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Introdução a Computação

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1. Quando a instru o estiver completamente executada o ciclo recome ar partindo da fase de busca O apontador de instru o j estar apontando para o pr ximo endere o da mem ria que cont m a nova instru o A etapa de busca a mais demorada Para ajudar na performance os projetistas de processador incorporaram o conceito de Pipeline 3 5 Pipeline No ciclo busca decodifica o execu o a etapa de busca leva de longe o maior tempo para ser realizada Isto ocorre principalmente porque a mem ria est longe do processador verdade que toda comunica o entre estes componentes opera na velocidade da luz Isso significa que necess rio um pouco menos de um nanossegundo para que uma informa o trafegue da mem ria para o processador A volta toma outro nanossegundo e assim por diante Um nanossegundo aparentemente muito pouco Por m o processador pode executar centenas de c lculos nesta janela de tempo Para acelerar a etapa da busca os processadores incorporaram o conceito de pipeline Com o pipeline v rias instru es s o puxadas da RAM para uma esp cie de tubo pipe em ingl s instalado dentro do processador S o aquelas que parecem ser as pr ximas a serem apontadas pelo apontador de instru o Com este sistema existe a chance de que a pr xima instru o j esteja no tubo para ser copiada para dentro de um registrador acelerando dramaticamente a vaz o dos dados O motivo de n o ser po
2. ao mesmo tempo em que ouve uma m sica tocada pelo pr prio PC Essa uma quest o fundamental de sintonia entre a arquitetura do computador e a as x As 39 Las constru o do sistema operacional Ambos s o projetados para fazer parecer ao usu rio que poss vel dois ou mais processos ocuparem um mesmo processador simultaneamente Na realidade o que temos um conjunto de processos programas em execu o carregados na mem ria RAM que competem para ocupar o processador e realizar aquilo que est sendo solicitado pelo usu rio Essa competi o t o r pida mas t o r pida que a impress o que temos que tudo ocorre ao mesmo tempo O poder de carregar dois ou mais programas na mem ria RAM chama se multiprograma o enquanto que o nome desse rod zio entre os v rios programas para ocupar o processador bem como entre os v rios usu rios executando diferentes processos em um nico computador de grande porte chama se compartilhamento de tempo Em meio a tanta coisa acontecendo quase ao mesmo tempo o sistema operacional precisa ficar muito esperto com a organiza o da mem ria RAM e dos demais dispositivos e Um processo pode querer tentar escrever na rea da mem ria reservada a outro processo danificando os dados particulares deste outro processo e Um processo pode querer tentar escrever diretamente no disco r gido danificando a organiza o feita pelo sistema operacional Para gar
3. o baseada na abrang ncia geogr fica Das menores redes criadas para interligar o mouse sem fio ao computador at a rede mundial de computadores h diversos aspectos que as diferenciam como a velocidade e a forma de acesso TANENBAUM 2003 apresenta as seguintes defini es PAN Personal Area Network Rede de rea Pessoal a rede estabelecida entre dispositivos pr ximos As c meras fotogr ficas capazes de se ligarem s impressoras diretamente sem necessidade de computadores ou fios os fones de ouvido que se conectam diretamente aos telefones celulares tamb m sem a necessidade de fios e as redes bluetooth para liga o de computadores pr ximos s o bons exemplos aderentes ao conceito de redes pessoais PANSs Em geral os aparelhos devem estar dentro de uma rea com dist ncia inferior a 10 metros para se comunicar e conseguem transmitir n o mais do que 1 megabit um milh o de bits por segundo LAN Local Area Network Rede de rea Local As redes locais trazem o conceito mais conhecido de liga o entre computadores Atrav s de cabos ou utilizando adaptadores sem fio os computadores de uma mesma sala ou edif cio s o interligados alcan ando velocidades geralmente entre 10 e 100 megabits por segundo A rede estabelecida entre os computadores da sua sala de aula ou laborat rio do tipo LAN e MAN Metropolitan Area Network Rede de rea Metropolitana As redes metropolitanas s o formadas
4. l der de mercado entre os computadores pessoais o Pentium optou por adicionar diversos recursos complexos diretamente embutidos dentro do chip As opera es complexas s o ent o realizadas de uma s vez melhorando o desempenho do processador verdade que o desempenho aumenta por m necess rio adicionar ao processador sub controles que acabam atrasando seu tempo de resposta al m de encarecer seu custo de fabrica o Os principais sub controles s o o microprograma e a micromem ria O microprograma cont m um pequeno c digo de realiza o da tarefa complexa e a micromem ria o local onde ele carregado Estas duas vertentes de constru o de procesadores recebem nome pr prio A arquitetura reduzida muito empregada pela Apple chama se RISC Reduced Instruction Set Computer ou Computador com Conjunto de Opera es Reduzidas enquanto que a arquitetura de instru es complexas empregada pela Intel no processador Pentium chama se CISC Complex Instruction Set Computer ou Computador com Conjunto de Instru es Complexas Internamente o projeto do processador pode ser reduzido ou complexo Externamente o processador pode operar sozinho ou em coopera o com outros processadores Vamos conhecer o multiprocessamento 3 7 M ltiplos processadores e m ltiplos n cleos Normalmente os computadores que voc encontra sua volta cont m um nico processador Entretanto servidores e supercomputadores empr
5. servidores e UNIX Sistema operacional criado no in cio da d cada de 70 para o Bell Labs Apesar de n o estar dispon vel hoje ele inspirou v rios outros sistemas a partir da vis o de que a cada programa deve fazer apenas uma tarefa espec fica mas faz la bem e b os dispositivos de armazenamento e de entrada sa da devem ser vistos como se fossem arquivos para simplificar sua manipula o e Derivados do UNIX S o os sistemas operacionais derivados no UNIX original Herdam seu estilo poderoso e simplificado Os principais exemplos s o a fam lia BSD FreeBSD OpenBSD e NetBSD o Solaris da Sun e o AIX da IBM e Mac OS da Apple provavelmente o mais atraente e mais f cil sistema operacional para uso geral Muito utilizado nas reas de editora o e produ o gr fica o Mac OS est na vers o X 10 e tem seu n cleo adaptado da fam lia BSD e Linux Ao inv s de derivar diretamente do UNIX o Linux um clone Cont m c digo fonte criado do zero pelo finland s Linus Torvalds A interface fornecida para o usu rio a mesma empregada pelos UNIX Pode ser um shell em texto bash c shell korn shell ou gr fica Gnome KDE XFCE todos atrav s de um servidor gr fico como o X org eo X Window 6 Bancos de Dados e os Sistemas de Informa es O sistema gerenciador de banco de dados SGBD um software um programa de computador escrito em uma linguagem de programa o qualquer que tem seu objetiv
6. 10011010 A etapa extra consiste em converter 10011010 em decimal logo 9A 10011010 154 1 3 4 Convers o do sistema decimal para o sistema hexadecimal Para converter um n mero que est representado na base decimal em seu correspondente da base hexadecimal precisamos usar a t cnica das divis es sucessivas empregando claro o n mero 16 como divisor O Quadro abaixo ilustra as opera es considerando a necessidade de transformar 1964 em hexadecimal A primeira divis o 1964 por 16 resultou em 122 com resto 12 A segunda divis o 122 por 16 resultou em 7 e resto 10 A terceira divis o 7 por 16 resultou em O e resto 7 Concentre se nos restos Monte os de tr s para frente Temos 7 10 e 12 Agora retorne para a tabela de convers o 7 7 10 A 12 C Ent o 1964 7AC Buscaremos nesse momento informa es sobre o processo de evolu o dos computadores 2 Evolu o do Computador E importante estudar e conhecer as inven es e descobertas cient ficas que resultaram na cria o do computador Foi necess ria uma s rie de acontecimentos em diversas pocas da hist ria para que a m quina de prop sito geral viesse a ser colocada em opera o no in cio do s culo passado Primeiramente necess rio diferenciar as duas formas pelas quais poss vel representar uma mesma informa o o anal gico e o digital e em seguida partir para a evolu o hist rica do computador 2 1 Anal gico e o
7. Novas necessidades vis es diferenciadas necess rias conforme as mudan as nos processos da organiza o E desej vel que o SIG permita ao pr prio gerente montar esse tipo de relat rio sem entender de programa o ou do funcionamento interno do sistema Como caracter stica especial os SIGs podem permitir alta ger ncia condensar n meros sobre os diferentes SPTs que operam nos diversos setores a fim de criar vis es integradas e amplas da organiza o 6 2 4 Sistemas de Apoio Decis o O Sistema de Apoio Decis o SAD ou Sistema de Suporte Decis o SSD utilizado em n vel gerencial para assessorar o gerente frente necessidade de decidir sobre situa es at ent o n o previstas Esse tipo de sistema opera sobre diversas fontes de dados SGBDs SPTs SIGs planilhas de c lculo e tudo mais que for necess rio para gerar sa das com especula es suposi es e proposi es de cen rios futuros variando em fun o das diferentes decis es que podem ser tomadas no presente 6 2 5 Sistemas Especialistas O Sistema Especialista SE uma aplica o da intelig ncia artificial Ele tem a o em uma rea espec fica de conhecimento e objetiva dar respostas da mesma forma que um consultor humano A qualidade das respostas varia em fun o da qualidade das regras usadas na constru o do SE A experi ncia desses sistemas costuma evoluir somente com o tempo ap s v rias s ries de uso e a
8. assistentes di rios na realiza o das tarefas pessoais al m das corporativas Com isso aparecem os softwares utilit rios modernos como o ambiente gr fico amig vel e os pacotes de escrit rio e O software torna se produto de venda em massa O come o do uso do computador como dispositivo de entretenimento jogos refor a esse conceito 4 2 4 Quarta era Nesta era a situa o fica mais confort vel e mais familiar pois se trata do momento em que vivemos e Os computadores pessoais passam a ter poder de processamento e armazenamento superiores aos supercomputadores antigos e Surgem as tecnologias orientadas a objeto fazendo o software representar melhor a realidade humana no momento de programar o computador e Os softwares passam a ser utilizados nas tomadas de decis o e Aparecem os softwares especialistas que permitem o uso do conhecimento humano como base para as tomadas de decis o e As t cnicas de intelig ncia artificial come am a apresentar aplica es pr ticas adaptando se a novas circunst ncias e se autocorrigindo para decis es futuras 4 2 5 Daqui em diante Ent o o que podemos esperar dos softwares produzidos de nossa gera o em diante e O uso cada vez mais intenso da computa o distribu da principalmente atrav s da Internet para a solu o de quest es que requerem um grande poder computacional simula es decodifica o de sinais interestelares segienciamento gen tico
9. entre muitas outras e Aplica es baseadas em intelig ncia artificial cada vez mais pr ximas do usu rio e Computadores cada vez menores e com mais poder de processamento e armazenamento permitindo e demandando softwares mais poderosos por m mais atraentes e amig veis 4 3 Tipos de software Dependendo do interesse de quem fabrica um determinado software este pode chegar at voc e a qualquer pessoa interessada em instal lo no computador segundo uma licen a ou direito de uso As formas mais comuns s o e Software propriet rio a modalidade mais comum onde o usu rio ou empresa paga por uma licen a de uso Pode ser adquirido como um CD ROM dentro de uma caixa ou atrav s de contrato com o fabricante e posterior envio da m dia de instala o e Software shareware o modelo no qual a pessoa pode efetuar download via Internet ou receber o software em CD ROM para utilizar por um per odo de testes Ap s esta etapa de avalia o o usu rio decide se quer comprar a licen a que d uso irrestrito e ilimitado do mesmo e Software freeware este tipo de software geralmente d o direito para a pessoa utiliz lo livremente para fins pessoais J o uso comercial pode requerer o pagamento de uma taxa de licenciamento e Software adware uma troca entre o fabricante e o usu rio O fabricante do software n o cobra nenhuma taxa pelo uso do produto mas exige que uma rea da tela do computador seja dedic
