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Conceitos básicos de algebra
Tipologia: Notas de estudo
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Profa. Maria Aparecida Castro Livi Prof. José Carlos Scarpellini Silveira
Porto Alegre, março de 2006.
Agradecimentos Os agradecimentos dos autores à colaboração prestada pelos colegas professores Fernando Nascimento, que auxiliou na revisão deste material, Juergen Rochol, pelos itens relativos a Redes (5.1 a 5.5) e Lisandro Zambenedetti Granville, pela complementação do mesmo tópico.
lê dados processa dados fornece resultados
Vantagens do computador
Desvantagens do computador
Informática (INFORmação autoMÁTICA) Ciência que abrange todas as atividades relacionadas com o processamento automático de informações, inclusive o relacionamento entre serviços, equipamentos e profissionais envolvidos no processamento eletrônico de dados.
Dado É a informação que será trabalhada durante o processamento. Ex.: no Vestibular: nome, identidade, opções.
Instrução É uma operação elementar que o computador tem a capacidade de processar. A instrução trabalha com os dados. São as ordens executadas pelo computador.
Cada computador tem o seu repertório de instruções. As instruções comuns em quase todos os computadores são:
Programa
É o roteiro que orienta o computador, mostrando-lhe a seqüência de operações necessárias para executar uma determinada tarefa. Um programa é uma seqüência de instruções que dirigem a UCP (ver item 2.1.1.1) na execução de alguma tarefa. Diz-se que um programa é composto por uma série de comandos ou instruções.
Hardware e software
Um sistema de computação compreende dois elementos básicos:
2.1 Organização funcional de um computador
O computador é formado por um grupo de unidades ou equipamentos conectados entre si (ver Figura 1). Cada unidade desempenha funções específicas no processamento:
O conjunto de circuitos de apoio ao processador presentes na placa- mãe é genericamente chamado de chipset. A qualidade do chipset influi diretamente na qualidade da placa-mãe e no desempenho do micro. Recursos on-board são aqueles que vêm integrados à placa-mãe (por exemplo vídeo, modem).
Clock (relógio) Os microprocessadores trabalham regidos por um padrão de tempo determinado por um clock (ou relógio). O clock gera pulsos a intervalos regulares. A cada pulso uma ou mais instruções internas são realizadas. Embora a freqüência do clock não seja uma medida definitiva de desempenho de uma máquina, na comparação de máquinas com arquitetura de microprocessador semelhante, um valor de clock mais elevado tenderá a sinalizar uma máquina mais potente.
2.1.1.2 Memória Principal Armazena temporariamente as informações (instruções e dados) dos serviços que estão sendo processados no momento. Nela os dados ficam disponíveis ao processamento (pela Unidade Aritmética e Lógica) e disponíveis à transferência para os equipamentos de saída. Está organizada em porções de armazenamento, cada qual com um endereço. Compõe-se de dois tipos de circuito: ROM e RAM.
ROM (Read Only Memory) (ou Memória apenas de Leitura) Tipicamente menor que a RAM, é uma porção da memória que não depende de energia para manter o seu conteúdo. Também chamada de memória permanente, nela são armazenadas informações que não podem ser apagadas, e que geralmente vêm gravadas do fabricante. É uma memória apenas de leitura. O usuário pode apenas ler as informações nela gravadas. Nela residem os programas necessários ao funcionamento do computador.
Tipos de ROM PROM (Programmable ROM) ROM cujo conteúdo é gravado após sua construção. EPROM (Erasable PROM) ROM que pode ser reprogramada, desde que previamente apagada com raios ultra-violeta. EEPROM (Electrically EPROM) Reprogramável por impulsos elétricos especiais.
RAM (Random Access Memory) (ou Memória de Acesso Randômico) Memória de acesso randômico ou aleatório, também chamada de memória temporária, é aquela utilizada pelo usuário para desenvolver seus programas. Seu uso restringe-se ao período em que o equipamento está em funcionamento. Se a máquina não receber energia, mesmo que seja por uma fração de segundos, todo o conteúdo da memória RAM estará perdido.
Essa memória é volátil (seu conteúdo pode ser apagado) e serve tanto para armazenar programas e dados, quanto para guardar resultados intermediários do processamento. Nela podem ser lidas ou gravadas informações. Internamente é mais complexa que a memória ROM, pois cada bit em cada byte (ver item 2.2) deve ser passível de alteração.
2.1.2 Sistema de E/S Os elementos de um computador que garantem a ligação do processador com o mundo externo constituem seu Sistema de Entrada e Saída. Em um sistema de E/S temos:
2.1.2.1 Barramento Conjunto de fios que transportam os sinais de dados, endereço e controle (ver Figura 2). Os barramentos ligam o processador à memória principal e o processador às interfaces e controladoras de periféricos. A conexão de elementos a um barramento deve seguir um padrão. Alguns padrões usados para barramentos de expansão em micros: ISA, PCI, PCI Express, AGP (vídeo). Dependendo dos componentes envolvidos, uma conexão envolvendo padrões diferentes pode ou não ser possível.
