CONCEITOS BÁSICOS DE INFORMÁTICA, COMPUTADORES E OUTRAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO.
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CONCEITOS BÁSICOS DE INFORMÁTICA,
COMPUTADORES E OUTRAS TECNOLOGIAS DE
INFORMAÇÃO
Objectivo• Tecnologias de Informação e
Sistemas Informáticos;• Principais componentes de um
Sistema Informático.
Informática e Tecnologias de Informação
INFORMAÇÃO + AUTOMÁTICA
INFORMÁTICA
Tratamento da Informação por meios
automáticos
Dispositivos electrónicos
ComputadoresSistemas Informáticos
Tecnologias de Informação
• As Tecnologias de Informação dizem respeito a processos de Tratamento, controlo e comunicação de informação, baseados em meios electrónicos, portanto, computadores ou sistemas informáticos.
Sistemas Informáticos – sua constituição básica
• Hardware + Software = Sistemas Informáticos.
Software De Aplicação
Processadores de texto, Base de Dados,
CAD, etc
De Sistema Sistema Operativo
Hardware Dispositivos CPU Dispositivos de Entrada de Saída Memória
Sistemas Informáticos – sua classificação genérica
•As sucessivas gerações de computadores;
•O tamanho ou a capacidade do computador:
•O número de utilizadores e de tarefas com que o sistema pode trabalhar em simultâneo.
Classificação segundo Gerações
Geração de computado
res
Período aproximado
Componentes mais
características
Unidade de medida das operações
1ª Geração 1945 – 1955 Válvulas Milissegundos
2ª Geração 1955 – 1965 Transístores Microsegundos
3ª Geração 1965 – 1975 Circuitos integrados –
chips
Nanosegundos
4ª Geração 1975 - ? Microprocessadores
picosegundos
Classificação segundo Gerações
Escalas de integração dos circuitos integrados
Siglas Significado N.º Componentes
SSI Small Scale Integration Menos de 10
MSI Medium Scale Integration De 10 a 100
LSI Large Scale Integration De 100 a 5000
VLSI Very Large Scale Integration De 5000 a 1000000
ULSI Ultra Large Scale Integration Mais de 1000000
Modelo de um SI
Classificação dos Computadores por categoria
Computadores
De Grande Porte
De Médio Porte
De Pequeno Porte
Supercomputadores
Mainframes
Minicomputadores
Workstations
Microcomputadores
Ultramicrocomputadores
Classificação dos Sistemas Informáticos quanto ao n.º de utilizadores e de tarefas que
permitem em simultâneo
Sistemas Informáticos
Sistemas Monoposto
Sistemas Multiutilizador
Monoposto - Monotarefa
Monoposto - Multitarefa
Sistemas Multiposto
Redes de Computadores
Principais Áreas da Informática
Software De Aplicação
Processadores de texto, Base de Dados, CAD,
etc
De Sistema Sistema Operativo
Hardware Computadores e Periféricos
Programação Engenharia de
Software
Operação utilização de
sistemas
Construção de equipamentos
Hardware
Outras Áreas das Tecnologias de Informação
• Telemática = Telecomunicações + Informática
• Controlo e Automação;• Domótica;• Burótica;• Etc.
A base digital do funcionamento dos sistemas informáticos
• Binary + Digit = BIT
• Os estados possíveis = 2n.º bits.• Com 1 bit, quantos estados
possíveis existem?• 21 = 2
A
0
1
• E para 2 bits quantos estados existem?
• 22 = 4;• E com 8 bits?• Temos 28 = 256
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
Conversão Digital - Analógico
• Para converter um n.º decimal num n.º binário deve-se fazer a divisão por dois.
• Faça a conversão do n.º 75.• Faça o n.º 125.
Conversão binário - decimal
• Primeiro: saber os valores das potências
• Depois multiplica-se os valores pelo bit;
• Finalmente somam-se todos os valores.