10. representar o decimal em quest o E s anotar o valor da tabela de convers o 150 10010110 1 3 A base hexadecimal O computador faz todas as opera es de c lculo em n meros bin rios N s seres humanos temos um alfabeto usamos n meros decimais etc Ao usarmos um computador n o necess rio escrever diretamente em bin rio Podemos escrever em decimal em texto desenhar imagens ver fotografias ouvir m sica e um monte de outras coisas mais Isto poss vel porque existe uma representa o num rica na mem ria do computador que derivada de uma base maior do que a pr pria base decimal At o momento verificamos bases menores que a decimal No in cio verificamos a contagem inicial para as bases decimal at a base 1 ou un ria E se resolvermos extrapolar subindo para a base 11 12 13 etc O computador usa a base 16 para representar as informa es teis ao ser humano Por conven o usam se as primeiras letras do alfabeto para representar essas bases maiores que 10 O Quadro abaixo apresenta uma tabela de rela o entre as bases decimal bin ria e hexadecimal base 16 Decimal Bin ria Hexadecimal 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 O oo N AUU RA UU Ne O e A OU N e O mug a wp OONA RAUND o fa Com isso voc passa a saber que por exemplo 15 igual a F Devido ao t rmino dos algarismos para representa
11. restrita Tablet PCs S o computadores com sistemas operacionais muito parecidos com os computadores tradicionais O diferencial destes aparelhos o fato de imitarem o formato de uma prancheta Assim o uso de um Tablet PC muito conveniente para a es como a leitura de livros em formato digital desenhos m o livre feitos diretamente na superf cie do monitor e anota es m o al m dos recursos tradicionais de um computador como o acesso Internet e os aplicativos de escrit rio O Tablet PC pode vir acompanhado de teclado e dispositivo apontador o que torna seu uso mais pr tico para a reda o de textos longos por exemplo e Aspectos positivos Muito f cil de manusear Pode ser mantido por um bra o e manipulado pela m o oposta A bateria suporta horas de opera o Aspectos negativos mais lento que um notebook N o suporta leitores de Cds DVDs internamente pois n o h espa o para este tipo de recurso Computadores port teis ou notebooks S o computadores pessoais transport veis com alto poder de processamento Algumas pessoas utilizam esses computadores como m quina principal outras combinam seu uso com uma esta o de trabalho Em outras palavras a linha que diferenciava este tipo de aparelho do computador de mesa est cada vez menos n tida Computadores de mesa ou desktops Este talvez o tipo de computador mais conhecido Ele toma boa parte do espa o de uma mesa de escrit rio e fo
12. Fabricio Julia Tabela esporte campo idade Banco 3 Banco 4 Usu rio 1 Usu rio 2 Dentre as premissas essenciais aos sistemas gerenciadores de bancos de dados as mais importantes s o e Disponibilidade O SGBD deve estar sempre dispon vel operacional e Confiabilidade O SGBD deve estar funcionando sempre de forma confi vel sem perda ou altera o indesejada dos dados e Deve permitir que os dados possam ficar armazenados em v rios locais diferentes computadores diferentes discos r gidos diferentes redes diferentes e outros e Deve ser independente do hardware e Deve ser independente do sistema operacional e Deve ser independente da rede de computadores Os principais SGBDs do mercado s o o Oracle Database da Oracle o SQL Server da Microsoft o PostgreSQL do PostgreSQL Group e o MySQL da MySQL AB Veja agora os diferentes tipos de usu rios de um sistema gerenciador de bancos de dados 6 1 4 Usu rios do SGBD Existem diferentes n veis de acesso a um sistema gerenciador de bancos de dados e Administrador do SGBD Database Administrator ou DBA no ingl s o profissional que cria e mant m bancos e as estruturas das tabelas define e modifica os campos de dados e gerencia os outros usu rios e Programadores S o as pessoas que criam os programas de interface com o banco Eles tamb m modelam os sistemas de informa es que ser o estudado
13. Isso lhe confere propriedades especiais que ser o estudadas em profundidade na disciplina de Redes de Computadores e Por fim a topologia f sica em malha espec fica onde um computador deve ser ligado a todos os demais computadores atrav s de conex es dedicadas entre cada um deles Cada topologia oferece pontos positivos e negativos z e A topologia em barramento muito f cil de criar basta escolher um cabo adequado e pass lo por todos os equipamentos A economia de material grande O lado negativo que essas redes s o relativamente lentas e o rompimento do cabo causa a parada de todas as atividades e Na topologia em estrela muito f cil adicionar novos computadores Basta apenas haver portas dispon veis no hub e cabos para a interliga o Entretanto se o hub falhar todos ficam sem comunica o e A rede em anel f sico fornece dois caminhos para dois dispositivos se encontrarem Quando o primeiro caminho falha pode se trafegar pelo segundo Se ela l gica ent o poss vel ordenar o tr fego e priorizar a ordem da comunica o entre os dispositivos e A rede em malha garante que se dois dispositivos est o funcionando eles ser o capazes de comunicar Entretanto a liga o dedicada entre cada computador pode encarecer demais o custo do projeto Al m dos aspectos de topologia as redes de computadores variam tamb m com rela o a abrang ncia geogr fica que elas ocupam 7 1 3 Classifica
14. Sistemas de Informa es Gerenciais e Sistemas de Apoio Decis o e Sistemas Especialistas e e Sistemas de Informa es Executivas Vamos ver um pouco sobre cada um deles 6 2 2 Sistemas de Processamento de Transa es O Sistema de Processamento de Transa es SPT realiza tarefas ligadas s atividades rotineiras e necess rias ao funcionamento da organiza o Ele monitora e realiza transa es e a partir delas gera e armazena dados Os SPTs s o geralmente utilizados por todos os funcion rios operacionais As fun es de vendas compras controle de faturas controle de estoque recebimento de materiais recursos humanos e contabilidade s o as mais comuns e refletem diretamente na qualidade da gest o interna da empresa 6 2 3 Sistemas de Informa es Gerenciais O Sistema de Informa es Gerenciais SIG permite que os administradores possam controlar organizar e planejar a organiza o de forma que a organiza o atinja suas metas Os SIGs fornecem relat rios que apresentam o desempenho atual e passado da organiza o Esses relat rios s o presumidos t m formato fixo e padronizado Os relat rios mais comuns s o e Relat rios programados Criados com anteced ncia e utilizados por gerentes para consultas essenciais de medi o do desempenho da organiza o e Relat rio indicador de pontos cr ticos Voltado ao apontamento de situa es que podem indicar problemas e Relat rios sob demanda
15. a nossa realidade A id ia de tratar as informa es dentro de tabelas s surgiu no meio computacional com a chegada deste modelo Outro grande conceito relevante o de dom nios Dom nios s o conjuntos de valores poss veis para uma entidade Considere a entidade pessoa O quadro abaixo ilustra alguns exemplos de dom nios para ela Nome Local de nascimento Sexo Fabricio S o Paulo Masculino Julia Rio de Janeiro Feminino Porto Alegre Rio Branco C sar Manaus Campo Grande Nesta interpreta o est o todos os dom nios da entidade pessoa que meu banco de dados necessita Talvez o seu banco de dados tenha outros valores para o dom nio Nome e Local de Nascimento Outros por m iriam ser id nticos como o dom nio Sexo e possivelmente C digo Perceba que ao empregar os dom nios em uma tabela nem todos os valores precisam aparecer Outros aparecem e se repetem em v rios registros diferentes como pode ser visto no abaixo C digo Nome Local de Nascimento Sexo 001 Fabricio Manaus Masculino 002 Julia Porto Alegre Feminino 003 Pedro Rio de Janeiro Masculino 004 Fabricio Campo Grande Masculino Neste exemplo o campo C digo especial No modelo relacional ele recebe o nome de chave prim ria A chave prim ria um campo que identifica um registro de forma nica eliminando a possibilidade de coincid ncias Veja que com a chave prim ria poss vel por ex
16. atrav s de cabos de conex o como a fibra ptica que passa por toda uma cidade Nela poss vel ligar uma LAN outra desde que ambas se encontrem na mesma rea metropolitana Este tipo de rede oferece velocidades bem parecidas com as LANS e WAN Wide Area Network Rede de rea Ampla As redes de rea ampla interligam pontos que ultrapassam a dist ncia dos 1 000 quil metros Essas redes geralmente s o montadas em cima das redes telef nicas tradicionais e cada vez mais empregam as fibras pticas em substitui o ao cabo de cobre Isso resulta em velocidades em torno dos 150 megabits por segundo A Internet uma rede WAN 7 2 A Internet Criada pelo departamento de defesa dos Estados Unidos em 1969 com o nome de ARPANET a Internet surgiu com o prop sito de servir como WAN de liga o entre computadores dos centros de pesquisa de algumas universidades daquele pa s Hoje atrav s dos provedores de telefonia poss vel a qualquer pessoa ou empresa solicitar sua conex o com a Internet e realizar uma grande diversidade de formas de comunica o Entre elas podemos destacar e A troca de correio eletr nico que imita o correio tradicional As pessoas enviam e recebem mensagens de texto com a possibilidade de inclus o de imagens e outros recursos multim dia sob forma de anexos e Transfer ncia de arquivos que torna poss vel enviar ou receber documentos texto imagem udio v deo etc convertidos em
17. banco de dados Existe alguma pessoa chamada Julia Isso pode ser feito em SQL aproximadamente da seguinte forma selecionar tudo de pessoa onde nome Julia resposta 002 Julia Porto Alegre Feminino timo existe 1 registro O c digo 002 E quais esportes Julia gosta se traduz em selecionar tudo de esporte onde c digo 002 resposta 002 V lei 002 Pingue pongue O SQL a linguagem mais utilizada para a manipula o dos dados dentro dos SGBDs atuais 6 1 2 Modelo orientado a objeto O modelo orientado a objeto surgiu para melhorar ainda mais a rela o entre a realidade que est nossa volta e a forma como o banco de dados deve armazenar registros Neste caso ao inv s de inserirmos um novo registro na tabela esportes informando que 002 est relacionado a Futebol apenas informamos que Julia come ou a gostar de Futebol A partir da o banco de dados orientado a objeto entende por conta pr pria o que isso significa e estabelece a rela o por conta pr pria sem que n s tenhamos que modelar essa necessidade Os bancos de dados orientados a objeto surgiram devido s necessidades dos projetos assistidos por computador muito usados nas reas de engenharia dos dados multim dia som v deo e dados espaciais e sistemas de informa es geogr ficas A partir do momento em que se tornou interessante armazenar estes tipos de dados em banco percebeu se que o modelo rel
18. da RAM livre para que o usu rio possa ocup la com seus processos A medida em que os processos v o sendo carregados e encerrados novos espa os s o liberados na RAM para serem reutilizados Processo 4 Processo 1 Processo 1 174 KBytes 174 KBytes Lacuna 13 KB Lacuna 25 KBytes Lacuna 25 KBytes Este caso se baseia em uma situa o primitiva mas ilustra bem as preocupa es do sistema operacional com rela o mem ria Na situa o A o rec m criado processo 4 quer entrar em opera o A princ pio n o h espa o Em B houve o encerramento do processo 2 que acabou por liberar espa o para o processo 4 Note que depois disso ficou existindo duas vagas Uma com 13 kb e outra com 25 kb Contabilizar essas informa es mantendo uma lista dos espa os ocupados e dos livres tarefa do S O Ele n o pode permitir por exemplo que um processo seja carregado na rea de outro ainda em execu o Para finalizar voc apenas precisa saber que o sistema operacional n o nega a inicializa o de novos processos mesmo quando a mem ria RAM est completamente utilizada Para conseguir isso ele estende esse mapa da mem ria RAM para uma rea dentro do disco r gido O lado negativo deste procedimento que a execu o dos processos fica muito mais lenta devido a diferen a de velocidade entre esses dispositivos O nome deste recurso swap que se traduz em uma rea de troca