UCP
CLOCK
MEMORIA
PRINCIPAL
dados
enderecos
controle
2.1.2.2 Interfaces (ver também item 2.5) Componentes de hardware que coordenam as transferências de dados entre o processador e um ou mais periféricos. Em uma interface, é o controlador que efetua o controle da transferência de dados.
O armazenamento de caracteres (letras, números e outros símbolos) é feito através de um esquema de codificação onde, por convenção, certos conjuntos de bits representam certos caracteres. Três códigos de representação de caracteres são bastante utilizados: ASCII, EBCDIC e UNICÓDIGO. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Código utilizado pela maioria dos microcomputadores e em alguns periféricos de equipamentos de grande porte. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) Ex.: (^) Caracteres EBCDIC ASCII A 1100 0001 10100001 Z 1110 1001 10111010
UNICÓDIGO (ou Unicode) Código que utiliza dois bytes para representar mais de 65. caracteres ou símbolos. Permite intercambiar dados e programas internacionalmente.
2.2.5 Unidades de Medida As unidades de medida para:
Embora o sistema métrico de unidades de medida empregue os mesmos prefixos na base decimal, o valor exato em Informática é diferente. Como o sistema de numeração utilizado é binário (base 2), usa-se potências de 2 para os cálculos: K 1024 210 M 1.048.576 220 etc... Os valores expressos em múltiplos de byte podem assumir várias formas na escrita, ou seja, 64 quilobytes podem ser escritos como 64KB, 64Kb ou 64K, assim como 64 megabytes podem ser escritos como 64MB, 64Mb, 64 M ou 64 Mega. Valores expressos em bits são de modo geral escritos por extenso. Ex.: 64 quilobits.
2.3 Níveis de memória Para executar os programas com mais rapidez, os sistemas utilizam níveis de memória (ver Figura 3) com diferentes velocidades de acesso.
Cache
Auxiliar
Auxiliar-Backup
Pequeno
Grande
Alto(a)
Baixo(a)
2.3.1 Memória Cache Memória de altíssima velocidade de acesso controlada e gerida pelo hardware. Busca acelerar o processo de busca de informações na memória. Está localizada logicamente entre o processador e a memória principal (ver Figura 4). Intercepta todos os acessos à memória principal e resolve-os. Seu funcionamento é transparente para o processador e os softwares em execução. Fisicamente pode tanto integrar o microprocessador (cache interna), como consistir de chips adicionais instalados na placa-mãe do micro (cache externa). Tamanho tipicamente pequeno: cache interna: até 512K; cache externa: até 2Mb.
Cache
Processador MemoriaPrincipal
Controle e gerencia da cache
2.3.2 Memórias Auxiliar e Auxiliar-Backup Desempenhadas por discos, CDs e fitas (ver item ).
2.4.2 Dispositivos/Meios mais usados em microcomputadores:
2.4.2.1 Teclado Contém as teclas presentes nas máquinas de escrever:
E algumas teclas especiais adicionais como:
usadas para operações bem específicas, que podem variar conforme o software (programa(s)) utilizado. Permitem atribuir significados lógicos adicionais às teclas alfanuméricas, se pressionadas ao mesmo tempo que essas. Tecla ENTER (ou Return, CR, End of Line, New Line, etc.). Comanda a interação com o sistema. Indica quando uma operação deve ser processada.
Arranjo padrão das teclas : QWERTY Foi criado no século passado com o objetivo de evitar que as hastes com letras das máquinas de escrever mecânicas travassem. Seu nome surgiu das seis primeiras teclas com letras que ocorrem na área superior esquerda dos teclados.
Teclado padrão brasileiro: O teclado que tem a tecla do c cedilha e atende às necessidades de quem usa o português do Brasil é o chamado teclado ABNT (sigla da Associação Brasileira de Normas Técnicas).
Teclados Inteligentes Os teclados podem ser programados com o auxílio de programas utilitários. Quando o programa utilitário vem gravado na memória do micro, há fabricantes que o chamam de teclado “inteligente”. Mas a inteligência não é do teclado e sim do software que o gerencia.
2.4.2.2 Monitor de Vídeo (ou terminal CRT, tela, vídeo, display, terminal de vídeo, etc.) Um monitor possui uma tela e uma memória de vídeo, onde a imagem apresentada na tela é armazenada.
