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Introdução a Matemática Computacional
Introdução a Ciência da Computação
Aquiles BurlamaquiUERN2007.2
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Apresentação Formação
Graduação: Ciência da Computação – UFRN
Mestrado: UFRN – Dimap - Sistemas e Computação: Engenharia de
Software
Atuais Atividades Doutorando:
UFRN – DCA – Sistemas Inteligentes. Pesquisador do Laboratório Natalnet Gerente dos Projetos (GIGA-VR,GT-MV,Jogos Massivos para
TVDI) Gerente da Dynavideo
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Introdução a Ciência da Computação
Conteúdo Programático Unidade I
1.Conceitos Fundamentais 2.Evolução histórica 3.A informação e sua representação: Os sistemas de
numeração, representação de números inteiros e reais, codificação alfanumérica.
Unidade II 4.Conceitos básicos de eletrônica digital: Álgebra de
Boole, portas lógicas. 5.Arquitetura Básica de Computador:
cpu,memórias,dispositivos de E/S e barramento. 6.Arquitetura de Von Neumann.
Unidade III 7.Noções Básicas sobre programação e paradigmas de
Linguagens. 8.Visão geral sobre as áreas da Computação.
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Planejamento Carga horária: 90h
SEGUNDAS das 7:00h as 12:20h
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Introdução a Ciência da Computação
Metodologia
Aulas Teóricas-Práticas:
Em todas as aulas haverão uma discussão inicial, onde serão expostos conceitos assim como atividades práticas que servirão como parâmetro para avaliação.
Avaliação: A avaliação será feita de forma continua. E
Baseada em três provas escritas. Assim como trabalhos em sala aula.
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Bibliografia
J.Glenn Brookshear; Ciência da Computação - Uma Visão Abrangente; 7º Edição; Bookman.
Internet www.google.com
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Motivação
Por que estudar Ciência da Computação?
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Motivação
Por que estudar Ciência da Computação? Ciência que fornece base cientifica para
as aplicações computacionais existentes e as que viram a existir.
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Conceitos Fundamentais
O que é um Computador ?
Quem usa?
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Conceitos Fundamentais O que é um Computador ?
1. O que computa; calculador, calculista.
2. Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas transformações nos dados,com o objetivo de alcançar um fim determinado.
Quem usa? Industrias, empresas, universidades, população
em geral;
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Conceitos Fundamentais
Três pilares Físico
Lógico
Humano
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Conceitos Fundamentais
Três pilares Físico
Hardware (CPU + Periféricos) Lógico
Firmware (Instruções de Fábrica) Software (Programas)
Algoritmo
Humano Peopleware (Profissionais)
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Conceitos Fundamentais
Algoritmo الخوارزمي موسى بن محمد الله عبد أبو
Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī
Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar
aos cálculos) Definição:
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Conceitos Fundamentais Algoritmo
الخوارزمي موسى بن محمد الله عبد أبو Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī Algorithmi de numero indorum
Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição:
Receita de bolo Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de
instruções que é executada até que determinada condição se verifique. (wikipédia)
Conjunto ordenado e não-ambíguo de passos executáveis que definem uma atividade finita.(Brookshear)
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Conceitos Fundamentais
Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro):
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Conceitos Fundamentais
Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro):
Ligar o carro Pisar na embreagem Passar a primeira marcha Soltar a embreagem lentamente,enquanto
pisa no acelerador.
Algoritmo para fritar um ovo?
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Conceitos Fundamentais
Algoritmo Calcular a média na disciplina?
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Conceitos Fundamentais
Algoritmo Se não for seguido um formalismo,
podemos ter problemas.
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Conceitos Fundamentais Algoritmo
De modo a torná-lo não ambíguo uma formalização é necessária.
Definição de regras de semântica e sintaxe. Linguagens de Programação
Uma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador.
É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador.
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Introdução a Ciência da Computação
Como tudo começou ?
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Como tudo começou ?
Necessidade de contar.
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Evolução histórica
4000 a.C. - O Ábaco Chinês, Russo, japonês.
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Evolução histórica
1622 d.C. - A régua de cálculo William Oughtred
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Evolução histórica
1642 - A máquina de Blaise Pascal Rodas dentadas e engrenagens Muito caro Soma e subtração
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Evolução histórica
1672 - A Calculadora de Gottfried Leibnitz 4 operações
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Evolução histórica
1801 - O Tear Programável Joseph Marie Jacquard Cartões perfurados
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Evolução histórica
1822 - A Máquina que "ficou no papel“ Charles Babbage Maquina das diferenças
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Evolução histórica
1834 - Charles Babbage máquina analítica “Pai do Computador”
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Evolução histórica 1847 - A teoria de George Boole
“A Análise Matemática da Lógica” “Uma Investigação das Leis do
Pensamento“ Inventor da lógica matemática Introduziu o conceito dos
códigos binários
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Evolução histórica
1890 – Hermann Hollerith Censo americano 1896 Fundou a Tabulation Machine Company Computing Tabulation Recording Company IBM - Internacional Business Machine
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Evolução histórica 1948 - Teoria da Informação
Claude Shannon (MIT - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Bell Laboratories)
Semelhanças entre números binários com um circuito elétrico.
binary digit
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Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 -
1955)
2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)
3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)
4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)
5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje)
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Evolução histórica
1 GERAÇÃO Componente eletrônico - válvulas Tempo de Operação : milisegundos (seg) Tamanho : grande Pouco confiáveis Poucas horas de funcionamento Monoprogramáveis Programados em linguagem de máquina
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1943 - Mark I IBM com a marinha Norte-Americana 17 metros de comprimento 2 metros e meio de altura 5 toneladas 760.000 peças 800 km de fios 420 interruptores para controle realizava uma soma em 0,3 s realizava uma multiplicação em 0,4 s e uma divisão em cerca de 10 s
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1943 - Mark I
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1945 - ENIAC Eletronic Numerical Integrator and
Calculator Utilizava válvulas eletrônicas Manipulação em Forma decimal Programação difícil
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1945 - ENIAC
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1945 - EDVAC Electronic Discrete Variable Computer Mesmo tamanho que o ENIAC Cem vezes mais memória interna que o
ENIAC Utilização dos códigos binários Programação com a linha de retardo
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1945 - EDVAC
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1951 - UNIVAC I Eletronic Numerical Integrator and
Calculator Primeiro Computador Comercial (15)
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Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)
1954 - IBM 650 Eletronic Numerical Integrator and
Calculator Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha
uma massa de 892 Kg. 50 / 2.000 unidades
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Evolução histórica 2 GERAÇÃO
Surgiu em 1958 Computador mais popular foi o IBM 1401 Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI) 100 vezes menor Não precisava aquecer para funcionar Consumo menor de energia Mais rápido e confiável Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg) Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos
magnéticos) Monoprogramável Linguagem assembler Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5 ($
120.000)
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Evolução histórica2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)
TRADIC, da Bell Laboratories Menor aquecimento, Maior poder de cálculo Confiabilidade Consumo de energia bem menor
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Evolução histórica2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)
TRADIC, da Bell Laboratories
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Evolução histórica 3 GERAÇÃO
Surgiu em 1965 : IBM 360 Componente eletrônico : Circuito Integrado (LSI) Mais confiáveis Miniaturização dos componentes Baixíssimo consumo de energia Custo muito mais baixo Menor tamanho Multi-programação IBM 360 - vendeu 30.000 unidades
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Evolução histórica3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)
Transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip
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Evolução histórica
4 GERAÇÃO Surgiu em 1975 Componentes eletrônicos - Circuitos
Integrados (LSI e VLSI) Tempo de operação - 0,5 nanosegundos
(10-9 seg) Popularização no uso Tecnologia de FIRMAWARE (Funções do
S.O)
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Evolução histórica4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)
Circuitos de larga escala LSI - mil transistores por "chip" 1981 nasce o 286 1985 nasce o 386 1989 nasce o 486
Professor: Aquiles Burlamaqui
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Evolução histórica 5 GERAÇÃO
Em fase de estudo Dúvidas quanto a existência Componentes eletrônicos : Circuito integrado
(ULSI) Inteligência artificial O hardware e construído visando o software CISC X RISC Multiprocessamento Tempo de operação : pico - segundo (10-12) Memória principal - Gigabytes Memória auxiliar - Terabytes
Professor: Aquiles Burlamaqui
Introdução a Ciência da Computação
Evolução histórica5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje)
Pentium I, Pentium II, Pentium III Pentium IV AMD, etc