19. digital O termo anal gico faz refer ncia informa o que pode assumir estados infinitos Os sintonizadores manuais de um aparelho de r dio antigo ou os ponteiros de um rel gio s o anal gicos porque podem assumir frequ ncias e tempos infinitamente divis veis verdade que a esta o do r dio pode estar em exatos 88 Mhz entretanto neste sintonizador manual ou anal gico provavelmente teremos algo mais impreciso como 88 01 Mhz ou 88 001 Mhz 88 0001 Mhz ou 88 00001 e assim indefinidamente at o infinito No caso do rel gio a situa o similar O ponteiro dos segundos pode estar marcando a posi o 57 e depois 58 Entretanto a mudan a n o acontecer sem que ele passe muito rapidamente pelos momentos 57 01s 57 02s 57 03s e assim por diante por mais que esses momentos n o estejam escritos na borda do aparelho Portanto em termos anal gicos tudo pode ter infinitas unidades de precis o N s s arredondados a informa o por pura conveni ncia Em contrapartida o termo digital faz refer ncia informa o que assume um conjunto restrito e previs vel de estados O sintonizador do r dio digital vem de f brica apto a marcar frequ ncias de esta es com valores cujas casas de fra o s o limitadas por exemplo 88 10 Mhz Caso fosse necess rio achar a sintonia para a fregii ncia 88 10001 Mhz este r dio n o serviria O pr ximo passo do aparelho seria portanto algo como 88 20 Mhz Os estado
20. dispositivos Estudaremos outros dois importantes tipos de software veremos os bancos de dados ou seja softwares especiais para a manipula o de dados Depois abordaremos os sistemas de informa o componente essencial que ajuda na administra o das organiza es modernas Vamos tamb m explicar e descrever o funcionamento das redes de computadores Voc vai obter uma vis o geral de como as redes s o empregadas nas empresas para acelerar o acesso s informa es e tamb m para conect las Internet Sum rio 1 Sistemas de Num ra o suar renata inata san states saesren atada 2 Evou lu o do Computador sosssssa saiai sis casada agrada ai ssacasala ai e 3 Hardware COMputaciONAL tsesisteaapsareporni tease isa tome ades spas nbs 4 Softwares e as Linguagens de Programa o Du sistenia Operacional aa asas e DOS Aa a aE r 6 Bancos de Dados e os Sistemas de Informa es 7 Redes de Computadores e a Internet iii 1 Sistemas de Numera o Vamos mostrar as diferentes representa es num ricas com as quais o computador trabalha Vamos manipular os n meros nas bases bin ria e hexadecimal al m da base decimal com a qual j estamos habituados Para entender o jeito como o computador processa os n meros dentro do processador Vamos pensar na maneira como contamos as coisas ao nosso redor 1 1 Contagem de n meros Neste conjunto d
21. em portugu s A seguir acompanhe o funcionamento do elemento de ger ncia de arquivos 5 4 Gerenciamento de arquivos Arquivo o nome dado a um conjunto de dados eletr nicos que fazem sentido para o usu rio Por exemplo uma fotografia um conjunto de bits que marcam pontos de cores diferentes enquanto que uma m sica um conjunto de bits que representam as ondas de udio que devem ser geradas pelo dispositivo de som Voc n o vai colocar uma fotografia para tocar no programa de m sica nem abrir um arquivo de som com um editor de imagens Entretanto olhando cruamente para esses arquivos eles n o passam de sequ ncias de bits organizados em estruturas hexadecimais Para melhorar a organiza o dos arquivos poss vel classific los por extens o e agrup los em diret rios ou pastas conforme a finalidade de cada grupo O Quadro 1 exibe um exemplo onde as extens es bin mp3 e png s o utilizadas para classificar arquivos bin rios m sicas e imagens e que emprega pastas com o nome programas musicas e fotos para agrup los f 512 bytes kernel img 3851 kbytes programas 512 bytes 1020 kbytes 2800 kbytes 6580 kbytes 6420 kbytes 580 kbytes 380 kbytes programas editor bin programas navegador bin joao musicas aloalo mp3 joao musicas olaola mp3 joao fotos praia png O 0 0 0 0 2 GO lu joao fotos festa png Cada sistema operacional tem seu modo d
22. es que est o na tela do computador da a necessidade de gerenciar o hardware do computador O sistema de arquivos o conjunto de hardware que tem por objetivo armazenar as informa es por tempo indeterminado Ou seja mesmo depois que voc desliga um computador as informa es previamente salvas ficam armazenadas em algum dispositivo Na maioria das vezes um disco r gido Por fim o quarto item est relacionado ao fato de que apesar de tanta utilidade o sistema operacional n o o objeto final de utilidade do computador Na verdade o sistema operacional tem que deixar o PC organizado para uma nica grande finalidade executar programas Dependendo das necessidades do usu rio Organizar o editor de textos o navegador da Internet o programa de mensagens instant neas o download de arquivos e aquele joguinho de cartas todos executando ao mesmo tempo n o l uma tarefa das mais triviais Usu rios servir executar Sistema Operacional gerenciar organizar Hardware Arquivos 5 2 Execu o de processos Qualquer programa de computador um editor de textos por exemplo ao ser carregado na mem ria RAM para poder executar dentro do processador recebe um nome especial processo Processo portanto um programa que est em execu o Voc j parou para pensar como poss vel um computador com apenas um processador executar o editor de textos ao mesmo tempo em que voc navega na Internet e
23. ex verdadeiro ou falso podem ser expressos atrav s de equa es alg bricas O feito de George Boole foi muito importante porque s a partir deste ponto que os cientistas puderam come ar a considerar a id ia de um computador universal program vel para qualquer finalidade 2 5 M quinas de computar 1889 Um estat stico norte americano fica preocupado ao constatar que s o necess rios sete anos para processar a contagem da popula o os censos daquele pa s Desenvolve ent o as id ias de Babbage associadas t cnica do cart o perfurado Com a m quina do Senhor Hollerith o mesmo nome que deu origem ao seu holerite de pagamento fica poss vel contabilizar o censo em apenas tr s anos e meio 1896 Ele Hermann Hollerith funda a Tabulating Machine Company Em 1924 a empresa muda de nome para International Business Machine ou IBM Os neg cios na rea da inform tica remontam desta poca 1904 John A Fleming cria a v lvula que consiste de um inv lucro de vidro contendo dois eletrodos Dependendo da forma como a energia passa por uma v lvula ela pode manter ou interromper a passagem de corrente Estes s o os dois estados da l gica computacional com passagem de corrente ou sem passagem Ligado ou desligado Verdadeiro ou falso e portanto UM ou ZERO 1937 Em meio a um cen rio mais evolu do com a lgebra booleana a v lvula e os mecanismos de entrada baseados em cart o pe
24. linha na base 2 onde podemos empregar somente zeros e uns Ela O processo ocorre em praticamente toda a tabela mais precisamente at na bem importante Ent o tenha certeza de que entendeu a contagem A base 1 n o muito til ela utiliza o algarismo 1 na mesma quantidade dos objetos contados Na base 1 para representarmos 10 10 dez na base 10 bolinhas gastaremos dez n meros um 1111111111 1 um um um um um um um um um um na base 1 Vamos usar o quadro para tirar outras conclus es S mbolo nulo base Base 10 0 at 9 Base 9 0 at 8 Base 8 0 0 0 10 10 11 10 11 12 O at 7 Base7 O 1 2 3 4 5 6 10 11 12 13 0 at 6 Base6 0 1 2 3 4 5 10 11 12 13 14 0 at 5 Base 5 O 1 2 3 4 10 11 12 13 14 20 0 at 4 Base4 O 1 2 3 10 11 12 13 20 21 22 0 at 3 Base3 O 1 2 10 11 12 20 21 22 100 101 0 at 2 Base2 O 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 Oe 1 Base 1 1 11 111 1111 11111 11111 11111 11111 11111 11111 1 1 11 111 1111 11111 e e o e e chama se 5 10 ou seja cinco na base 10 e e e o o e tamb m chama se 10 5 ou seja um zero na base 5 e e e o o e tamb m chama se 11 4 ou seja um um na base 4 entre outras Tudo o que foi dito at agora tem o prop sito de fazer voc perceber que desde a inf ncia aprendemos a contar na base 10 mas perfeitamente poss vel mudarmos de base e continuarmos a representar n me
25. n mero direita de forma muito parecida com a base decimal Passo a passo como proceder Primeira etapa subtra mos 1 e 1 O resultado 0 A seguir temos a situa o para a qual voc deve ficar atento isto O 1 Para resolver devemos pegar emprestado 1 da casa esquerda Por m esta casa indica que temos novamente o 0 Devemos seguir emprestando at encontrarmos um 1 O 1 emprestado da quarta coluna torna se 10 na terceira coluna Desses 10 n s pegamos apenas 1 para emprestar segunda coluna isto 10 1 1 Agora s resolver as subtra es simples que nos levam at a resposta 1 2 3 Multiplica o bin ria Para realizar a multiplica o entre dois n meros representados em base bin ria voc s precisa lembrar que n o est lidando com dez algarismos deferentes mas apenas dois Perceba que o processo similar ao da multiplica o decimal s n o existe vai um nem pegar emprestado Ao terminar as s ries de multiplica o basta som las 1 2 4 Divis o bin ria A divis o bin ria tamb m id ntica divis o decimal veja Nesta divis o come amos dividindo 11 por 10 o que resulta em 1 e sobra 1 Baixamos o O da terceira coluna Isto nos d uma nova divis o 10 por 10 O resultado 12 e sobra 0 Baixamos o O da quarta coluna Como n o h dividendo pois temos somente zeros apenas adicionamos um 0 no resultado da divis o 1 2 5 C
26. o agrupa as linguagens de consulta os ambientes de desenvolvimento r pido e os geradores de programa Nesta gera o as principais diferen as s o o alto n vel empregado cada vez mais pr ximo do programador e mais longe do processador e a simplifica o das tarefas de an lise e gera o do c digo fonte 4 10 1 Linguagens de consulta S o linguagens criadas para a manipula o de informa es armazenadas em bancos de dados Os comandos dessas linguagens s o utilizados para a produ o de relat rios consulta e altera o de informa es e uma s rie de atividades que tornam sua finalidade bastante particular O principal exemplo o SQL Structured Query Language empregado e embutido pelos fabricantes de bancos de dados juntos ao seu produto 4 10 2 Ambientes de desenvolvimento r pido Os ambientes de desenvolvimento r pido facilitam a cria o das interfaces que aparecem para o usu rio O programador trabalha com um kit de componentes visuais e monta telas conforme a utilidade do programa Depois define a a o esperada de cada elemento bot o formul rio caixa de sele o etc e por fim empacota facilmente o programa sob forma de produto se desejar Os principais exemplos s o e Delphi da Borland e Visual Basic e CH da Microsoft e Eclipse para Java da Eclipse Foundation 4 10 3 Ambientes Geradores de programa S o linguagens que permitem ao programador a cria o de programas que resultam diretam
27. o registrador de instru es Registradores da CPU Valor carregado Tabela de Instru es Registrador A 10 00 Somar Registrador B 01 01 Subtrair Registrador de instru o 00 10 Multiplicar Acumulador Resultado 11 11 Dividir Neste instante o registrador A armazena o primeiro valor a ser operado no caso o 10 O registrador B armazena o segundo valor isto 01 O registrador de instru o por ser especial indica que a opera o a ser realizada 00 Veja na terceira coluna o que significa a instru o 00 a soma Por este motivo ap s um ciclo de processamento o registrador acumulador recebe o resultado da opera o 10 01 resulta em 11 Caso o registrador de instru o estivesse armazenando o valor 01 o processador entenderia o desejo de subtrairmos os conte dos dos registradores A e B Neste caso ele armazenaria 01 no registrador acumulador pois 10 01 01 A finalidade de um registrador acumulador deve ficar clara ele o registrador que acumula os resultados das opera es A Unidade de Controle copia o resultado armazenado no registrador acumulador para a rea de dados da mem ria principal A Unidade de Controle trabalha lendo e gravando dados entre os endere os da mem ria RAM e os registradores do processador O Quadro abaixo ilustra o instante em z que o endere o da mem ria RAM 00000010 apontado pelo ponteiro de instru o Isto faz com que a i
28. pares tran ados Cabo de fibra ptica H tamb m os meios n o guiados que empregam o ar ao inv s de cabos como meio de transporte Os principais meios deste tipo s o e As ondas de r dio digital que transmitem a informa o em ondas eletromagn ticas entre antenas apontadas uma para a outra e Os sat lites que enviam e recebem sinais de e para antenas parab licas instaladas em reas da superf cie terrestre dentro da sua rea de cobertura e O espectro de difus o por onde os aparelhos de rede sem fio emitem e recebem sinais das interfaces de rede sem fio instaladas nos computadores Os meios f sicos s o usados na constru o das diferentes topologias das redes de computadores 7 1 2 Topologias Dependendo da forma de interliga o entre os computadores e da presen a ou n o de um hub as redes podem assumir diferentes topologias conforme apresentado abaixo Barramento Estrela Anel Malha A topologia f sica em barramento existe quando um condutor barramento utilizado para realizar a interliga o dos computadores e J a topologia f sica em estrela formada quando se interligam diversos computadores atrav s de hub e A topologia em anel pode ser f sica ou l gica Ela f sica quando se forma um anel geralmente com dois cabos redundantes que percorre todos os equipamentos Ela l gica quando este anel implementado por software em cima de uma outra topologia f sica qualquer
29. poss vel dizer que Fabricio nasceu em 10 de novembro de 1978 possui a identidade de n mero 6 020 001 6 SC e solteiro As informa es est o portanto estruturadas Essa estrutura chamada de tabela Considere agora a necessidade de catalogar todas as pessoas do Brasil S o mais de 180 milh es de registros Seria muito dif cil fazer isso em uma lista de papel mas com um computador e um banco de dados isso se torna poss vel Vantagens dos bancos de dados BD e primeira delas que o BD substitui grandes volumes de pap is e S o mais r pidos do que o ser humano na busca por uma informa o armazenada e N o ficam chateados em fazer um trabalho simples repetitivo e mon tono e Localizam rapidamente qualquer registro armazenado em suas tabelas e Organizam os registros em diferentes ordens como por exemplo ordena o alfab tica pelo campo nome ou ordena o por data de nascimento e Geram relat rios como por exemplo contar quantos registros est o marcados como solteiro e quantos est o marcados como casado no campo estado civil Se uma tabela est escrita em papel somente uma pessoa por vez pode consultar os registros existentes inserir novos registros ou remover registros antigos Existindo um banco de dados muitas pessoas podem trabalhar ao mesmo tempo inserindo alterando e removendo dados O nome desta a o de inserir alterar ou remover informa es de
30. programa o Os sistemas operacionais s o um cap tulo parte 4 4 1 Aplicativos Olhando para o topo do Quadro anterior encontramos os aplicativos Imagino que voc j consiga saber o que s o Todas as vezes que voc utilizou um computador para a realiza o de uma tarefa foi atrav s dele que voc trabalhou Aplicativo o tipo do software que tem por objetivo interagir com o ser humano para que este consiga extrair alguma utilidade do computador Exemplos de aplicativos s o o editor de textos a planilha de c lculos o navegador da Internet e aquele joguinho de cartas que todo mundo adora jogar nas horas vagas 4 4 2 Linguagens de programa o Entre o sistema operacional que lida com o hardware e o aplicativo com o qual o ser humano lida est a linguagem de programa o Uma linguagem de programa o um conjunto de palavras vocabul rio e um conjunto de regras gramaticais que serve para instruir um computador para a realiza o de uma determinada tarefa As linguagens de programa o variam conforme o processo de transforma o do que foi programado em c digo de m quina e conforme a gera o e finalidade Os dois processos de transforma o poss veis s o e Compila o e Transforma o As gera es de linguagens de programa o da mesma forma que as gera es de computadores e as eras de softwares est o divididas em quatro Vamos estudar essas duas particularidades das linguage
31. ria A mem ria guarda informa es o processador modifica os resultados dos c lculos conforme uma receita ou programa pr determinada e uma unidade de sa da imprime o resultado 2 7 Segunda gera o de computadores 1947 Os laborat rios Bell apresentam o transistor como substituto v lvula A v lvula consumia muita energia el trica era grande e queimava com fregii ncia O transistor ameniza todos os problemas da v lvula Por ser formado de um material semicondutor ele pode facilmente oscilar de um estado que permite a passagem de corrente el trica para o estado onde ele a bloqueia Voc lembra que essa mudan a de estado onde n s marcamos o verdadeiro ou falso e o um ou zero 1960 O presidente Juscelino Kubitschek inaugura o primeiro computador da Am rica Latina na PUC RJ o Burroughs B 205 Nesta mesma poca surge o COBOL como linguagem de programa o 1963 O monitor de v deo come a a ser usado como meio de sa da dos dados At ent o os resultados do processamento s podiam ser vistos no papel 1964 O mouse apresentado por Douglas Engelbart como alternativa de entrada de dados at ent o s poss vel com os velhos cart es perfurados ou o teclado A linguagem BASIC criada por John Kemeny Nesta poca um software intermedi rio entre as pe as do hardware e a linguagem de programa o do usu rio aparece para permitir o uso do computador por mais de uma pessoa
32. t picas como o cadastro de entidades pessoas produtos etc e a gera o de relat rios e BASIC a mais f cil vista at o momento Foi criada para fins de ensino e reutilizada em alguns computadores modernos aqueles que eram ligados na televis o como nica linguagem de programa o e Algol Voltada a aplica es cient ficas foi precursora das linguagens de terceira gera o Seu uso n o foi t o difundido na poca devido ao custo de licenciamento do compilador 4 9 Linguagens de terceira gera o Nesta fase aparecem linguagens mais modernas que se preocupam mais com os pensamentos do programador do que com os elementos que um processador tem ou n o para realizar suas opera es Existem duas sub categorias importantes e Linguagens de uso geral e Linguagens orientadas a objeto 4 9 1 Linguagens de uso geral Baseadas no Algol elas fornecem abstra es amig veis e teis para o programador Exemplos e Pascal foi a primeira linguagem estruturada Criada para ensinar t cnicas de programa o pode ser usada at hoje para a produ o de sistemas comerciais ou cient ficos e PL 1 criada pela IBM tamb m para finalidades comerciais e cient ficas e C criada para o desenvolvimento de sistemas operacionais e compiladores O UNIX foi iniciado em assembly e anos mais tarde foi reescrito em C e permanece at hoje e Ada produzida pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos para fins mili
33. tarefa desempenhada dentro do processador sempre a mesma de forma c clica havendo trabalho ou n o S o 3 etapas 1 Busca 2 Decodifica o 3 Execu o Durante a fase de busca a unidade de controle solicita que a mem ria principal forne a a pr xima instru o a ser executada A unidade de controle que pode se comunicar com a mem ria principal sabe qual a pr xima instru o porque mant m o ponteiro de instru o sempre apontando para o valor da instru o ainda n o lida da RAM A unidade de controle ent o copia o valor armazenado no endere o de mem ria apontado pelo ponteiro de instru o para dentro do registrador de instru o Por fim a unidade de controle passa o apontador de instru o para o pr ximo endere o e aguarda a etapa de decodifica o Na decodifica o o dado rec m chegado da mem ria RAM analisado Nesse ponto ser verificado se ele um dado comum se uma instru o Dependendo da resposta ele copiado para o registrador apropriado Feita a decodifica o a unidade de controle entra na fase de execu o onde ativa os circuitos necess rios para a realiza o da tarefa Se for um pedido de soma a por o aritm tica da ULA atender Se for um pedido para que o processador receba em um de seus registradores gen ricos os dados de uma outra posi o de mem ria a pr pria unidade de controle atender Tudo depende enfim do programa de computador em execu o
34. voltado ao estudo das fronteiras da computa o com foco especial nos processos biol gicos e gen ticos e Compara o com clusters item seguinte A aquisi o de um super computador geralmente mais onerosa do que comprar um cluster equivalente em termos de poder computacional A manuten o pode tornar se mais barata Aglomerados ou clusters a forma de obten o de grande poder de processamento a partir da liga o em paralelo de dois ou mais computadores As finalidades de uso dos clusters s o similares s dos super computadores e Compara o com super computadores item anterior Podem atingir o mesmo poder de processamento a um custo inferior de aquisi o por m superior em termos de manuten o 3 Hardware Computacional Vamos verificar e conhecer os componentes que formam o computador O objetivo conhecer os principais conceitos que formam o processador a mem ria principal de armazenamento e os demais elementos do computador 3 1 Componentes do computador Todos os computadores possuem v rios componentes os tr s elementos principais s o O processador a mem ria principal e a placa m e O processador ou unidade central de processamento do ingl s central processing unit CPU o microchip do computador de quarta gera o que cont m os elementos necess rios para a realiza o do c lculo computacional J a mem ria principal ou mem ria de acesso aleat rio do ingl s
35. Introdu o a Computa o B sica 1 Modulo Professor Edmir Braga Curso T cnico Inform ti dvi Proposta O objetivo da disciplina de Introdu o a Computa o B sica apresentar a voc s os conceitos mais importantes a respeito de tecnologia e dos computadores O computador usa os n meros de um modo diferente do qual estamos habituados Enquanto que para n s o uso da numera o de base 10 decimal muito til para o computador necess rio usar os n meros na base 2 bin ria ou 16 hexadecimal Vamos conhecer a hist ria que resultou na inven o do computador Foi necess rio muito esfor o de cientistas pelo mundo todo para que hoje se tornasse poss vel encontrar um PC computador pessoal em qualquer lugar ao nosso redor Veremos tamb m os componentes que formam o computador Estudaremos o funcionamento e as tecnologias empregadas para a fabrica o do processador da mem ria principal e os dispositivos de armazenamento e intera o com o usu rio Estudaremos a parte l gica do computador Voc entender que o software d utilidade s pe as estudadas e as condi es de como isso ocorre As linguagens de programa o com as quais voc ir interagir pelo resto do curso tamb m s o classificadas e apresentadas O software essencial em qualquer computador o sistema operacional Voc conhecer seus principais aspectos e a forma como ele gerencia o processador a mem ria e os demais
36. Seu nome sistema operacional Este miolo utilizado at hoje nos computadores para gerenciar os recursos do computador e para facilitar seu uso 2 8 Terceira gera o de computadores Ainda no ano de 1964 a IBM apresenta um computador constru do com outra inova o em cima da v lvula e do transistor O circuito integrado idealizado em 1961 pela empresa Fairchild Corporation compactava em uma pastilha centenas de transistores Isso causou uma redu o dr stica no tamanho dos computadores Como analogia as pessoas pararam de trabalhar literalmente dentro do computador para ter agora um aparelho do tamanho aproximado ao de uma geladeira 1967 A empresa Texas Instruments apresenta a primeira calculadora digital a av das calculadoras simples muito acess veis que utilizamos hoje Ela fazia as quatro opera es b sicas soma subtra o multiplica o e divis o 1968 Robert Noyce Andy Groove e Gordon Moore criam a Intel empresa ent o especializada na fabrica o de microprocessadores 1969 O departamento de defesa dos Estados Unidos interliga quatro universidades por meio de uma rede denominada Arpanet Esta rede evoluiu para o que hoje conhecemos como Internet 1970 Ken Thompson e Dennis Ritchie desenvolvem o sistema operacional UNIX o primeiro a funcionar em mais de um tipo diferente de computador A palavra chave que representa a terceira gera o de computadores o circuito int
37. a computa o resulta de v rios esfor os n o relacionados que em sua maioria n o estavam voltados exclusivamente para a tarefa de criar uma m quina de computar mas que reunidos permitiram o seu surgimento 2 3 Esfor os pr hist ricos Nossa hist ria come a com a ajuda que os chineses deram ao resto do mundo ao criarem o baco 2000 a C O baco chin s o primeiro instrumento de aux lio ao c lculo matem tico Trata se de uma calculadora manual baseada em varetas por onde deslizam contas an is de madeira E um instrumento muito comum at hoje no oriente 1614 John Napier um matem tico escoc s define os logaritmos 1623 Wilhelm Schickard cria uma m quina de calcular mec nica com base em rodas dentadas 1644 Blaise Pascal cria a sua vers o da m quina de calcular De forma an loga ao baco ele emprega uma roda dentada para a unidade outra para a dezena e assim por diante at a oitava casa Sua roda dentada continha exatos dez dentes um para cada algarismo 1673 Gottfried W Leibnitz faz upgrades nas id ias de Pascal e consegue criar uma m quina capaz n o s de somar ou subtrair mas tamb m multiplicar dividir e at extrair a raiz quadrada 1801 Joseph Marie Jacquard um mec nico franc s cria por assim dizer a primeira m quina program vel Por program vel voc pode entender um mecanismo baseado em cart es met licos que depe
38. acional com sua estrutura baseada em tabelas atendia for osamente a essas necessidades Os bancos de dados orientados a objeto imitam e derivam das linguagens orientadas a objeto Seus dois conceitos mais importantes s o e Identidade do objeto ao inv s de receber um c digo de identifica o o registro ou objeto automaticamente reconhecido e numerado unicamente pelo banco de dados Objetos compostos poss vel estabelecer rela es entre objetos de forma que um objeto seja utilizado na composi o de outro Esse relacionamento pode apresentar diferentes n veis de detalhamento e aparecer de diferentes formas para diferentes usu rios O quadro abaixo ilustra a composi o de objetos para o exemplo de um autom vel AUTOM VEL A a age N BLOCO ARO PNEU j j PIST O V LVULA O projetista do bloco do motor s acessa detalhes pertinentes ao seu escopo de trabalho enquanto que o gerente da produ o visualiza o autom vel e os seus elementos mais abstratos motor roda marcha e freio 6 1 3 Sistemas gerenciadores de bancos de dados Sistema gerenciador de bancos de dados SGBD o nome gen rico que designa o software criado para fornecer bancos de dados ao usu rio Cada banco de dados cont m uma ou muitas tabelas e essas tabelas s o populadas com milhares de registros conforme abaixo DBA SGBD Banco 1 Banco 2 Tabela pessoa campo nome o i e p gt gt
39. ada exibi o de propagandas feitas por empresas que patrocinaram o desenvolvedor e Software livre concede ao usu rio o direito de usar o software mediante ou n o ao pagamento de uma licen a O c digo de computador que originou o programa tamb m fornecido Isto permite que o usu rio possa alterar o seu funcionamento e mais redistribuir sua vers o modificada a qualquer interessado As licen as mais comuns que operam neste modelo s o a GPL GNU Public License da Free Software Foundation e a licen a BSD Berkley Systems Development 4 4 Categorias de software Uma vez que sabemos como o software evoluiu bem como conhecemos os diversos tipos existentes com rela o a forma de distribui o veremos a apresenta o das categorias nas quais os programas de computadores resultam N o existe uma classifica o dita oficial O Quadro abaixo mostra uma possibi lidade de divis o l gica bem pr tica Aplicativo Linguagem de programa o Sistema operacional Hardware Analise bem essa rela o O hardware controlado por um sistema operacional como o Windows da Microsoft ou o Linux que por sua vez sabe executar programas criados em uma diversidade de linguagens de programa o diferentes Essas linguagens por sua vez s o utilizadas por programadores na constru o dos aplicativos que interessam aos usu rios do computador Estaremos estudando os aplicativos e as linguagens de
40. ados dos mesmos componentes que as esta es de trabalho Precisam de cuidados especiais para funcionarem em circunst ncias mais seguras Duas fontes de alimenta o ao inv s de uma permitem que um servidor continue ligado mesmo mediante a queima ou falha de uma delas Discos r gidos espelhados garantem que mesmo que um disco falhe ao armazenar dados o outro conseguir fazer o trabalho sem causar paradas ou perdas Geralmente s o empilhados em racks ocupando menos espa o e permitindo a liga o de centenas deles em salas pequenas e Aspectos positivos E o tipo de computador utilizado para hospedar e processar informa es corporativas Bancos de dados sistemas de informa es comerciais p ginas da Internet etc s o geralmente colocadas dentro de computadores desta categoria e Aspectos negativos Estes n o s o exatamente aspectos negativos mas considera es importantes exigem uma boa infra estrutura de constru o das salas de refrigera o energia el trica profissional de opera o etc Super computadores S o computadores que empregam o uso de 4 8 16 32 64 ou mais processadores para a realiza o de um conjunto pequeno por m muito complexo de atividades Exemplos previs o do tempo prospec o de solo na busca por petr leo simula o espacial transa es financeiras e muitas outras Um dos mais poderosos supercomputadores do mundo o Blue Gene contendo 8 cabines de 1024 processadores cada
41. amento e formas de uso 4 2 A evolu o do software O software evoluiu em paralelo ao desenvolvimento do computador Se tomarmos como base as quatro gera es de computadores poss vel relacion las a quatro diferentes eras de maturidade 4 2 1 Primeira era As caracter sticas mais marcantes dos softwares por volta dos anos 50 e 60 s o e O fato de o sistema computacional processar as instru es de opera o sequencialmente em grupos chamados de lotes batch em ingl s e A exist ncia de poucos programas cada um constru do especificamente para um tipo de sistema de computa o hardware 4 2 2 Segunda era Nos anos 70 o software evoluiu para produzir novos conceitos S o eles e A possibilidade de v rias pessoas utilizarem os programas ao mesmo tempo e O surgimento dos programas de bancos de dados permitindo o uso de computadores para o armazenamento e tratamento adequado de grandes volumes de informa es e A cria o de softwares para serem vendidos como produtos com funcionamento id ntico para uso por diversos clientes 4 2 3 Terceira era Na terceira era at o fim dos anos 80 o software come a a ser constru do e utilizado para finalidades mais modernas ainda e Surge o conceito de sistemas distribu dos quando v rios computadores operam um mesmo sistema para diminuir o tempo de espera do processamento e O computador e o software dentro dele come am a ser utilizados como
42. ando lemos um n mero comum por exemplo 12 doze o fazemos sem pensar na base em que ele est Se usarmos 10 algarismos diferentes para represent lo ent o correto dizer que o n mero est na base 10 Essa a representa o dele 12 10 Na situa o nova proposta acima utilizamos 5 s mbolos Ent o este conjunto de bolinhas id ntico ao n mero que voc j conhecia o 13 10 treze na base 10 00 0 0 0 0 0 0 0 oo o id ntico ao n mero 23 5 dois tr s na base 5 e tamb m A representa o num rica uma quest o de bases Devido ao fato de termos 10 dedos na m o fomos acostumados a contar tudo usando algarismos de O at 9 Agora necess rio quebrar este v cio para conseguir entender as bases que o computador utiliza Vamos exercitar melhor este assunto mas de outra forma Observe o Quadro abaixo a primeira linha mostra quantidades crescentes de bolinhas Na segunda linha temos a base 10 a base que conhecemos Base 10 significa ir do O ao 9 J a base 9 s vai do O at o 8 A base 8 uma linha abaixo no quadro vai somente at o algarismo 7 A base 7 vai do O at o 6 a base 6 vai do O at o 5 e assim por diante at a base 2 que vai do O at o 1 Preste aten o na linha da base 9 Confira o valor que temos ao chegar em oito bolinhas o 10 um zero Isto acontece porque os s mbolos desta base j terminaram e foi necess rio abrir uma nova casa decimal pen ltima
43. antir que essas situa es indesejadas n o ocorram o computador projetado para funcionar em dois modos de opera o distintos e Modo supervisor Neste modo poss vel modificar o conte do da mem ria RAM onde ficam os processos modificar os dados nos dispositivos de armazenamento modificar a sa da no v deo e na impressora Em resumo tudo poss vel Apenas o sistema operacional consegue habilitar a sua chave de opera o Ao desocupar o processador para dar lugar a algum processo o sistema operacional desabilita a chave do modo supervisor entregando o no modo usu rio Como voc j pode perceber o sistema operacional complexo e abrangente Apenas um pequeno peda o dele precisa realmente ficar dedicado ao controlar a posse do modo controlador A entidade que cuida disso chama se kernel e Modo usu rio No modo usu rio o computador s permite a realiza o de um tipo de tarefa c lculos Exatamente a serventia desejada por um processo Editores de texto navegadores da Internet e o joguinho de cartas assim como qualquer outro processo n o precisam mais do que poder realizar c lculos dentro do processador para ficarem felizes e darem o que o usu rio quer Se o usu rio deseja saber alguma coisa a respeito do sistema operacional ou ent o iniciar novos programas ele usar a por o do S O conhecida como shell que tem exatamente essa finalidade Com esta divis o dos modos de execu o garantimos que o sist
44. dade quando interligados Desse conceito derivam as topologias l gicas Ambas as topologias ser o abordadas adiante As redes se tornaram presentes em praticamente todos os locais onde existem computadores pois as empresas e mesmo os usu rios dom sticos j percebem como vantajoso compartilhar os recursos computacionais que se tem As vantagens mais evidentes s o e Impressoras Quando ligada em rede uma impressora pode ser til a todos os funcion rios de um departamento por exemplo e Arquivos centralizados Havendo um servidor de arquivos na rede de computadores poss vel que uma equipe armazene todos os arquivos de trabalho em um local centralizado Desta forma o gerenciamento fica facilitado pois poss vel fazer backup remover v rus e mesmo acessar arquivos de outros colaboradores tudo em um reposit rio central e Aplicativos Ao inv s de cada usu rio instalar um determinado aplicativo em seu computador pode acessar o software diretamente do servidor de arquivos Assim torna se mais f cil o gerenciamento da tarefa de atualiza o do aplicativo e Acesso Internet Para que um ambiente de trabalho possa usufruir dos benef cios da Internet pr requisito que ele esteja interligado em rede Servidor Roteador Computador Computador Computador Impressora A figura acima fornece um resumo dessas id ias Os computadores e impressoras est o interligados a um hub por meio de cabos O Servid
45. de assentos ger ncia log stica nas empresas de investimentos an lise de a es e do mercado transportadoras programa o de carga controle log stico editoras empresas de energia escolas no setor p blico nos bancos em todas as reas de engenharia e em muitos outros 7 Redes de Computadores e a Internet Ser fornecido uma vis o do funcionamento das redes de computadores seus meios de transmiss o equipamentos de conex o protocolos de transporte e aplica es de intera o Estudaremos tamb m a maior e mais importante das redes de computadores a Internet Redes de computadores s o o conjunto de equipamentos interligados de maneira a trocarem informa es e compartilharem recursos como arquivos de dados impressoras modems softwares e outros SOUSA 1999 Uma rede de computadores liga dois ou mais computadores de forma a possibilitar a troca de dados e o compartilhamento de recursos MEYER 2000 7 1 Redes de computadores As redes de computadores surgiram para atender a necessidade de interliga o entre os diversos computadores de um ambiente computacional Elas s o compostas por dois elementos principais e Componentes f sicos dizem respeito a como os cabos adaptadores e interfaces de rede s o conectados e interligados Desse conceito derivam as topologias f sicas e Componentes l gicos s o os diversos softwares necess rios para que os componentes f sicos tenham utili
46. e bolinhas e o n mero 3 serve muito bem para represent las Logo se passarmos a este conjunto e eee ee eo ee ent o o n mero 12 as representa corretamente Um nico algarismo n o fez a representa o logo precisamos do n mero 2 dois marcando a unidade e o numero 1 um marcando a dezena totalizando 12 doze bolinhas Veja na segii ncia como representar amos essas mesmas bolinhas e e ecc cce se conhec ssemos apenas os cinco primeiros algarismos 0 1 2 3 e 4 Vamos acompanhar o processo cce 3e ccc0 4 Depois da quarta bolinha temos que utilizar a dezena desse conjunto Temos agora somente os cinco primeiros algarismos logo chegamos ao fim do nosso conjunto Isto 0 1 2 3 e 4 Para dar continuidade temos que partir para a dezena deste conjunto Neste exemplo e e e e o I isto n o o n mero dez uma vez que nosso universo vai de zero a quatro o n mero chama se um zero na base 5 eeo cce 1 isto n o o onze chama se um um na base 5 ee cc cce 2 isto n o o doze chama se um dois na base 5 cc cc cce 13 isto o um tr s na base 5 ecc cc cce 4 um quatro na base 5 Neste ponto vamos novamente aumentar a dezena 0000000000 20 dois zero na base 5 coco co 0 00 000 9 dois um na base 5 0000000000 e dois dois na base 5 00000 0 0 0 00 co 23 dojs tr s na base 5 Chegamos na quantidade de bolinhas proposta na pergunta Qu