Tipos de monitores conforme o tipo de tela:
Tamanho da tela O tamanho da tela é expresso em polegadas, sendo a medida tirada na diagonal. Os modelos mais comuns são de 15”, 17” e 21”.
Classificação dos monitores que usam tubo de TV:
Técnicas de geração de texto na tela: a) bit map: um setor da memória é reservado para o vídeo e armazena caracteres e/ou imagens geradas ponto a ponto.
b) character map: usa conjunto de caracteres e símbolos armazenados em ROM (mais rápida, mas limitada a conjunto restrito de símbolos).
Sistema de vídeo nos micros tipo IBM PC: O sistema de vídeo nos micros tipo IBM PC compreende placa controladora, monitor de vídeo e memória de vídeo. A capacidade gráfica é definida pela placa controladora de vídeo, mas para obter-se imagens de boa qualidade, a placa de vídeo e o monitor devem atuar de forma harmônica.
Algumas placas controladoras usadas em micros tipo IBM PC: CGA (Color Graphics Adapter) EGA(Enhanced Graphics Adapter) VGA (Video Graphics Array) SVGA(Super Video Graphics Array)
Resolução de vídeo
A resolução de um vídeo, ou seja a qualidade de sua imagem, é função sobretudo do número de pontos, ou pixels (picture elements) representados na tela e do seu pixel pitch (ou dot pitch).
usual) e chama-se Formatação ou Inicialização. A formatação apaga o conteúdo anterior do disco. O número de trilhas e setores depende do Sistema Operacional (ver item 3.1.1), respeitadas as limitações do disco e do dispositivo de E/S.
Tipos
Disquetes (material plástico) O tipo padrão disponível nos micros atuais é de 3 ½”, com 1,44 Mb de capacidade. Os disquetes de 5 ¼”, ainda existentes em sistemas mais antigos, apresentam capacidade máxima de 1,2 Mb. Os drives para disquetes de 3 ½” podem ser fixos ou removíveis. Os disquetes para drives removíveis são de maior capacidade, ex. Zip Atapi (750 Mb) e Jaz (2 Gb) da Iomega, para plataforma PC e SparQ 1.0 ( Gb) da SyQuest, para plataformas PC e Mac (Apple).
HD (Hard Disk ou disco rígido, de material metálico) A cabeça de leitura/gravação do dispositivo flutua sobre a superfície do meio magnético que recobre o disco. Uma fina camada de ar é formada, e impede que a cabeça encoste na superfície de óxido magnético. Nos HDs, todo o conjunto - cabeça de leitura/gravação, disco com superfície magnetizada - é montado em uma caixa selada e extremamente limpa. Desta forma é possível ter-se uma distância muito menor entre a cabeça e a superfície do disco e conseqüentemente maiores densidades de gravação (bits/área).
Capacidade de armazenamento dos HDs: giga bytes.
Winchester é um outro nome para os HDs. Foi o nome código usado pela IBM para o projeto de desenvolvimento do disco de um de seus modelos (3340), lançado em 1973. Generalizou-se, passando a nomear os acionadores de disco magnético que usam tecnologia de fabricação semelhante.
Padrões de interface IDE e SCSI (para discos de alto desempenho). Implementações do padrão IDE: ATA e SATA (serial ATA).
Vantagens em relação ao disquete:
Desvantagem Custo.
Discos ópticos Permitem armazenar texto, imagem e som. Estão baseados na mesma tecnologia a laser dos CDs de áudio. Os dados digitais são representados na superfície dos discos pela queima, a laser, de minúsculos orifícios em sua superfície. Capacidade: 600 Mb Velocidade de acesso, expressa em múltiplos de 150Kb/s (x): simples: 150Kb/s (1x) dupla: 300Kb/s (2x) tripla: 450Kb/s (3x). Os modelos mais recentes atuam a velocidades superiores a 50x.
Principais Tipos
CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) Vêm previamente gravados e não podem ser alterados.
CD-R (Compact Disk-Recordable) As unidades de CD-R podem ler discos de CD-ROM e também gravar em discos cobertos por uma tinta sensível à temperatura. A tecnologia de CD-R não permite regravação.
CD-RW (Compact Disc-Rewritable) Oferece ampla capacidade de leitura e gravação, utilizando-se de discos de CD-RW apagáveis. As unidades de CD-RW podem gravar também em discos CD-R.
DVD Tipos R, RW. Capacidade de 4,7 GB (camada simples) até 8,5 GB (dupla camada).
2.4.2.4 Outras tecnologias
Pen drive Dispositivo de armazenamento conectado através de porta USB (Universal Serial Bus). Operacionalmente é percebido pelo usuário como um disco do sistema, mas na realidade é uma memória em estado sólido. Capacidade: 64 Mb a 1 Gb.
2.4.2.5 Impressoras
Classificação quanto ao modo de impressão:
