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INF01040 - Introdução à ProgramaçãoINF01040 - Introdução à Programação

1

Prof. Fernando Rosa do Nascimento

2005 / 2

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de InformáticaIn

trodução à Programação


2

Sumário:● Objetivos da Disciplina

● conceitos básicos● lógica binária, operadores e bases numéricas● componentes de hardware e tecnologia● componentes de software e tecnologia

● ambiente de trabalho● interface do usuário com o sistema

● aplicações práticas atuais● editores de texto, planilhas eletrônicas, banco de dados,

browser, etc.


3

Alguns pontos a serem vistos: (continuação)

● arquitetura e organização de computadores● configurações típicas de computadores pessoais

● Componentes de software● programas básicos

● sistema Operacional● linguagens de Programação● utilitários

● softwares aplicativos● aplicações dedicadas ● aplicações isoladas e grupos de aplicativos


4

Informações sobre a disciplina● Período letivo: 17/08/2005 à 14/12/2005● Avaliação: provas e trabalhos práticos

● trabalhos práticos:● individuais ou em dupla

● Material de aula, trazer sempre:● disco flexível de 3,5”

● Quartas feiras● Código: INF01040


5

Informações sobre a disciplina(continuação)

● Uso dos laboratórios fora do horário de aula● os alunos regularmente matriculados podem fazer uso dos

laboratórios, na medida das disponibilidades● deve-se procurar conhecer onde ficam os laboratórios de

informática em sua unidade, de forma a que trabalhos extra-classe possam ser feitos mais facilmente

● a reserva de equipamento é feita pelos responsáveis, na sala da monitoria (sala 106, ramal 6831)


6

Motivação:

Qual o microcomputador e que aplicativos

eu preciso ter para melhor executar minhas atividades ?

?


7

Decifrando um Anúncio:

Super PC: PIV HT 3,8GHz - Intel, PCI 133 MHz, 512MB RAM, HD 120 GB – 7200 RPM, driver 1.44 MB, gab. AT minitorre, monitor LCD 17” com dot de .20”, placa vídeo AGP 8X - 128 MB, placa de audio de 32 bits, alto-falantes com subwoofer, mouse optico, tecl. ABNT 101 teclas, fax/modem 56Kbps, driver CDRW+DVDR, garantia 3 meses, R$ 3.990,00. Tel.: 1234 5678, após as 20 hrs.


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Informática

INFORmação

autoMÁTICA

INFORMÁTICA

automação

Informação tratada automaticamente através de um computador eletrônico


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Abrangência da informática:

● hardware● software● redes (Internet, etc.)● aplicações gerais● aplicações dedicadas


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Fatores que levam ao uso da informática

● volume de informação● capacitação da mão-de-obra● prazos de trabalho● custo gerais● adaptabilidade as novas exigências● confiabilidade


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Computador

● o que é ?● o que faz ?● para que serve ?


12

Computador é uma conjunto de componentes eletrônicos, elétricos e mecânicos, inventada pelo homem, cuja finalidade é o processamento de dados!

Computador


13

Processamento de Dados

O que é Processamento de Dados ?


14

O que é processamento de dados ?● Você sabia que processa dados quando:

● dá baixa, no talão de cheques, de um cheque emitido ?● soma os preços dos produtos comprados no super-mercado ?● procura um número de telefone na lista telefônica ?● classifica o cadastro de seus clientes segundo ordem crescente

do débito ?● compara o preço da gasolina nos dois postos próximos à sua

casa ?● ...


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Processamento+ =

● valor do saldo● preços dos produtos● lista telefônica● cadastro de clientes

● cálculos● busca● classificações● comparações

● um valor● um conjunto de valores● um valor V ou F

DadosIniciais

ResultadosFinais


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Processamento de Dados é a atividade que consiste em transformar determinadas informações, a fim de obter outras informações, ou as mesmas, sob uma outra forma, para alguma finalidade prática!

(Ernest Haberkorn)


17


● Informação analógica e informação digital● Dados em geral

● numérico (qq base numérica; 2, 4, 8, 10, 16,...)● alfanumérico (letras e números)● sons● imagens● desenhos


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● Dados num computador● trabalham com a base 2 (“0” e “1” ou V e F)● à partir da base 2 trabalham com qq tipo de informação● os dados analógicos precisam ser digitalizados para serem

tratados● conversão AD e DA: permite escutar ou falar com o

computador.


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Processamento de Dados● Programa

● conjunto de instruções de uma linguagem que executam um algoritmo para uma aplicação

● Algoritmo● descrição de “alto nível” dos procedimentos para execução

de uma tarefa determinada● Instrução de maquina

● código em linguagem binária que instrui o computador a executar uma ação

● tipos: aritméticas, lógicas, de E/S, de atribuição e de contrôle de seqüência


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Computador

Um computador é um conjunto de:● elementos de hardware

● conjunto de componentes mecânicos, elétricos e eletrônicos usados na construção de computadores e equipamentos periféricos

● elementos de software● conjunto de programas, procedimentos e documentação

que permitem e orientam o usuário no uso integral do computador


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Organização de um computador

Barramentos

Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética

Registradores Internos

Relógio

Memória Principal

Interface Entrada

Interface Saída

Controlador Mem. Sec.

MemóriaSecundária

Unidade Central de Processamento

(RAM)

+(ROM)


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Unidade Central de Processamento (UCP)

● Responsável pela execução das instruções e pelo gerenciamento das funções do computador

● é um circuito integrado (CI) de alta escala de integração (VLSI), conhecido atualmente como microprocessador

● tem dois blocos básicos: controle e o operacional● é uma máquina de estados (busca, decodifica e

executa) síncrona (clock)● processa bilhões de instruções por segundo


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Unidade Central de Processamento● a UCP é composta por:

● unidade de controle● controla o fluxo de informações entre todas as unidades do

computador à partir de cada instrução recebida● unidade operacional (aritmética e lógica, ULA)

● realiza operações aritméticas (cálculos) e lógicas com os dados (processamento “útil”)

● registradores internos: armazenamento temporário dos dados tratados pela ULA, acesso muito rápido.


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Ciclos de UCP● A UCP executa continuamente, e nessa ordem os ciclos de busca,

decodificação e execução● A maquina de estado é acionada pelo relógio do processador. Esse

relógio atinge hoje mais de 3 GHz (3 bilhões de ciclos por segundo)

BuscaDeco-dificação

Execução

(liga)


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Memória Principal● armazena os programas e dados que são processados na UCP● trabalha com lógica binária● a leitura e escrita de informações na memória é controlada pela UCP● fisicamente formada por vários CIs, dispostos em uma ou mais placa

de circuito impresso


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Tipos de Memória● RAM - Random Access Memory

● armazena temporariamente programas e dados● é volátil (só mantém informação se tem energia)

● SRAMs e DRAMs (cache e MP)

● ROM - Read Only Memory● armazena programas necessários ao funcionamento do

computador, principalmente na inicialização (reset)● programável durante a fabricação● memória apenas de leitura● não é volátil


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Tipos de Memória ROM(continuação)

● PROM - Programable ROM● programável após a fabricação (pelo usuário)● uma vez programada não pode ser modificada

● EPROM - Erasable Programable ROM● regravável após apagamento com ultravioleta● para aplicações de pequeno volume

● EEROM - Electrically Erasable ROM● regravável após apagamento eletrico● dispensa uso de bateria para guardar informações da

configuração de computadores


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Representação de Dados

● BIT - Binary Digit● unidade de informação usada em computadores● computadores trabalham com circuitos digitais● sistema de base 2, só tem dois digitos: 0 e 1● lógica binária tem três operadores básicos:

● E, OU e NÃO (AND, OR e NOT)● formam os circuitos combinacionais


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Lógica Binária

● Operações lógicas● E (AND) ou .● OU (OR) ou +

●

OU Exclusivo (XOR) ou ¾● INVERSOR (NOT) 5

● Tabela verdade

A B AND OR XOR NOT (A)0 0 0 0 0 10 1 0 1 1 11 0 0 1 1 01 1 1 1 0 0


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Lógica Binária

● Operações lógicas com palavras● Sejam: A=0101; B=1100; C=0110 e D=0001● Calcular:

● A . B● B + C● 5 C

●

A ¾ C● (A . D) + B + C


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Lógica Binária● Exercícios

● Seja a equação lógica A+(not B), faça a tabela verdade para todos os casos possíveis

● Dada a equação lógica A.B+(C xor D), apresente três casos em que o resultado será 0 (falso) e três casos em que o resultado será 1 (verdadeiro)

¾


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Notação HexadecimalBits Hexa0000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F

● Usado na representação interna de dados num computador.

● 1011010100111010 = B53A● 1011 0101 0011 1010, fácil converção● Converter para Hexadecimal:

● 0110110001011100● Converter para Binário:

● 5FD4; 61A0; ABCD; 0100


33

Representação de Dados (continuação)

● BYTE - BinarY Term● agrupamento de 8 bits● unidade capaz de representar um caractere:

● numérico (números de 0 a 9)● alfabético (letras do alfabeto)● especial (sinais de pontuação)

● unidade básica para capacidade de armazenamento


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Códigos Padrões de Caracteres:

● ASCII (American Standart Code for Information Interchange)

● código de 8 bits utilizado pela maioria dos microcomputadores

● EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

● código de 8 bits utilizado em mainframes


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Códigos Padrões de Caracteres:

caractere ASCII EBCDIC

0 01010000 11110000

1 01010001 11110001

2 01010010 11110010

. . . . . . . . .

A 10100001 11000001

B 10100010 11000010

C 10100011 11000011

. . . . . . . . .


