador– Organização
• Implementação
• Como os componentes físicos são construídos
– Arquitetura• Como os componentes físicos trabalham e se relacionam
• Desenvolvedor
Processamento de Dados
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• Hardware
– Parte física
• Software
– Programas• Conjunto de intruções
– “Inteligência dos Compuadores”
Computador
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• Compostos por componentes físicos
– Transistores, resistores, capacitores, ...
• Componentes Básicos
– Processador
– Memórias• Armazenamento
– Dispositivo de Entrada e Saída
Hardware
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• CPU
• Local onde ocorre o processamento dos dados– Instruções (comandos)
• “Velocidade” do computador
• Realiza operação de aritmética e lógica
• Comanda todos os componentes
• Modelos– CISC
• Intel – 8086 -> 80486, Pentium, i3, i5, i7
• AMD
– RISC• PowerPC – Mac antigos
Processador
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• O que entende por memória?
– Local onde informações são armazenadas
• Situação ideal?
– Memória “infinita” e não-volátil
• $$$
• Situação real
– Conjunto de memórias diferentes para propósitos diferentes
• Hierarquia de memórias
– Memória Principal
– Memória Cache
– Memória Secundária
Memórias
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• Memória Principal – RAM – Random Access Memory
– Memória temporária
– Volátil
– Utilizada pelo processador para executar os programas
– Dezenas de GB
– Média velocidade
– Médio Custo
Memórias
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• Memória Cache
– Altíssima velocidade de acesso, $$$
– Acelera o processo de busca de informações na memória
– Localizada logicamente entre o processador e a memória principal
– Interagi com CPU (cache interna), como consistir de chips adicionais instalados na placa-mãe (cache externa)
Memórias
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• Memória Secundárias
– Armazenamento permanente de informações• Não volátil
– Exemplos• Papel perfurado
• Disco rígido (HD ou winchester),
• CD, DVD
• Fitas
• SSD
• Ultrabook
Memórias
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• Disco Magnético, Disco rígido (HD ou winchester)
Memórias Secundária
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RAM CacheSecundária
HD
Velocidade >> >>> >
Tamanho >> > >>>
Custo $$ $$$ $
Volátil Sim Sim Não
Memórias
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• SSD
– Tempos de acesso muito baixos
– Consumo elétrico mais baixo
– Silenciosos, resistentes a impactos
– Melhor segurança contra perda de dados
– Defeitos de hardware, não possuem partes móveis
– Custo por megabyte muito alto
Memórias Secundária
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• Ultrabook– Conjunto de HD com SSD
• SSD para os arquivos mais acessados
– Diminuir custo
– Maior capacidade de armazenamento
Memórias Secundária
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• Periféricos
• Permitem a comunicação com o mundo exterior
• Convertem ações mecânica na forma que o computador entenda
• Classificação
– Função
– Interação
– Conexão
Dispositivos
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• Função
– Entrada• Mouse, Teclado
– Saída• Impressora, Monitores
– Entrada/Saída• HD, Placa de Rede
Classificação
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• Interação
– De acordo com a entidade que interagem com o dispositivo
– Usuário• Vídeo, teclado, mouse, impressoras
– Dispositivo Eletrônicos• Discos, fitas controladoras
– Dispositivos Remotos• Modem
Classificação
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• Conexão– Serial
– Paralela
– Ethernet
– VGA
– USB
– eSata
– DVI
– Fireware
– HDMI
– Displayport
Classificação
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• Idioma (português, inglês) é a forma como nos comunicamos
– Letras, números e símbolos
– Capacidade visual e sonora• Formamos palavras, frases, …
• Como os computadores entendem os dados?
– Energia elétrica• Tensão
– Associar cada símbolo a uma tensão
Computadores Digitais
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• Desvantagem
– Muitos símbolos para associar
– Calor e aumento energia
• Solução
– Diminuir quantidade de tensões• Associar o símbolos a números
• Associar os números as tensões
– Tabela ASCII
Computadores Digitais
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• ENIAC
– Base Decimal
• Desvantagens
– Custo, calor, consumo de energia
• Solução
– Representação com menos dígitos• Base 8 ou base 2
Computadores Digitais
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• Porque o computador Binário ?
– Válvulas, reles, …• São binários
– Menos dissipação de calor
– Menor Custo
Computadores Digitais
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• Máquina Binária – 0 ou 1
– Conversão de símbolos para número binário• 10111 = 17
– Evita problema dos níveis de tensão• Simplicidade -> Menor Custo
• Com ou sem tensão
– Facilitam comandos lógicos básicos – SE ... SENÃO
Computadores Digitais
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• Conhecidos como programas
• Conjunto de instruções que descrevem uma tarefa a ser realizada por um computador
• Sequencia ordenada de ações
– Comando ou instrução
Software
Dados Processamento Resultado
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• Quais os passos para obter a soma de 100 números?1. Escrever e guardar N=0 e SOMA=0
2. Ler Número de entrada
3. Somar valor do número ao de SOMA e guardar resultado como
SOMO
4. Somar 1 ao valor de N e guardar resultado como novo N
5. Se valor de N for menor que 100, então passar para item 2
6. Senão: Imprimir valor de SOMA
7. Parar
• Conhecido como algoritmo
Software
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• Se o computador apenas entende 0 ou 1, como executa esse programa?
• Linguagem de programação (alto nível)
• Linguagem Máquina (Binária)
• Linguagem Assembly
Software
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• Linguagem “executada” no processador• Linguagem de máquina• Composta apenas de números binários• Apenas um conjunto limitado de instruções
– Operações aritméticas, lógica, mover, desvios, ...
• Imagine o algoritmo abaixo?
Linguagem Binária
E aí? Entendeu?Difícil né!
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• Linguagem de montagem
• Notação legível da binária
– Basicamente as mesmas instruções
• Linguagem mais básica que programa-se
Linguagem Assembly
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Histórico
Já se perguntaram de onde surgiu?Como eram os primeiros
computadores?
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• Problema?
– Necessidade de calcular
• Novas invenções modificaram o meios
• Dispositivos mecânicos
• Dispositivos eletromecânicos
• Dispositivos eletrônicos
• Computadores eletrônicos
Histórico
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• Ábacos
Dispositivos Mecânicos
• Blaise Pascal
• Régua de Cálculo• Babbage - Máquina Analítica ou diferencial
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Dispositivos Mecânicos
Dispositivos Eletromecânicos – 1880 - 1930
• Invenção do motor elétrico
• Cartões perfurados
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• Cenários
– Dispositivos mecânicos
– Baixa velocidade
– Falta de confiabilidade
• Válvula
Dispositivos Eletrônicos – 1930-1945
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• 1, 2, 3 e 4 Geração
• Computadores Pessoais
• Computadores de Primeira geração
– Surgimento dos primeiros computadores
– ENIAC, EDVAC, UNIVAC, IAS
Evolução dos Computadores –1945 - ?
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• ENIAC– 17.000 válvulas, 800km de cabos– Ocupava uma área de 170 m2
– Consumia de energia o equivalente a 150.000 watts– 30 toneladas– Executava não mais que 5.000 adições ou subtrações por segundo
Evolução dos Computadores –1945 - ?
Pq a máquina de Turing não é o primeiro
computador?
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• Segunda geração• Transistores
– Tamanho
– Custo
– Desempenho
– Energia
– Sistemas em Lote
Evolução dos Computadores –1945 - ?
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Evolução dos Computadores –1945 - ?
• Terceira Geração
– Muitos componentes e onde coloca-los
– Circuito Integrados• Transistores, capacitores, resistores
– Microeletrônica
– Inovações• Capacidade de processamento
• Família de computadores
• Multiprogramação
• Timesharing
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Evolução dos Computadores –1945 - ?
• Quarta Geração
– Circuitos LSI (Large Scale Integration) e VLSI (Very LargeScale Integration) • Técnicas para aumentar cada vez mais o número de
componentes no mesmo circuito integrado
• Computadores de Grande Porte - Mainframes