47. e e tem rela o direta com os bancos de dados Um sistema de informa o recebe armazena ou recupera informa es operando diretamente sobre um sistema gerenciador de bancos de dados 6 2 1 Papel dos SI nas organiza es Os Sistemas de Informa o tornaram se vitais para as organiza es modernas A globaliza o que leva concorr ncia entre empresas para a escala mundial encontra nos Sistemas de Informa o os recursos eficientes para a realiza o da comunica o e an lise de dados ajudando na administra o dos neg cios neste competitivo cen rio A redu o do n mero de funcion rios a necessidade de descentraliza o e a flexibilidade refor am ainda mais o papel desses sistemas dentro das organiza es Em suma os objetivos e benef cios diretos dos SI s o e Aux lio na agrega o de valor e aumento da qualidade dos produtos e Maior efic cia nas opera es porque os SIs permitem mais controle sobre elas e Melhor comunica o entre os funcion rios que participam dos diferentes processos de fabrica o inter relacionados e Maior produtividade coletiva e Redu o de custos desnecess rios operacionais e obsoletos e Mais seguran a e controle sobre o que produzido e Administra o mais poderosa e facilitada Dependendo dos objetivos e dos benef cios desejados o tipo de Sistema de Informa o pode variar As principais concep es s o Sistemas de Processamento de Transa es e
48. e tratar o conjunto de arquivos e possui estruturas de diret rios diferentes para organizar e fornecer informa es sobre os arquivos armazenados no sistema Esta por o do sistema operacional recebe o nome de sistema de arquivos O sistema operacional a nica entidade que manipula o sistema de arquivos Ele deve intermediar todos os momentos em que um aplicativo deseja carregar ou gravar dados no dispositivo de armazenamento As opera es mais comuns fornecidas via chamada de sistema s o e Criar um novo diret rio ou arquivo e Modificar o nome de um diret rio ou arquivo e Apagar um arquivo e Apagar um diret rio removendo todos os arquivos contidos dentro dele e Adicionar novos sistemas de arquivos presentes em unidades de cd rom mem rias flash pen drives ou em conex es de rede Al m de controlar dispositivos de armazenamento o sistema operacional controla tamb m os dispositivos de entrada e sa da de dados 5 5 Dispositivos de entrada e sa da de dados O sistema operacional tamb m inclui um sistema de entrada e sa da de dados A sua tarefa ordenar os dispositivos que interagem com o ser humano e com outros computadores O driver ou controlador em portugu s um trecho de c digo inserido no kernel que vai permitir que o sistema operacional saiba lidar com um determinado compo nente de hardware Por exemplo somente ap s a adi o de um driver de mouse que o sistema operacional passa a ente
49. egam m ltiplos processadores para aumentar a velocidade de processamento O termo multiprocessamento faz refer ncia ao uso de dois ou mais processadores para a realiza o de tarefas em paralelo Em um mesmo programa enquanto um determinado processador encarregado de fazer uma soma o outro pode receber a atividade de calcular uma raiz quadrada por exemplo Isto causa uma boa redu o no tempo total necess rio para a realiza o das atividades de processamento O desafio conseguir coordenar os processadores para trabalharem sem que um danifique os dados do outro pois a mem ria principal geralmente compartilhada entre eles Al m disso ter dois processadores n o significa ter 200 de velocidade pois podem ocorrer casos como c lculo da raiz quadrada mencionada no par grafo acima depender do resultado produzido pela soma anterior o que obriga a execu o dos c lculos em s rie sem usufruir da presen a dos dois processadores Uma tend ncia recente foi o aparecimento de computadores com um s pro cessador por m com dois ou mais n cleos de c lculo Esta solu o juntou o melhor dos dois mundos Por um lado ficamos com um computador contendo um nico microchip Por outro internamente este processador capaz de realizar duas ou mais opera es de c lculo por ciclo dependendo da quantidade de n cleos presentes O resultado timo As estruturas auxiliares como os registradores e o pr prio pipeline
50. egrado 2 9 Quarta gera o de computadores Enquanto a motiva o para a cria o da terceira gera o de computadores foi o fato do circuito integrado agrupar centenas de transistores dentro de um chip a motiva o para a quarta gera o foi miniaturiza o e a produ o em massa deste mesmo chip O microchip continua sendo feito de transistores at hoje entretanto de forma extremamente miniaturizada Se um microchip fosse aumentado at o tamanho de um est dio de futebol caberiam centenas de transistores em uma das folhas do gramado Al m disso o in cio do uso do computador para fins pessoais e n o mais s cient ficos ou comerciais e a era da comunica o pela Internet colaboram ainda mais para esta nova gera o 1973 A Xerox lan a um computador chamado Alto idealizado para uso pessoal Ele empregava o uso de mouse conectava se em rede e fornecia uma interface gr fica n o muito diferente da que conhecemos dos sistemas operacionais de hoje 1975 Bill Gates e Paul Allen adaptam o BASIC para funcionar nos micro computadores da poca 1976 Steve Jobs e Stephen Wozniak criam a Apple para projetar computadores pessoais 1977 A Apple lan a o Apple 2 a Atari lan a o Atari 500 e a Commodore lan a o Commodore 64 O primeiro sucesso de mercado na rea de computa o pessoal foi mesmo o Apple 2 1980 Aparece o primeiro notebook um computador port til de mais de 5 quilo
51. ema decimal para o sistema bin rio Para converter um n mero que est representado na base decimal em seu correspondente da base bin ria voc pode usar o mesmo sistema de tabela do esquema anterior O que muda a t cnica de constru o desta tabela Exemplo converter o n mero decimal 150 em seu equivalente bin rio Para montar a tabela crie colunas m ltiplas de 2 at obter um n mero igual ou maior que o decimal solicitado Veja abaixo Eme 128 64 32 16 8 4 2 Agora preencha com 1 partindo da esquerda para a direita as colunas que somadas representam o n mero 150 O 256 maior que 150 ent o marcamos O para ele 128 menor que 150 ent o marcamos 1 na coluna dele 64 somado aos 128 j computados nos levaria ao valor 192 novamente maior do que o 150 solicitado Logo marcamos O para ele 32 somado aos 128 resulta em 160 novamente maior do que o valor solicitado J 128 mais 16 resulta em 144 marcamos 1 na coluna dele Agora devemos verificar 144 8 O resultado 152 Neste caso voltamos a marcar O para a coluna 144 somados a coluna contendo o 4 resulta em 148 ent o damos 1 para ela Em seguida verificamos 148 2 Chegamos ao resultado Para a coluna que resta 1 marcamos 0 O Quadro abaixo apresenta esse c lculo 128 64 32 16 8 4 2 1 Marcamos 1 somente no conjunto de colunas que somados resultam em 150 Perceba que isto n o foi feito aleatoriamente pois s h uma combina o de bin rios para
52. ema operacional conseguir preservar a ordem dentro do computador Fica faltando apenas uma situa o o momento em que um processo necessita salvar dados no disco solicitar uma informa o do usu rio atrav s do teclado e muitas outras similares De acordo com a explica o dada at o momento isto n o seria poss vel Para permitir esses momentos de intera o entre um processo e o usu rio o sistema operacional oferece um meio de comunica o com os processos um jeitinho de um processo poder fazer acontecer e se comunicar com o mundo que est fora do processador Essa comunica o toda intermediada pelo sistema operacional para que nada de errado ocorra Ao menor sinal de suspeita o sistema operacional ser capaz de terminar o processo travando o e tirando o de circula o Caso a solicita o de comunica o feita pelo processo esteja correta ela atendida normalmente pelo sistema operacional que entra em execu o para realiz la e informa o processo a respeito do resultado O nome deste recurso chamada de sistema A figura abaixo resume estes pensamentos Cada seta representa uma intera o poss vel Shell Processo 5 3 Ger ncia da mem ria RAM Um grande desafio do sistema operacional organizar a mem ria RAM para que ela armazene todos os processos solicitados pelo usu rio Assim que o computador ligado o sistema operacional carregado na mem ria RAM Neste momento existe uma boa parte
53. emplo distinguir o Fabricio nascido em Manaus do nascido em Campo Grande pois um tem c digo 001 e o outro tem c digo 004 Mesmo que houvesse um novo Fabr cio tamb m nascido em Manaus o novo registro ganharia o c digo 005 garantindo a diferencia o Considere agora a necessidade de registrar todos os esportes que cada uma dessas pessoas gosta de praticar Isto nos leva necessidade de uma segunda tabela primeira vista pode parecer que a solu o abaixo tima Julia V lei Julia Pingue pongue Fabricio Futebol Fabricio Basquete Pedro V lei Como s existe uma Julia na tabela de pessoas f cil deduzir que essa mesma Julia gosta de v lei e tamb m de pingue pongue Mas e os registros contendo o nome Fabr cio Como saber a qual deles esse registro se refere E a que entra a utilidade da chave estrangeira que consiste na vincula o da chave prim ria de uma tabela como chave secund ria em outra O abaixo ilustra essa condi o 001 Basquete 003 V lei Agora sim relacionando as tabelas poss vel ter certeza inequ voca que o Fabricio de c digo 004 gosta de futebol enquanto o Fabricio de c digo 001 gosta de basquete Julia continua gostando de v lei e pingue pongue e Pedro de v lei Atrav s da linguagem SQL Linguagem de Consulta Estruturada Structured Query Language no ingl s poss vel realizar consultas que nos tragam respostas teis Supondo que eu quisesse perguntar ao
54. ente de modelos gerados pelo projeto do programa Em outras palavras ao inv s de realmente programar o programador manipula modelos de uma realidade O gerador cria o c digo fonte Este conceito mais conhecido como CASE Computer Aided System Engeine ering ou Engenharia de Systemas Apoiada pelo Computador em portugu s As ferramentas CASE mais conhecidas s o e Rational Rose da IBM e System Architect da Popkin e ERWin da Computer Associates e Enterprise Architect da Sparx System 5 Sistema Operacional O sistema operacional um software residente entre o hardware e os aplicativos do usu rio para organizar os recursos de processamento perif ricos teclado mouse v deo etc armazenamento e outros 5 1 Fun es b sicas de um sistema operacional Partindo do princ pio que a id ia de um S O sistema operacional organizar recursos podemos estabelecer que ele deve e Fornecer uma interface com o usu rio e Gerenciar a opera o dos dispositivos de hardware do computador e Gerenciar e manter o sistema de arquivos e Dar suporte aos programas que s o executados O primeiro item diz respeito ao fato de que um sistema operacional quem fornece a intera o entre voc e o seu computador Voc manipula o teclado e o mouse Quem recebe essas tecladas e mexidas do mouse o sistema operacional Ele percebe que esses dispositivos foram acionados e responde atrav s da modifica o das informa
55. ernet come ar a exibir in forma es audiovisuais com imagens e sons al m de texto E o in cio da World Wide Web 1991 Linus Torvalds anuncia a primeira vers o do sistema operacional Linux publicado segundo uma licen a aberta que n o exige pagamento para o seu uso e permite a modifica o e redistribui o do c digo fonte 1993 A Intel anuncia o Pentium como novo padr o de processador dedicado nova demanda de multim dia 1994 Lan ado o Netscape Navigator 1 pela empresa Netscape permitindo acesso aos hipertextos com imagem 1995 Ano de lan amento do Microsoft Windows 95 contendo o Internet Explorer e outros recursos multim dia incorporados ao sistema operacional A Sun paralelamente lan ou a linguagem de programa o Java com o objetivo de operar de forma id ntica em uma diversidade de plataformas 1999 Shawn Fanning cria o Napster capaz de trocar m sicas entre os usu rios da Internet sem a necessidade de um computador servidor intermedi rio Aparece o conceito de redes ponto a ponto 2000 A Intel lan a o Pentium IV com 42 milh es de transistores dentro do microchip Ainda neste ano o v rus I Love You infecta milh es de computadores na Internet em poucas horas 2 11 Tipos de computadores N o existem muitas diferen as entre o computador de quarta gera o fabricado nos anos 70 e os que est o venda em uma loja ou supermercado perto de voc claro q
56. formato eletr nico e Comunica o instant nea possibilitando a conversa em tempo real atrav s de texto voz ou imagem e Acesso s p ginas da world wide web teia mundial nas quais poss vel a realiza o de pesquisas leitura de not cias e blogs discuss o em f runs com rcio eletr nico e uma infinidade de outras possibilidades que surgem a cada dia Vamos ver um pouco dos aspectos t cnicos de cada um desses conceitos 7 2 1 Correio Eletr nico O correio eletr nico ou e mail a forma mais comum de comunica o entre os usu rios da Internet Este sistema funciona com caixas postais para onde o remetente envia a mensagem Uma caixa postal formada por tr s elementos o identificador do usu rio o s mbolo de arroba e o nome do servidor que hospeda a caixa conforme o endere o de exemplo joaosilva OW provedor com br exibido abaixo joaosilva provedor com br Arroba que em ingl s significa nome do servidor que hospeda Identificador do usu rio em no a caixa postal Uma mensagem de email cont m um cabe alho e um corpo Os principais itens do cabe alho s o Endere o do remetente e Endere o do s destinat rio s e Assunto da mensagem e Informa es sobre a exist ncia de poss veis anexos J o corpo cont m a mensagem de texto redigida pelo remetente Os principais programas para o uso de correio eletr nico s o o Eudora da Qualcomm o Outlook Express da Mic
57. ma rede de longa dist ncia como a Internet atrav s da rede telef nica O compartilhamento de arquivos raramente utilizado devido aos riscos de seguran a mas o acesso a servidores remotos de informa o como correio eletr nico p ginas na Internet e comunica o instant nea com outras pessoas s o cada vez mais comuns Existem muitos outros dispositivos Para perceber a maioria deles basta observar a quantidade cabos que saem de tr s de um gabinete de computador para os diversos elementos de hardware em volta claro que s isso n o basta pois existem conex es sem fio que passariam desapercebidas sem contar na estrutura interna do gabinete que est cheia de outras interfaces de conex o Para finalizar vamos comparar alguns sistemas operacionais dispon veis para os computadores de hoje 5 6 Sistemas operacionais de mercado Existe uma vasta quantidade de sistemas operacionais para os mais variados tipos de computadores Uma r pida pesquisa na Internet resultar em centenas de websites com informa es e at mesmo a possibilidade de download dependendo da licen a de distribui o Os principais sistemas operacionais para computadores pessoais e servidores s o e Windows da Microsoft Fam lia de sistemas operacionais de prop sito geral precursora do uso em massa dos computadores As vers es mais atuais incluem o Windows XP e Windows Vista para esta es de trabalho e o Windows 2000 e Windows 2003 para
58. ndendo de onde eram furados permitiam ou bloqueavam a passagem de agulhas de um tear para criar padr es em tecido 2 4 Processamento digital No s culo IX com as cria es de Charles Babbage aparece mesmo que em teoria a vis o da necessidade de tratar as informa es de forma digital para que pudessem ser computadas por um aparelho independente do ser humano 1820 Charles Babbage projeta o Motor Diferencial capaz de calcular polin mios A tarefa desta m quina seria a automa o dos c lculos ao converter os n meros para bases diferentes como a bin ria e realizar opera es de soma subtra o etc 1833 Ainda ele Charles Babbage define o Motor Anal tico uma calculadora que mesmo mec nica seria capaz de processar dados no formato digital e realizar diversas opera es matem ticas A parte triste da hist ria que n o haviam pe as precisas para que o Senhor Babbage pudesse fabricar o seu invento Foi necess rio aguardar o in cio do s culo XX para que o aparato mec nico pudesse ser fabricado mas Babbage n o duraria tanto tempo assim 1842 Ada Augusta King ou Condessa de Lovelace interpreta e adiciona contribui es ao Motor Anal tico do Sr Babbage Ela inclusive especulou a programa o deste motor Ent o seria correto afirmar que a Condessa foi a primeira programadora isso antes mesmo do computador propriamente dito existir 1854 George Boole define que os conceitos de l gica
59. nder o que o mouse faz Com rela o ao adaptador de rede a mesma coisa necess rio haver um driver que fa a o sistema operacional entender o que receber e enviar dados de e para a conex o com a Internet Alguns drivers como o do mouse j est o inclusos na maioria dos sistemas operacionais outros por m devem ser instalados pelo usu rio antes do uso do dispositivo Os principais exemplos de dispositivos s o De intera o entre computador e ser humano e Teclado Recurso de entrada por onde o usu rio insere caracteres letras n meros e s mbolos e Mouse Recurso de entrada usado para controlar o ambiente gr fico atrav s de um ponteiro Tamb m pode ser usado como instrumento de desenho em aplica es espec ficas para esta finalidade al m de muitas outras possibilidades e V deo E o principal recurso de sa da de dados Nele o usu rio visualiza o resultado de suas a es no computador e Impressora Com a impressora poss vel realizar a sa da de dados permanentes em papel Impress o de imagens fotos relat rios e arte s o as principais utilidades dela De intera o entre computadores e Rede Adaptador de entrada e sa da pelo qual o computador se insere em uma rede local Nesta rede ele pode acessar sistemas de arquivos remotos compartilhar arquivos locais e realizar processamento distribu do entre muitas outras possibilidades e Modem O modem conecta um computador com outros em u
60. ns de programa o na segii ncia 4 5 Compila o de linguagem O processo de compila o transforma c digo fonte leg vel ao programador em c digo execut vel leg vel ao processador O resultado aparece na forma de um ou mais arquivos que podem ser colocados para operar diretamente no processador Durante o processo de compila o s o feitas tr s an lises 1 L xica subprocesso onde verificado se as palavras usadas pelo programador para criar instru es est o corretas e contidas no dicion rio da referida linguagem 2 Sint tica nesta etapa verificado se existe uma l gica correta nas diversas palavras utilizadas pelo programador 3 Sem ntica uma vez utilizando palavras conhecidas pelo dicion rio e aplicando uma l gica adequada resta apenas verificar erros sem nticos como por exemplo a multiplica o entre um n mero e uma letra que equivocadamente podem ocorrer Uma vez que essas an lises terminem sem erros um ligador utilizado para agrupar as bibliotecas de fun o ocasionalmente produzidas junto com o execut vel e torn los todos independentes do compilador 4 6 Interpreta o de linguagem Na interpreta o de linguagem executa se o c digo fonte diretamente Na realidade isso s poss vel porque cada computador que executa esse c digo necessita tamb m do interpretador O interpretador vai transformando a linguagem de programa o em c digo de m quina a medida em
61. nstru o 10001010 armazenada naquele endere o da RAM seja copiada para dentro do registrador de instru o Mem ria RAM Processador Endere o Dado Registradores 00000000 10101010 pres 00000010 00000001 10010 Es ekee 00000010 OO 00010101 00000011 00101010 00111101 01010101 00000100 01010100 00000101 11110010 Unidade de controle Barramento de controle PI Ponteiro de instru es RI Registrador de instru es Mas n o sabemos nesse momento o que significa 10001010 isto vai depender do modelo do processador Em um modelo esta instru o pode significar soma Em outra pode significar subtra o Entretanto o que importa voc perceber que as instru es est o armazenadas na mem ria RAM da mesma forma que os dados do usu rio ou seja em formato bin rio O que muda o local do processador para onde cada tipo de valor carregado Os dados de c lculo do usu rio v o parar dentro de registradores gen ricos As instru es s o carregadas no registrador de instru es e seus endere os de mem ria aparecem referenciados pelo ponteiro de instru o 3 4 O ciclo de busca decodifica o e execu o Uma vez que voc compreendeu a descri o est tica de cada componente necess rio entender como cada um deles interopera Do momento em que ligamos o computador at o ltimo instante em que a energia el trica passa por seus circuitos a
62. nternet Explorer da Microsoft Essa intera o ocorre atrav s de arquivos em um formato de linguagem pr prio especificada como lin guagem HTML Hypertext Markup Language Linguagem de Marca o de Hipertexto Abaixo veremos um exemplo de c digo HTML e a respectiva p gina gerada pelo navegador Firefox lt html gt O Este um tert MI Windes Itu rm lt head gt lt title gt Este um teste da linguagem Teste de documento HTML HTML lt title gt iia lt head gt lt body gt lt hi gt Teste de documento HTML lt h1 gt Oi eu sou um documento html lt body gt lt html gt J nr arpa C digo HTML P gina HTML As p ginas da web tamb m s o identificadas por URLs O identificador de protocolo HTTP HyperText Transfer Protocol Protocolo de Transfer ncia de Hipertexto Temos abaixo alguns exemplos de endere os da web h tp www wikipedia org http pt wikipedia org wiki Conhecimento A web se tornou o servi o mais atraente da Internet nela que ocorre o maior n mero de novidades desde a troca de materiais cient ficos at os sistemas de com rcio eletr nico que mudam pouco a pouco o nosso estilo de vida 7 2 4 Outros protocolos Existem v rios outros protocolos para as mais variadas utilidades Vale citar e O DNS Domain Name System Sistema de Nomes de Dom nio que converte os nomes de dom nio f ceis de lembrar como www bol br em seu endere o num rico do prot
63. o bem claro armazenar informa es J o sistema de informa es SI tem um conceito mais amplo mais complexo Esse termo faz refer ncia ao software que d utilidade s diversas informa es armazenadas no banco de dados e ajuda o ser humano na tomada de decis es relacionadas aos seus neg cios 6 1 Banco de dados Suponha que voc fosse encarregado de cadastrar em uma folha de papel as informa es de identifica o das pessoas que moram em sua casa Voc come aria anotando o seu nome sua data de nascimento o n mero da carteira de identidade e seu estado civil por exemplo Depois partiria para as outras pessoas Muito provavelmente voc seguiria a estrutura nome data de nascimento identidade estado civil anotando um nome embaixo do outro e assim por diante O quadro abaixo ilustra um exemplo Fabricio 10 11 1978 6 020 001 6 SC Solteiro Julia 16 07 1984 9 727 161 8 SC Solteira E correto afirmar que de posse dessas anota es existe um arquivo com dois registros O arquivo a folha de papel Os registros s o as duas linhas de informa o escritas nele Podemos incrementar esse arquivo adicionando o nome de cada campo Isso til para identificar o tipo de informa o que deve ser escrita nele Nome Data de nascimento Identidade Estado civil Fabricio 10 11 1978 6 020 001 6 SC Solteiro Julia 16 07 1984 9 727 161 8 SC Solteira Com os campos corretamente indicados
64. o do processamento de c lculos S o elas e Unidade L gica e Aritm tica e Registradores e Acumuladores e Unidade de Controle Vamos examin las em detalhes 3 3 1 Unidade L gica e Aritm tica Todos os componentes do processador s o necess rios ou seja todos existem porque s o vitais ao funcionamento deste pequeno chip que o processador Mas a ULA verdadeiramente especial Este componente capaz de realizar assim como n s humanos o c lculo propriamente dito Pode ser solicitado a uma ULA Somas multiplica es e uma diversidade de opera es matem ticas variando conforme o modelo do microchip Por outro lado a ULA n o somente aritm tica conforme descrito Ela tamb m deve ser capaz de fazer as compara es l gicas 3 3 2 Registradores e Acumuladores Os registradores s o espa os dentro do processador para o armazenamento tempor rio dos valores que ser o calculados Se n o houvessem registradores seria necess rio que o processador trabalhasse com os dados enquanto eles estivessem l longe na mem ria principal Isto seria lento demais Muito melhor haver um espa o mesmo que relativamente pequeno dentro da CPU para guardar c pias do que ser calculado A ULA produz um determinado resultado e grava o em um registrador Mais tarde a resposta copiada deste registrador para a rea do programa do usu rio armazenado na mem ria principal importante saber que existem regis
65. ocolo de Internet no caso 200 221 8 150 e O IRC Internet Relay Chat Bate papo apoiado pela Internet onde milhares de usu rios se encontram para conversar em salas de bate papo orientadas por texto e divididas segundo canais de interesse Foi neste ambiente que nasceram os cones de emo o como o visto que o IRC n o suporta imagens e Telnet SSH VNC e RDP Esta fam lia de protocolos permite que um usu rio controle atrav s da Internet computadores fisicamente localizados em um ponto distante O Telnet TELetype NETwork Rede de Teletipo e o SSH Secure Shell Console Seguro s o usados para controlar sistemas operacionais do tipo UNIX J o VNC Virtual Network Computing Computa o Virtual via Rede e o RDP Remote Desktop Protocol Protocolo de Desktop Remoto controlam servidores e esta es Windows da Microsoft Referencias MAR ULA M e BENINI FILHO P A Inform tica conceitos e aplica es 1 ed S o Paulo Frica 2005 MEYER M et al Nosso futuro e o computador 3 ed Porto Alegre Bookman 2000 SOUSA L B Redes de computadores dados voz e imagem S o Paulo rica 1999 TANENBAUM A S Redes de computadores 4 ed Rio de Janeiro LTC 2004 WIKIPEDIA Meios f sicos de conex o Dispon vel em http pt wikipedia org wiki Cabo coaxial Acesso em dezembro de 2006