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Unidades de Medida de Memória

Unidade Abreviatura Ordem Valor Exato

bit bit

byte B um 20 1

kilobyte KB mil 210 1.024

megabyte MB milhão 220 1.048.576

gigabyte GB bilhão 230 1.073.741.824


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Exemplos de ordens de grandeza

O que Quanto (ordemde grandeza)

Memória principal 32 MB

Memória auxiliar• disquete 5 1/4" 1,44 MB• disco rígido - winchester 4,3 GB

Página de texto:• uma página normal datilografada 2 KB• texto normal de cerca de 100páginas

200 KB

• dicionário completo (Aurélio) 24 MB• enciclopédia completa 200 MB


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Representação de Dados (continuação)

● Tamanho da palavra de um processador● unidade que define a quantidade de bytes processada pela

UCP ● fisicamente corresponde, em geral, a largura de dados da

ULA do processador● o tamanho de uma palavra é sempre um múltiplo de 8. Ex.: 8,

16, 32, 64 e 128 bits● o tamanho da palavra influencia no desempenho do

computador


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Barramentos do Sistema

● Conjunto de fios que faz a ligação física entre o microprocessador e os demais dispositivos do sistema. Subdivide-se em:

● Barramento de Dados: fios por onde trafegam os dados (normalmente correspondem a uma PALAVRA)

● Barramento de endereços: fios por onde trafega o endereço de uma posição de memória

● Barramento de controle: sincroniza o tráfego nas outras vias, fornece e recebe informações de controle


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Arquitetura Básica de um Microprocessador

ROM

RAM8 bits

RAM16 bits

RAM32 bits

MEMÓRIAControl BusAddress BusData Bus

Via de ControleVia de Endereços

Via de Dados32 fios32 fios

16 fios20 ou 24 fios

8 fios16 fios

UCP Clock

Interface E / S

Dispositivosde E / S

controledados


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Interface de E/S● Componente de hardware (circuitos eletrônicos) que

permitem a comunicação (transferência de dados) entre dois dispositivos do sistema de computação.

● Ex.: impressora e microcomputador. O modo de transmissão pode ser:

● Serial: bit-a-bit (caso típico de mouse e modem)● Paralela: byte-a-byte (caso típico de impressora)


42

Controladores de Disco● Funções Básicas:

● setorização das trilhas (formatação de baixo nível)● distribuição de um endereço único para cada setor

(formatação de baixo nível) ● recebe ordens do computador para ler ou escrever dados no

disco● responsável pelo controle de onde estão (irão) os dados no

disco● existem vários padrões internacionais


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Controlador de Disco (continuação)

● Tipos de mercado● ST506

● usado em PCs XT e 286● taxa de transferência: 625 a 984 Kbytes/s● fora de linha

● ESDI: Enhanced Small Device Interface● maior capacidade de armazenamento● taxa de transferência: 2,5 Mbytes/s● fora de linha


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Controlador de Disco (continuação)

● IDE: Integrated Drive Eletronics● conhece a configuração do disco em termos de setores● conhece a velocidade de rotação do disco● teoricamente pode reconhecer até 8,4 GB● taxa de transferência: 4 Mbytes/s● cada canal pode controlar até 2 discos

● Ex.: HD e CD● máximo (e padrão) de dois controladores por PC


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Padrões de Controladores de Disco● SCSI: Small Computer System Interface

● permite a conexão de até sete periféricos por canal● pode conectar qualquer tipo de periférico (Discos, fitas,

impressoras, CD-ROM, scanner)● possibilita uma taxa de transferência de até 320 MB/s

● SCSI, SCSI-II, SCSI-W, SCSI-UW● uso em máquinas servidoras de rede● permite a transferência de dados de forma autônoma ● é mais caro que a IDE (precisa de controlador)

● SATA: ATA Serial de 150 MB/s


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Arquitetura de Conexão dos Dispositivos de E/S com a UCP

Memória UCP Local bus (AGP,...)

Acelerador gráfico

IDE ou SCSI

PortasSerial/Paralela

Expansões(modems, placas de multimídia, etc..)

Barramento de Dados padrão ISA (16 bits) ou padrão PCI (32 bits)

32 / 64 bits 32 / 64 bits


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PeriféricosDispositivos de Armazenamento de Dados

● Meio● é onde a informação está efetivamente armazenada.

Ex.: disco, fita magnética, papel.● Dispositivo

● é o equipamento ou unidade que manipula o meio. Ex.: unidade de disco, impressora.


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Meios de ArmazenamentoMemória Secundária

● Armazenam programas e dados ● Principais características:

● meio não volátil ● mecanismo de acesso aos dados: seqüencial ou aleatório● em relação à Memória Principal, são:

● mais lenta● maior capacidade de armazenamento● menor custo por unidade de armazenamento


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Meios de Armazenamento Memória Secundária

● Principais meios utilizados● Magnéticos

● Flexíveis (disquete ou floppy disk)● Rígidos (Hard Disk ou HD ou Winchester)● Cartucho

● Fitas (cassete, carretel)● Óticos

● CD-ROM, CD-RW, DVD● ótico puro, ótico+magnético


50

Memórias Auxiliares Discos Magnéticos

● Principais características● plástico ou metálico, recoberto c/ material magnetizável● utilizam o princípio físico de armazenamento magnético● capacidade de armazenamento: varia entre KB à GB● capacidade de leitura e escritura indefinidamente● são divididos em trilhas concêntricas, subdivididas em setores radiais● o processo de divisão em setores e trilhas é chamado formatação ou

inicialização do disco. Esta divisão pode ser feita por hardware ou por software (mais usual)


51

Memórias Auxiliares Configuração de um Disco Magnético

Trilha

Setor Cabeçote

Haste

Direção deMovimento


52

Memórias AuxiliaresPartes funcionais de um disquete de 5,25”

Fenda (zonaem que age ocabeçote)

Zona de tracio-namento dodisco

Orifício doíndice de setor

Ranhura de Proteção

Invólucro


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Memórias Auxiliares Configuração de um disquete de 5,25”, dupla face, dupla densidade

Setores Quantidade Uso

0 512 Bytes área de boot

1 a 4 2.048 Bytes Tabela de alocação dosarquivos (FAT - FileAllocation Table)

5 a 11 3.584 Bytes Diretório: nome arquivos,tamanho, data, tipo, etc.

