COMPUTADOR SIMPLIFICADO E COMPUTADOR DIGITAL · Computador simplificado Escaninho onde está a...

COMPUTADOR SIMPLIFICADO E COMPUTADOR DIGITAL Algoritmos e Programação – APG0001

Objetivos da aula

• Entender o princípio de funcionamento dos computadores;

• Entender o conceito de programa e sua dinâmica de execução;

Funcionamento de um computador

• Um computador envolve um grande número de elementos e cada elemento envolve um grande número de conceitos;

• Para introduzir alguns destes elementos vamos utilizar um computador simplificado;

• O computador simplificado (CS) é uma analogia entre os componentes de um computador e elementos do dia a dia.

Computador simplificado

• É constituído por:

• Um conjunto de

16 escaninhos

desenhados em

um quadro negro;



• Uma cadeira

onde se sentará

o operador;



• Giz e apagador;



• Uma bandeja

com cartões;



• Uma máquina

de calcular;



• Uma máquina de

escrever;


• Função dos escaninhos:

• Em cada escaninho poderá estar escrita uma instrução ou ser escrito um número.

E1 E2 E3 E4

E5 E6 E7 E8

E9 E10 E11 E12

E13 E14 E15 E16

Identificação


• Função do operador:

• Interpreta as instruções

contidas nos escaninhos

e utiliza os elementos do

CS para executá-las.

• As instruções estão previamente escritas nos escaninhos.

Operador senta na cadeira!


• Função do operador:

• Executa as instruções

contidas seguindo a ordem

crescente de identificação

(E1, E2, ..., E16) ou a partir

do escaninho indicado

(Volte a E2 ou Avance a E7).

E1 E2 E3 E4

E5 E6 E7 E8

E9 E10 E11 E12

E13 E14 E15 E16


• Funções do giz e apagador:

• Números deverão ser escritos pelo

operador nos escaninhos com giz;

• Se já houver um valor no

escaninho, o operador deverá

apagá-lo com o apagador antes

de escrever um novo valor;

• Exemplo:

• Copiar em E16 o valor contido em E15


• Função da bandeja de cartões:

• Contém uma pilha de cartões;

• Nos cartões estão escritos

números que poderão ser copiados

pelo operador para algum escaninho;

• Depois de lido, o cartão ficará virado na bandeja,

ao lado da pilha original.


• Função da bandeja de cartões:

• Pegue um cartão da bandeja e copie seu conteúdo em E16

• Se uma instrução solicitar um cartão e não houver mais cartões, haverá uma condição de erro.


• Função da máquina de calcular:

• Com ela serão executadas

as operações aritméticas:

• Adição;

• Subtração;

• Divisão;

• Multiplicação;

• Raiz quadrada, ...


• Função da máquina de calcular:

• Somar o conteúdo de E16 com o conteúdo de E15 e colocar o resultado em E14


• Função da máquina de escrever:

• Será usada para datilografar

Valores numéricos ou frases.

• Imprima o conteúdo de E14

• Em caso de erro o operador irá datilografar a palavra ERRO e interrompe a execução das instruções.


• Exemplo 1:

E1 Pegue um car-tão da bandeja e copie seu valor em E16


E3 Some o conteú-do de E15 com o de E16 e co-loque o resul-tado em E16

E4 Imprima o con-teúdo de E16

E5 Pare

E6 E7 E8


• Exemplo 1 (cont.):




E3 (cont.) Some o conteú-do de E15 com o de E16 e co-loque o resul-tado em E16



• Um programa deve ser finito, ou seja, a execução das

instruções deve sempre terminar, e Pare deve ser sempre a

última instrução a ser executada.

E5 Pare



E3 Se não houver mais cartões avance para E6


E5 Volte a E2


E7 Pare

E8

2

Computador simplificado • Exemplo 2:

5 3

4 1

7

Computador simplificado Escaninho onde está a instrução que acabou de ser executada

Valor do cartão no alto da pilha da bandeja

Conteúdo do escaninho E15

Conteúdo do Escaninho E16

Valor impresso na máquina de escrever

• Exemplo 2:

Computador simplificado Escaninho onde está a instrução que acabou de ser executada

Valor do cartão no alto da pilha da bandeja

Conteúdo do escaninho E15

Conteúdo do Escaninho E16

Valor impresso na máquina de escrever

E1 1 - 7 -

E2 4 1 7 -

E3 4 1 7 -

E4 4 1 8 -

E5 4 1 8 -

E2 3 4 8 -

E3 3 4 8 -

E4 3 4 12 -

E5 3 4 12 -

E2 5 3 12 -

E3 5 3 12 -

E4 5 3 15 -

E5 5 3 15 -

E2 2 5 15 -

E3 2 5 15 -

E4 2 5 20 -

E5 2 5 20 -

E2 - 2 20 -

E3 - 2 20 -

E6 - 2 20 20

E7 - 2 20 20

• Exemplo 2:

Computador simplificado • Exemplo 3: O que acontece ? ?



E3 Se não houver mais cartões avance para E6


E5 Volte a E2


E7 Pare

E8

2 5

3 4

1 7

Programa

• O conjunto de instruções a ser executado pelo computador é o que é chamado de programa

• Programar um computador é escrever o conjunto de instruções necessárias para executar uma ou mais funções de modo a atingir um determinado objetivo.

Programa

•Generalidade de um programa

• O objetivo básico que se deve procurar ao escrever um programa é torná-lo de uso geral para uma “família” de problemas semelhantes;

• Devemos escrever programas independentes dos aspectos variáveis do problema.

Computador digital

• Estrutura

Entrada

Processamento

Saída

Computador digital

Memória

Unidade de entrada

Unidade de controle Unidade de saída

Unidade Aritmética e Lógica

Unidade central de processamento

Computador digital

• Traduz informações de diversos dispositivos em um código que a unidade central de processamento é capaz de entender;

• Exemplos: teclado, mouse, leitor de código de barras.

• É capaz de traduzir letras,números, imagens, sons, ..., em padrões de pulsos elétricos que são compreensíveis pelo computador.

Unidade de entrada

Computador digital

• Dispositivo capaz de armazenar os dados e os programas que manipulam estes dados;

• Além da memória de acesso direto, possui memórias auxiliares, por exemplo, disco rígido.

Memória

Computador digital

• São realizados todos os cálculos aritméticos, lógicos e qualquer manipulação de dados, sejam eles numéricos ou alfanuméricos;

• É, portanto, mais poderosa que a máquina de calcular (CS) pois realiza cálculos aritméticos e operações lógicas e relacionais entre números, letras e outros caracteres;

• No CS as comparações foram feitas pelo próprio operador;

Unidade Aritmética e Lógica

Computador digital

• Responsável pelo tráfego de dados;

• Obtém os dados armazenados na memória e interpreta-os;

• Controla a transferência de dados da memória para a ULA, da entrada para a memória e da memória para a saída.

Unidade de controle

Computador digital

• Converte os dados processados em dados que podem ser escritos em impressoras ou mostrados em monitores ou outros dispositivos;

• Exemplos: saída de áudio, disco, etc.

Unidade de saída

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