20 1
21 2
22 4
23 8
24 16
25 32
26 64
27 128
28 256
Principais Componentes de um Sistema Informático
Unidade de Processamento Central (CPU)
Memória ou dispositivos de armazenamento
Dispositivos de entrada (input)
Dispositivos de saída (output)
• Os dispositivos de entrada: teclado, rato, scanner, etc.;
• Os dispositivos de saída: monitor de vídeo, impressoras etc.
O Computador Internamente
A Placa principal ou Motherboard
• Os componentes de um PC são os seguintes:– Uma placa principal (motherboard) – a
placa de um circuitos impresso de maiores dimensões no interior do PC, na qual se vão ligar os periféricos através de conectores e placas de expansão.
– Placas de expansão – outras placas de circuito impresso ligadas à mptherboard através de encaixes (slots) próprios.
– Drives – unidades concebidas para funcionarem com discos, disquetes, CD’s ou outros dispositivos de armazenamento.
– Uma fonte de alimentação – que recebe a energia do exterior e a adapta ao funcionamento interno do PC.
– Cabos internos – que interligam os diversos componentes entre si.
As principais secções de uma Motherboard• Secções da motherboard:
– CPU ou Processador;– Memória RAM (Random Access
Memory):• DRAM (Dynamic RAM) • SRAM (Static RAM)
– Memória ROM (Read Only Memory);– Chips de Controlo;– Slots de Expansão;– Bus ou Barramento;– Conectores;
• A memória RAM está dividida:– DRAM (Dynamic RAM) – encaixa na
motherboard sob a forma de módulos;
– SRAM (Static RAM) – designada por cache, encontra-se usualmente na própria motherboard. Este tipo de memória destina-se a acelerar a transmissão de informação da DRAM para o processador.
O Processador ou CPU
• Trata-se de um circuito integrado que contém milhares ou milhões de componentes electrónicos elementares.
• É composto pelas seguintes secções:– Secção de aquisição e descodificação de
instrucções;– Secção de execução;– Unidade de controlo (UC);– Unidade Lógica e Aritmética (ALU);– Registos.
Ano Processador
Transístores Velocidade (Megahert
z)
Bus de endereços
Bus de dados
Registers (tamanh
o)
Caches
1978 8086 29 mil 4,75 20 bits 16 bits 16 bits -----
1982 286 134 mil 6 – 25 24 bits 16 bits 16 bits ----
1985 386 275 mil 16 – 40 24 bits 32 bits 32 bits ----
1989 486 1,2 milhões 25 – 100 32 bits 32 bits 32 bits 1º nível
1993 Pentium 3,1 milhões 60 – 233 32 bits 64 bits 32 bits 1º nível
1995 Pentium Pro 5,5 milhões 150 – 200 32 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2º nível
1997 Pentium II 7,5 milhões 233- 450 36 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2.º nível
1999 Pentium III 15 milhões 450 - ... 36 bits 64 bits 32 bits 1.º e 2.º nível
Memórias RAM e ROM
Memória Primária – RAM e ROM
• Os sistemas informáticos são compostos por duas categorias principais: – Memórias primárias, principais ou
centrais;– Suportes de armazenamento
secundário, auxiliar, externo ou de massa.
Memórias Informática
s
Memórias Primárias
ROM
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
RAMSRAM
DRAM
Suportes de Armazenamento Secundária
Discos
Disquetes
Bandas Magnéticas
CD’s
DVD’s
Memórias ROM
• Uma memória do tipo ROM consiste, basicamente, num chip que inclui um circuito integrado, onde são programadas (microprogramação) instruções de rotinas para o funcionamento básico do computador, como por exemplo, o arranque ou a interacção com dispositivos I/O.
• Memórias ROM:– PROM – Programable Read-Only
Memory – memórias cujo modo de fabrico permite, por uma só vez, serem programadas (microprogramação), através de dispositivos
apropriados;– EPROM – Erasable and Programable
ROM – memórias que podem ser apagadas e
reprogramadas as vezes que forem necessárias;– EEPROM – Electronic EPROM – memórias
que podem ser reprogramadas electronicamente.
• As memórias RÓM e ROM programável em geral não são usadas apenas nos computadores, mas também em dispositivos periféricos de computadores, tais como: teclados, impressoras, placas gráficas,etc.
Memórias do tipo RAM
• Considerada a memória principal dos sistema, consiste num espaço electrónico por onde passam temporariamente os programas e os dados com que o processador ou CPU vai ter de trabalhar em cada sessão.
• As diferenças entre a ROM e a RAM e que esta última permite leitura e escrita ao passo que a primeira só permite leitura.
Representação esquemática de um fragmento de RAM
• A capacidade da memória RAM avalia-se em bytes, e mede-se em múltiplos de bytes: kilobytes, megabytes, gigabytes,etc.– 1 bytes = 8 bits;– 1 KB (quilobytes) = 1024 bytes;– 1 MB (megabytes) = 1024 KB;– 1 GB (gigabytes) = 1024 MB;– 1 TB (terabytes) = 1024 GB.
Representação esquemática de uma memória cache
O BUS ou Barramento
Uma parte do Bus interliga o CPU e a RAM
• A motherboard contém um sistema de canais ou fios condutores por onde circulam os dados entre o CPU, a memória RAM e as placas de expansão dos periféricos.
• O barramento do sistema engloba três tipos de canais que se diferenciam entre si pelos diferentes tipos de sinais que circulam através deles:– Bus de dados;– Bus de endereços;– Bus de controlo.
BUS DE DADOS
• Canais por onde circulam os dados (mais exactamente, as instruções dos programas e os dados com que essas instruções operam) entre o processador e a memória principal (RAM) ou os dispositivos I/O;
BUS DE ENDEREÇOS
• Canais através dos quais são indicadas as posições de memória RAM ou dos dispositivos de I/O onde se encontram as instruções e os dados com destino ao CPU ou para onde são enviados os dados resultantes do processamento.
BUS DE CONTROLO
• Canais que sinalizam e controlam as operações em curso no sistema.
Arquitectura de BUS
• Ou barramento define o modo como o barramento está concebido para fazer a interligação entre o CPU e os dispositivos de I/O (através dos slots de expansão).
Siglas da Arquitectura de Barramento
• ISA – Industry Standard Architecture;• MCA – Micro Channel Architecture;• EISA – Extended ISA;• VL-Bus – VESA Local Bus;• PCI – Peripheral Component
Interconnect;• PC CARD ou PCMCIA – Personal Computer
Module Cards International Association;• USB – Universal Serial Bus;• AGP – Accelerated Graphics Ports.
Características da Arquitectura BUS
• As características mais importantes são:– Largura do bus ou número de canais
para a circulação dos dados (bit).– Velocidade a que esses mesmos
dados podem circular no bus – medida em hertz (impulsos por segundo)ou bps (bit por segundo).
Arquitectura ISA• É uma arquitectura de 16 bits, ou seja
16 linhas ou canais para a circulação dos dados e uma velocidade de 8 MHz – o que dá uma taxa de transferência de cerca de 8 megabits/segundo.
• Apesar de ser das mais antigas, esta arquitectura tem-se mantido em muitas motherboards, se bem que usualmente combinada com uma outra das arquitecturas mais recentes, como, por exemplo, a arquitectura PCI.
Arquitectura PCI
• Tem uma largura de bus de 32 bits, a 33 MHz – o dá uma taxa de transferência de cerca de 132 MB/segundo.
• Nesta arquitectura, tem-se em conta uma deferenciação entre dois tipos de secções do bus:
PCI
– As ligações com periféricos de baixa exigência ao nível da quantidade ou velocidade de transferência de dados;
– As conexões com periféricos de elevada exigência na transferência de dados, como é o caso dos discos e das placas gráficas que asseguram a constituição das imagens dos monitores; logicamente, é dada especial atenção a estas secções de bus (com a placa gráfica e com as unidades de discos).
Representação da Arquitectura PCI
Representação da Arquitectura AGP
Outras siglas
• Normalmente não constituem arquitecturas substituitivas das anteriores, mas antes melhoramentos ou adaptações específicas a determinadas questões que se colocam ao nível do Bus. Por exemplo, ligações de expansão - memórias, modems, placas de rede, etc.
Ligações de Periféricos ou Dispositivos I/O