12 a 719 362.496 Bytes Área útil para armazenamento

0 a 719 368.640 Bytes Total do disco*

*Total do disco: 40 (trilhas)*9 (setores)*2 (faces)=720 setores720(setores)*512(bytes por setor)=368.640 bytes=360 KB


54

Memórias AuxiliaresDiscos Flexíveis ou Floppy Disks

Tamanho Capacidade Densidade

3,5 " 720 KB Dupla

3,5" 1.440 KB Alta

5,25" 360 KB Dupla

5,25" 1.200 KB Alta


55

Memórias AuxiliaresDiscos Rígidos (HDs ou Winchesters)


56

Memórias Auxiliares Discos Rígidos (HDs ou Winchesters)

● Principais características● o cabeçote de leitura e gravação flutua sobre a

superfície do meio magnético, de forma que uma fina camada de ar é formada, evitando que o cabeçote encoste na superfície

● é montado em uma caixa selada, extremamente limpa, para evitar danos ao cabeçote

● podem ser removidos da unidade com o uso de adaptadores especiais


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Memórias Auxiliares Discos Rígidos (HDs ou Winchesters)

● Vantagens de um disco rígido:● grande capacidade de armazenamento: entre 40GB

até mais de 400 GB● rapidez de acesso às informações: [ 6 - 12 ] ms ● velocidade de rotação: [ 5200; 7200 e 10000 ] RPM● grande velocidade de transferência da informação:

até 160 Mbytes/seg.● maior segurança


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Memória Virtual

● Objetivo: permitir o processamento de grandes programas+dados com Memória Principal relativamente pequena

● Programas/dados inteiros ou parte deles passam para o disco, liberando a MP

● O Sistema Operacional controla a Memória Virtual, de forma dinâmica


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Hierarquia de Memória

UCP

Cache

Memória Principal

Memória Secundária

Memória Auxiliar - BackupGrande Baixa

Pequeno Alta

Tamanho

Velocidade

Custo/bit


60

Principais Dispositivos de Entrada e Saída de Dados

● Teclado● Monitor de vídeo● Impressora● Mouse● Som


61

Monitor de Vídeo


62

Monitor de VídeoCaracterísticas a considerar

● Quanto a emissão de luz● emissores de luz.

● tubo de imagem - CRTs (Cathod Ray Tube)● tela de cristal líquido ativa (LCD TFT)

● refletores de luz ● tela de cristal líquido passiva (LCD Dual Scan, LCD

High Light)


63

Monitor de Vídeo

● Resolução● define a qualidade da imagem, medida em função do:

● número de pixels por polegada ou ● número de pixels na horizontal e na vertical ou● dot pich

● Faixas usuais de resolução:● baixa resolução: até 200.000 pixels (Ex.: CGA)● média resolução: 200.000 a 400.000 (Ex.: EGA, VGA)● alta resolução: 400.000 a 800.000 pixels (Ex.: SVGA)


64

Monitor de VídeoCaracterísticas a considerar (continuação):

● Recursos oferecidos● tamanho: 15”,17”, 19”, 21”, 24” (aplicações gráficas)● capacidade para reproduzir cores

● monocromático: fósforo verde, âmbar● coloridos

● capacidade gráfica definida pela placa controladora de vídeo

● video tipo CRT e tipo LCD


65

Monitor de VídeoCaracterísticas a considerar (continuação):

● Placa controladora de vídeo● barramento: ISA, EISA, VLB, PCI, AGP● padrão: CGA, EGA, VGA, SVGA, e outros● memória: de 4 MB à 256 MB● capacidade de resolução: em função do número de

linhas e do dot pintch● cores simultâneas: 256, 64K ou 16M, depende da

controladora de vídeo


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Monitor de VídeoTipos de monitores conforme resolução:

CGA - Color Graphics Adapter(Adaptador Gráfico Colorido)

640 X 200

EGA - Enhanced GraphicsAdapter(Adaptador Gráfico Extendido)

640 X 480

VGA - Video Graphics Array 640 X 480

Super VGA 1280 X 1024

sem padrão 1600 X 1200

linhaspixels/linha


67

ImpressorasINF01040 - Introdução à ProgramaçãoINF01040 - Introdução à Programação

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ImpressorasCaracterísticas quanto ao modo de impressão

1. Tipo de impressão● serial - um caractere por vez - CPS● linear - uma linha por vez - LPM● uma folha por vez - PPM

2. Mecanismo de impressão● impacto● não-impacto


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ImpressorasCaracterísticas quanto ao modo de impressão

3. Tipo de caracteres impressos● completos ● por matriz de pontos

4. Qualidade de impressão● resolução máxima em DPI - Dots per Inch

● variam de 300 a 2400 DPIs


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ImpressorasRecursos oferecidos

● Tipos de caracteres - fontes, tamanhos

● Tamanho do papel - ofício, A4, A2

● Capacidade de trabalhar com PS● Número de cópias - só para impacto

● Impressão a cores - tinta ou cera ● Alimentação - folhas soltas, formulário contínuo


71

ImpressorasPrincipais tecnologias de Mercado

● Matriciais● impressão através de matriz de pontos● de impacto, com possibilidade de imprimir múltiplos

formulários com carbono● velocidade nominal: 120 a 800 cps● alguns modelos permitem impressão colorida● buffer com uma capacidade de até 400 KB● uso atual reduzido


72

Impressoras Principais tecnologias de Mercado (continuação)

● Jato de Tinta● utilizam matriz de pontos● escrevem lançando micro-gotas de tinta sobre o papel através

de pequenos bicos ejetores● são silenciosas e tem baixo custo de compra● velocidade nominal: 110 a 300 cps ou 0,5 a 8 ppm● resolução: 300 a 1200 dpi● existem modelos para impressão a cores


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Impressoras Principais tecnologias de Mercado (continuação)

● Laser● a imagem original enviada pelo computador é formada em um

cilindro de metal, usando raio laser. O toner (pó preto) adere ao cilindro nas partes que serão impressas, e este gira sobre o papel, transferindo o pó.

● A etapa final aquece o papel, fazendo que o toner fique permanentemente colado.

● trabalha normalmente com folhas soltas● alta qualidade de impressão: 300 a 2400 dpi● velocidade nominal: 4 a 36 ppm


74

Mouse


75

Mouse

● Principais características:● dispositivo de posicionamento, que controla a posição do cursor na tela● elimina operações com as teclas para acionar comandos e movimentar o cursor● permite a seleção de menus, elaboração de desenhos, etc.. ● indispensável em ambientes gráficos como o Windows


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Dispositivos de Entrada e Saída

● Scanner● copia imagens e textos

para a tela, possibilitando a leitura destes por um programa no computador, o qual incorpora-os à memória do computador


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● Mesa digitalizadora● permite criar e manipular

imagens com auxílio de um tipo especial de caneta conectada à mesa. A imagem ou desenho criado sobre a mesa é digitalizado


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● Plotter● dispositivos que desenham

com canetas especiais de diversas cores e/ou espessuras, em papel com dimensões que variam entre o tamanho A4 até A0


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Meios e Dispositivos de E/S de Aplicações Multimídia

● Unidades de CD-ROM ● Placa de áudio: mínimo de 16 bits para som estéreo● Alto-falantes● Microfones● Câmara de vídeo e Scanner● Máquinas fotográficas digitais


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Memórias AuxiliaresCD-ROM; CD-RW e DVD-RW

● disco óptico● CD-ROM: Compact

Disk- Read Only Memory

● mesmo formato dos CDs de audio

● formatação própria para computadores


81

Memórias AuxiliaresCD-ROM; CD-RW e DVD-RW

● só leitura de dados (CDRs) e leitura/escrita (RW)● não sofre qualquer tipo de interferência magnética● armazena e manipula imagens e sons digitais● capacidade de armazenamento dos CDRs é de 650MB e

nos DVDs vai de 2,5 à 4,7GB● velocidade de transferência

● simples: 150 KB/s (1x)● 600 KB/s (4x), 1200 KB/s (8x), 6000 KB/s (40x)


82

Classificação dos Computadores

● Computadores Domésticos (home computers)● populares na década de 80● microprocessadores de 8 bits● memória principal: 64 KB● memória externa: fita cassete● aplicação: grande disponibilidade de jogos de animação de

boa qualidade gráfica, com saída de áudio● exemplares típicos: TK, MSX, Apple II


83

Classificação dos Computadores(continuação)

● Computadores Pessoais (personal computer)● microprocessadores de 16, 32 ou 64 bits● memória principal: 640 KB a 384 MB● memória secundária: disco rígido, disco flexível● uso: ambientes profissionais e residenciais● exemplares típicos:

● IBM PC: microprocessadores x86 ou equivalentes● Apple Macintosh: família de microprocessadores

Motorola, atualmente da linha Power PC


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● Estações de Trabalho (Work Station)● microprocessador de 32 bits ou 64 bits● memória principal: 8 MB a 1 GB● memória auxiliar: disco rígido de 1 GB à 100 GB● aplicações:

● manipulação gráfica de alta precisão● multiusuária e multitarefa● ligação de sistemas maiores em redes locais

● exemplos típicos: SUN, Vax-Station e HP3000


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● Mainframes e Super-Computadores● CRAY YMP2E da UFRGS

● 2 processadores com palavra de 64 bits● memória principal: 256 MB● memória secundária: 43 GB● velocidade: 2 * 330 milhões de operações/seg.● processamento vetorial: 64 operações em paralelo● dispositivo de E/S: estação de Trabalho SUN 4/470● manipula modelos matemáticos complexos sobre um grande

volume de dados


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● Mainframes e Super-Computadores

● CRAY T94 da UFRGS● 2 processadores com palavra de

64 bits● memória principal: 2 GB● memória secundária: 95 GB● velocidade: 2 * 1,8 GFlops/s


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● Super-Computadores, aplicações típicas● simulação de tunel de vento ● desenvolvimento de novas drogas● modelagem de reatores de fusão● astronomia● simulação de uma cirurgia● planejamento econômico● previsão do tempo


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Configurações Típicas de Microcomputadores tipo IBM/PC

● XT (Extended Technology - 1979)● microprocessador 8088 da Intel

● dados de 16 bits e endereço de 20 bits● via de E/S: 8 bits● velocidade de processamento: 4,77 - 8 MHz● capacidade de memória: 640 KB● capacidade do winchester: 10 MB● monitor de vídeo: CGA● drivers de disquete: 5,25”, com 360 KB● sistema operacional monoprogramável


89


● AT (Advanced Technology - 1982)● microprocessador 80286 da Intel

● dados de 16 bits e endereço de 20 bits via de E/S: 16 bits● velocidade de processamento: até 16 MHz● capacidade de memória: 1MB● capacidade do winchester: 40 MB● monitor de vídeo: CGA, EGA● drivers de disquete: 5,25” de 360 KB ou 720 KB● plataforma mínima para rodar Windows e para começar uma rede

local


90


● 386 SX - (1988)● microprocessador 80386 da Intel● dados de 16 bits e endereço de 20 bits● via de E/S: 16 bits● velocidade de processamento: 16 - 33 MHz● capacidade de memória: 2 MB● capacidade do winchester: 40-80 MB● monitor de vídeo: VGA, SVGA● drivers de disquete: 5,25” até 1,2MB e 3,5” até 1,44MB● com possibilidade de expansão (troca da placa mãe) e adição de co-

processador aritmético


91

Configurações Típicas Microcomputadores da Linha IBM/PC

● 486 SX (1991)● microprocessador 80486 da Intel

● palavra: 32 bits e via de E/S: 32 bits● velocidade de processamento: 16 - 33 MHz● capacidade de memória: 4 - 128 MB● capacidade do winchester: 120 - 545 MB● monitor de vídeo: VGA, SVGA● drivers de disquete: 5,25” de até 1,2 MB e 3,5” de até 1,44 MB● co-processador aritmético desabilitado


92

Configurações Típicas Microcomputadores da Linha IBM/PC

● 486 DX (1989)● microprocessador 80486 da Intel

● palavra: 32 bits e via de E/S: 32 bits● velocidade de processamento: 25 - 50 MHz● capacidade de memória: 4 - 128 MB● capacidade do winchester: 120 - 545 MB● monitor de vídeo: VGA, SVGA● drivers de disquete: 5,25” de até 1,2 MB e 3,5” de até 1,44 MB● incorpora uma unidade de ponto flutuante (ou co-processador aritmético)


93

Configurações Típicas Microprocessadores da Intel

● Pentium (1993)● microprocessador Pentium da Intel

● dados de 16 bits e endereço de 32 bits ● capacidade para executar duas instruções por ciclo de UCP● velocidade de processamento: 66 - 233 MHz● capacidade de memória: até 4 GB● tem 2 caches de 8 KB (um p/ dados e outro p/ instruções)● a UPF (unidade de ponto flutuante), que usa circuitos dedicados às operações

de soma, subtração e divisão, está integrada a ULA● incorpora no chip um buffer de busca antecipada de instruções


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● Pentium II (1996)● microprocessador Pentium II da Intel

● dados de 32 bits e 36 bits de endereço ● executa instruções para tipo SIMD do MMX● velocidade de processamento: 233 - 450 MHz● capacidade de memória: até 64 GB● 2 caches, nível 1 com 16KB+16KB e nível 2 com até 512KB ● a UPF (unidade de ponto flutuante) está integrada a ULA● incorpora internamente ao chip um buffer de busca antecipada de

instruções


95


● Pentium III (1998)● microprocessador Pentium III da Intel

● dados de 32 bits e 36 bits de endereço ● executa instruções para tipo SIMD do MMX● velocidade de processamento: 450 - 1000 MHz● capacidade de memória: até 64 GB● 2 caches, nível 1 com 16KB+16KB e nível 2 com até 512KB ● a UPF (unidade de ponto flutuante) está integrada a ULA● incorpora internamente ao chip um buffer de busca antecipada de

instruções


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Microcomputador da Linha IBM/PC

● Microprocessador: Pentium IV / Celeron, Athlon / Sempron, Athlon64

● Velocidade de processamento: 1,4 à 2,0 GHz● Capacidade de memória RAM: 64 à 512 MB● Capacidade do disco rígido: 20 ou 30 GB● Monitor de vídeo: 15” ou 17”, dot pich inferior a 0.28 mm e

placa de vídeo com memória acima de 8 MB● Unidades de disquete: uma de 3,5”● Internet: placa de rede 56K (casa) ou de rede (trabalho)● Kit multimídia com driver de CD de 32x


97

Software

● Grupos de Software● Básico

● conjunto de programas que permite ao usuário escrever, depurar e modificar programas aplicativos.

● Aplicativos● programas desenvolvidos em uma determinada linguagem,

no qual se usam os softwares básicos para resolver uma aplicação específica.


98

Software Básico

● Sistema Operacional. Ex.: MS-DOS, UNIX● Ambiente Operacional

● Interface gráfica. Ex.: Windows● Redes. Ex.: Novel, Windows NT

● Linguagens de programação. Ex.: Cobol, Basic

● Tradutores. Ex.: Interpretadores e Compiladores● Utilitários. Ex.: PCTOOLS, VirusScan


99

Software BásicoSistema Operacional (SO):

● É um conjunto de programas, cuja finalidade é gerenciar os recursos existentes em um Sistema de Computação

● Funções de um SO● gerência de memória● gerência de processador● gerência de arquivos● gerência de dispositivos de E/S


100

Software BásicoTipos de Sistema Operacional:

● Batch● Mono-usuário - monotarefa. Ex.: MS-DOS● Monousuário - multitarefa. Ex.: OS/2● Multiusuário - multitarefa. Ex.: UNIX● Tempo real. Ex.: controle de processos


101

Software BásicoSistema Operacional em Tempo Real:

● computador é ligado a um processo externo● os sinais recebidos orientam as ações do SO● resultados do processamento podem ser usados para direcionar o

processo físico

sensor

sensor

ucp

memória

s.o.processoexterno


102

Software BásicoLinguagens de Programação:

Servem como meio de comunicação entre o usuário que deseja resolver um determinado problema e o computador escolhido para ajudá-lo na solução.


103

Software BásicoEvolução das Linguagens de Programação:

1ª Geração: linguagem de máquina escrita em notação binária

Exemplo: 0010 0001 0110 1100

endereço da posição de memóriaque contém o dado

endereço do registradorcódigo da operação: ADIÇÃO

Tradução: soma do dado armazenado no registrador 0001 com o dado armazenado na posição de memória 0110 1100


104


2ª Geração: linguagem de montagem (Assembly)uso de códigos mneumônicos para representarcódigos de operação e endereços

Exemplo:

LOAD B carregue no registrador o dado queestá no endereço B

ADD A adicione ao registrador o dado que está no endereço A

STORE B armazene o conteúdo do registradorno endereço B


105


3ª Geração: Linguagens orientadas ao usuárioEx.: Cobol, Fortran, Basic, Pascal, C

Exemplo de um programa Basic:10 Input A, B, C20 Let Soma = A+B+C30 Let Média = Soma/340 Print “Média=“; Média50 Print “Deseja Continuar (S/N) ?”60 Input Resposta70 If Resposta = “S” Then 1080 End


106


4ª Geração: linguagens orientadas à aplicaçãogeram código a partir de expressões de alto nívelEx.: DBASE III Plus, Excel, Word

Exemplo de uma expressão DBASE:List All Nome, Endereço, Telefonefor Cidade = “Porto Alegre”

Tradução: lê todos os registros que compõem um arquivo e,para cada lido, seleciona aqueles cuja Cidade = “Porto Alegre”. Também decide como a lista deve ser formatada, o nº de linhas por página, como numerar as páginas, etc..


107


5ª Geração: linguagens de conhecimento

Exemplo: Relação familiar “Parent” ou “ser pai de”

Pam Tom

Bob Liz

Ann Pat

Jim

parent (pam,bob) parent (bob,ann) parent (tom,bob) parent (bob,pat)parent (tom,liz) parent (pat,jim)

Possíveis consultas:?-parent (bob,pat)yes?-parent (liz,pat) no?-parent (tom,ben) no?-parent (x,y) (*)(*) encontre X e Y tal que X é

“parent” de Y

Relacionamento familiar conhecido:


108

Software BásicoTradutores:

Programa Tradutor Programa ExecuçãoFonte Objeto

Linguagem

de alto nível

Compilador

Interpretador

Linguagemde máquina

de todo o programa

de uma instru-ção e volta

Operação gerenciada pelo Sistema Operacional


109

Software Aplicativo

● Exemplos de Softwares Aplicativos:● contabilidade● folha de pagamento● estoques● contas a receber● orçamento


110

Software Aplicativo

● termo também utilizado para referenciar as linguagens de quarta geração tais como:

● planilhas eletrônicas. Ex.: Excel, Lotus 1-2-3, Quattro

● processadores de texto. Ex.: Word, Fácil, Carta Certa, WordPerfect

● softwares de desenho. Ex.: Paintbrush, MacDraw

● gerenciadores de banco de dados . Ex.: dBase, Clipper, Access, Dataflex

● Utilitários. Ex.: Norton, PC Tools, Sidekick


111

Evolução dos Sistemas de Comunicação de Dados

● Sistemas Centralizados● processamento através de um único computador conectado

a vários terminais● centralização dos dados● entrada e saída de dados através de terminais remotos

(Teleprocessamento)● meios de comunicação: tipicamente linha telefônica● exemplos: sistemas bancários, matrícula UFRGS


112

● Sistemas Descentralizados● processamento sendo realizado por vários computadores interconectados

que trocam informações● tipos de sistemas descentralizados

● redes de computadores: coleção de computadores autônamos interligados, que compartilham seus recursos

● sistemas distribuídos: tipo especial de rede onde o local de processamento é transparente ao usuário

● distribuição de dados● meio de comunicação: linha telefônica ou satélite● exemplos: sistemas de agências bancárias

Evolução dos Sistemas de Comunicação de Dados


113

Principais componentesde uma rede

● Nós ou nodo● Sistema operacional de rede. Ex.: rede Novell e

Windows for Workgroups da Microsoft● Periféricos de rede. Ex.: impressora, modem● Placas de rede● Cabeamento. Ex.: cabos de cobre ou fibra óptica● Protocolos. Ex.: IPX da Novell


114

Tipos de Rede● LAN - Local Area Network

● conecta computadores até 1 Km● velocidade de transmissão: 10 a 150 Mbits/seg.● meio de comunicação: par trançado, cabos coaxiais, fibra ótica

● MAN - Metropolitan Area Network● conecta computadores até 100 Km● velocidade de transmissão: até 150 Mbits/seg.● meio de comunicação: rádio, fibra óptica, cabos coaxiais

● WAN - Wide Area Network● conecta computadores a longa distância● velocidade de transmissão: de 300 Bits/seg. a 150 Mbits/seg.● meio de comunicação: linha telefônica, microondas ou satélite


115

Topologia de Redes● bus ou barra comum

● todos os computadores são conectados através de um mesmo cabo● não tem ponto centralizador (comunicação independente)● qualquer ruptura no cabo interrompe a comunicação

● anel● cabo conecta computadores de modo circular● as informações vão de ponto em ponto até alcançar o destinatário● qualquer ruptura no cabo interrompe a comunicação

● estrela● um computador central é responsável pela gerência da rede● os demais nodos estão conectados via cabo● uma falha no nodo central interrompe a comunicação


116

Topologia “BUS”

Mensagem

cabo


117

Mensagem

Topologia Estrela


118

Mensagem

Mensagem

Topologia em Anel


119

Por que redes locais?● Compartilhamento de periféricos caros● Compartilhamento de software● Compartilhamento de informações (BDs)● Comunicação e intercâmbio de informações entre usuários,

agilizando as funções normais de escritório (correio eletrônico)● Flexibilidade de expansão física e lógica● Cada micro pode trabalhar independente dos demais● É uma opção econômica em relação aos mainframes


120

Aplicações via redes

● Correio eletrônico (Mail)● Distribuição de mensagens (News)● BBS (Bulletin Board Systems)● Teleconferência (com ou sem visualização de

imagens)


121

Serviços de comunicação de dados disponíveis no Brasil

● Linha discada● Linha privativa● Transdata● Renpac● Interdata● Comunicação via satélite


122

Arquitetura Cliente-Servidor● Cliente

● computador com hardware capaz de suportar o software necessário à sua ligação a uma rede local

● o hardware de um cliente deve incluir uma interface de rede● Servidor

● computadores que compartilham seus discos e periféricos com as estações clientes

● tem a função de gerenciar e administrar os serviços e recursos disponíveis na rede através de um software de gerenciamento de rede como a Novell e o Windows/ NT

● modo de funcionamento dos servidores: dedicado e não-dedicado


123

A Internet● Rede mundial de computadores que conecta milhares de computadores de mais

de 146 países● Alguns domínios da Internet:

.COM organizações comerciais

.EDU organizações educacionais, universidades, etc...

.GOV organizações governamentais

.BR Brasil● Serviços oferecidos dentro da Internet

● Telnet, Gopher, Mosaic, NETSCAPE


124

Bibliografia

● J. Glenn Brookshear, Ciência da Computação. Editora Bookman Artes Médicas, 2000.

● MANZANO, José A. N. G. StarOffice, Guia prático de demonstração e desenvolvimento. São Paulo: ÉRICA, 1999.

● KOCH, Michael; MURRAY, Sarah e ROTH, Werner. Special Edition using Star Office. Indianapolis: QUE, 1999.

● NORTON, Peter. Introdução à Informática. São Paulo: MAKRON Books, 1996.

● BROOKSHEAR, J G. Ciência da Computação, uma visão abrangente. Porto Alegre: BOOKMAN, 2000.

● PRICE, Ana M. A. Linguagens de Programação. Notas de Aula de CPD210 - Introdução à Informática. Porto Alegre: II da UFRGS, 1990.

● SILVEIRA, José C. Scarpellini. Conceitos Básicos de Computação. Porto Alegre: II da UFRGS, 1991.


125

Bibliografia; cont.

● MEIRELLES, Fernando de Souza. Informática. Novas Aplicações com Microcomputadores. São Paulo: McGraw-Hill, 1988.

● PRICE, Ana Maria de Alencar. Linguagens de Programação. Notas de aula de CPD210 - Introdução à Informática. Porto Alegre: II da UFRGS, 1990.

● SILVEIRA, José Carlos Scarpellini. Conceitos Básicos sobre Informática. Porto Alegre: II da UFRGS, 1991.

● SOUZA, Helena Saint Pastous Vauthier de. Conceitos Básicos de Computação. Porto Alegre: II da UFRGS, 1992.

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