66. onvers o do sistema bin rio para o sistema decimal Usaremos uma tabela de convers o para ensin lo a converter n meros bin rios em decimais Existem outras possibilidades como o uso de f rmulas polinomiais Entretanto a tabela a forma mais f cil Supondo que necessitamos converter o n mero 10001001 em decimal devemos construir uma tabela com a mesma quantidade de casas numerais No exemplo temos 8 casas Com oito casas a tabela fica conforme 128 64 32 16 8 4 2 1 Existe uma l gica existe por tr s da segii ncia de n meros na linha ou seja ela montada da direita para a esquerda e os n meros s o m ltiplos de 2 Todo n mero elevado a zero igual a 1 isso responde a primeira coluna da direita para a esquerda Para a segunda coluna temos que todo n mero elevado a um igual a ele pr prio neste caso 2 Da em diante s continuar a eleva o de pot ncia ou considerar que o pr ximo n mero igual ao anterior multiplicado por dois Veremos ent o que 4 iguala 2 x 2 8 igual a 4 x 2 16 iguala 8 x 2 e assim por diante Se voc entendeu a forma de montagem da tabela agora falta preencher a convers o com o n mero bin rio que eu propus 10001001 O Quadro abaixo ilustra a montagem final da tabela de convers o 128 64 32 16 8 4 2 1 Basta somar os valores decimais das colunas contendo 1 isto 128 8 1 137 Ent o 10001001 137 Convers o finalizada 1 2 6 Convers o do sist
67. or oferece acesso compartilhado Internet atrav s de sua conex o com o roteador capaz de se comunicar diretamente com a rede mundial Os pr prios computadores podem atuar como servidores de arquivos e aplica es entretanto mais comum haver novos servidores dedicados para estas fun es Neste cen rio a impressora capaz de imprimir documentos originados em qualquer computador da rede Tudo isso poss vel devido a uma s rie de recursos de hardware e software empilhados a come ar pelo meio f sico de transmiss o 7 1 1 Meios f sicos de transmiss o Os meios f sicos criam o canal de liga o entre um computador e outro Eles s o respons veis por transportar os sinais que levam nossas informa es de um lado para o outro na rede Entre os diversos meios f sicos existentes vale ressaltar os principais meios guiados por cabos que conduzem energia el trica ou luz e Os cabos coaxiais que conduzem sinais el tricos dentro de um condutor de cobre coberto com camadas isolantes e um revestimento pl stico e Os cabos de pares tran ados onde se encontram diversos pares de fios enrolados em forma de espiral para anular a interfer ncia natural dos campos eletromagn ticos durante a condu o dos sinais el tricos e Os cabos de fibras pticas que cont m internamente uma mistura de vidro pl stico e outros componentes por onde feixes de luz codificam as informa es Cabo coaxial Cabo de
68. plica o das respostas obtidas a fim de verificar sua efic cia Os sistemas que avaliam cr dito os sistemas de elabora o de pr mios de seguro e os sistemas que tentam prever o comportamento das bolsas de valores s o exemplos poss veis de implementa o para o conceito de sistema especialista 6 2 6 Sistemas de Informa es Executivas O Sistema de Informa es Executivas SIE ou Sistema de Apoio ao Executivo SAE fornece para os altos executivos informa es r pidas e condensadas sobre os fatores mais cr ticos da organiza o Os SIEs s o sempre personalizados para as finalidades e particularidades espec ficas de cada organiza o Sua interface deve permitir o m ximo de flexibilidade para modifica o da visualiza o das informa es com o m nimo de esfor o e dom nio da ferramenta Esses sistemas s o alimentados com dados resumidos dos SIGs SADs e prin cipalmente de fontes externas com indicadores qualitativos A partir dessas entradas os SIEs filtram rastreiam e classificam os dados relevantes agregando intelig ncia e an lises de dados sofisticadas Com isso poss vel receber relat rios sobre tend ncias e comportamentos anteriormente ocultos 6 2 7 reas de aplica o dos Sistemas de Informa o Os Sistemas de Informa o na pr tica operam em todos os lugares onde se deixou de anotar as informa es em papel e caneta Eles est o na rea da avia o planejamento de v os reserva
69. putador realizasse Logo em seguida apareceu um linguajar que manipulava as opera es de um processador em cadeias hexadecimais Essa linguagem de m quina ou assembly melhorou um pouco a performance da programa o Aqui cabe uma analogia em assembly sempre existe uma rela o direta entre o que o programador quer e o que o processador capaz ou n o de fazer Se um processador capaz de multiplicar ent o existe uma instru o em assemby que permite ao programador solicit lo para tal Por exemplo multiplicar 2 3 resulta em 6 pois 2x3 6 Caso a fun o n o exista necess rio invent la Neste exemplo supondo que o computador n o saiba multiplicar mas saiba somar basta executar a opera o de soma repetidas vezes Nesta situa o somar 3 seguida de somar 3 4 8 Linguagens de segunda gera o As linguagens de segunda gera o s o um avan o em rela o ao assembly Esta gera o j apresenta o palavreado usado no dia a dia que de uma forma ou de outra acaba sendo transformado em c digo de m quina As principais representantes s o e FORTRAN apareceu como a primeira linguagem verdadeiramente de pro grama o pois o assembly se encaixa melhor como linguagem de m quina ideal para formula es matem ticas Seu nome um acr nimo de Formulae Translation COBOL a primeira linguagem criada para fins comerciais relativamente f cil de entender e modela muito bem as situa es
70. que o processador o executa As an lises l xica sint tica e sem ntica s o tamb m aplicadas por m pouco a pouco medida que a execu o vai acontecendo dentro do processador Com diferencias t o evidentes poss vel tra ar algumas compara es 1 Um programa compilado executa muito mais rapidamente pois toda a etapa de verifica o de c digo j foi feita pelo programador anteriormente 2 A quantidade e o tempo das compila es necess rias durante a fase de desenvolvimento de um software s o muito entediantes e improdutivas A interpreta o menos trabalhosa e toma menos tempo nesta fase de cria o do software 3 Ao criar um programa compilado voc s distribui o execut vel Um programa interpretado requer que voc forne a tamb m o interpretador Isso pode ser oneroso devido a restri es de licen a ou de espa o de armazenamento no dispositivo final 4 Ao compilar voc prende o produto a um sistema operacional Linguagens interpretadas podem operar em sistemas operacionais diferentes sem a necessidade de modifica es no c digo fonte Agora conhe a sobre as diversas linguagens de mercado existentes classificadas conforme quatro gera es 4 7 Linguagens de primeira gera o No in cio do desenvolvimento dos computadores as linguagens de programa o eram de muito baixo n vel Bem simples voc humano devia programar diretamente em bits O e 1 tudo aquilo que quisesse que o com
71. r n meros com base maior que 10 devemos empregar letras do alfabeto Nosso estudo vai at a base hexadecimal porque ela empregada dentro do computador Veja adiante como lidar com convers es nesta nova base 1 3 1 Convers o do sistema hexadecimal para o sistema bin rio Para converter um n mero que est representado na base hexadecimal em seu correspondente na base bin ria observe Transformar o n mero 9A em bin rio 9 1001 A 1010 Ou seja 9A 10011010 1 3 2 Convers o do sistema bin rio para o sistema hexadecimal Para converter um n mero que est representado na base bin ria em seu correspondente na base hexadecimal use o caminho inverso da convers o anterior Supondo ser necess rio converter 1011001010 em hexadecimal divida os d gitos bin rios formando grupos de quatro elementos cada conforme abaixo 0010 1100 1010 Na coluna esquerda foi adicionado dois zeros esquerda para facilitar a visu aliza o do grupo formado por quatro d gitos bin rios Agora s converter esses n meros em seus representantes hexadecimais Veja 0010 1100 1010 2 C A Logo 1011001010 2CA 1 3 3 Convers o do sistema hexadecimal para o sistema decimal Para converter um n mero que est representado na base hexadecimal em seu correspondente da base decimal converta o primeiro em bin rio depois em decimal Este o caminho mais f cil 9 1001 A 1010 Ou seja at agora 9A
72. random access memory RAM o componente que armazena os dados dos programas em execu o A placa m e por sua vez a pe a que interliga o processador mem ria principal e todos os diversos dispositivos de entrada e sa da de dados que formam o computador Ela oferece vias de comunica o tamb m chamados de barramentos que permitem a c pia de dados entre a CPU e a RAM processador e mem ria e entre os demais componentes como o teclado mouse monitor de v deo e a impressora 3 2 A mem ria principal A mem ria principal ou de acesso aleat rio possui este nome devido a sua capacidade de acessar dados em qualquer posi o Cada valor armazenado dentro da mem ria de acesso aleat rio tem seu pr prio endere o Logo n o necess rio pesquisar um bloco de mem ria para saber se o que desejamos est l dentro Basta pedir por um endere o que o retorno imediato Voc ver que por economia nenhum outro elemento do computador funciona desta maneira Mas a RAM precisa ser r pida mesmo que para isto seja necess rio dar um endere o nico para cada informa o que ela armazena Agora vamos estudar a estrutura interna do processador e sua forma de comunica o com a mem ria principal atrav s do barramento fornecido pela placa m e 3 3 A unidade central de processamento O processador formado por diferentes estruturas que tem diferentes finalidades todas exclusivamente voltadas realiza
73. rfurado Allan M Turing descreve uma m quina de computar multiprop sito E a primeira vez que algu m pensa em uma calculadora onde as fun es que ela pode fazer exemplo somar diminuir s o definidas pelo usu rio e n o pelo fabricante do aparelho Este pensamento foi definitivo 2 6 Primeira gera o de computadores Hoje poss vel definir quatro gera es diferentes para os v rios est gios de evolu o pelos quais o computador passou Cada uma dessas gera es associada a um grande evento que revolucionou a rea 1946 John P Eckert Jr e John Mauchly projetam o ENIAC Computador In tegrador Num rico eletr nico O projeto que iniciou no auge da segunda guerra mundial tinha como objetivo o c lculo de bal stica de proj teis Uma pena que as guerras sejam grandes motivadores das inven es O ENIAC ocupava o tamanho de um apartamento 90 m2 para dispor as 18 mil v lvulas e 1 500 rel s Para se ter uma id ia da sua velocidade em um segundo de processamento era poss vel obter 5 mil somas ou 300 multiplica es aproximadamente Um processador de forno de microondas hoje em dia muito mais veloz O ENIAC precisava ser programado diretamente nos seus pain is el tricos John Von Neumann percebeu que isso era dif cil e prop s um desenho um prot tipo de computador onde cada elemento da m quina teria um papel bem definido Uma coisa era a informa o dentro do processador e outra os dados em mem
74. rnece ao usu rio todos os recursos comuns de trabalho como acesso Internet aplicativos de escrit rio enfim tudo o que for necess rio e estiver dispon vel para aquisi o e ou download via Internet Os principais aspectos positivos dos computadores de mesa s o o pre o acess vel e o conforto para o trabalho e Aspectos positivos E o mais acess vel dos computadores e o que d o melhor custo benef cio Pode ser facilmente modificado para receber melhorias de processador mem ria armazenamento etc e Aspectos negativos N o port til exige espa o Consome mais energia el trica e pode gerar ru dos devido necessidade de resfriamento do processador Esta es de trabalho Por fora s o parecidos com os computadores de mesa Dentro entretanto s o utilizados componentes de alto desempenho para favorecer a realiza o de atividades relativamente pesadas Tratamento de imagens produ o de v deos projetos de engenharia e arquitetura em 3D s o exemplos de utilidade para estes computadores Os computadores voltados aos jogos de ltima gera o podem ser encaixados nesta categoria por utilizarem componentes similares e custarem a mesma faixa de pre o e Aspectos positivos Proporcionam melhor experi ncia no uso de computadores e Aspectos negativos Custam mais do que os computadores comuns de mesa al m de ocuparem um espa o igual ou maior Servidores Os servidores s o computadores teoricamente form
75. ros conforme a quantidade de algarismos dispon veis O computador usa principalmente a base bin ria e a hexadecimal 1 2 A base bin ria No momento em que o computador realiza um c lculo ele utiliza componentes eletr nicos que suportam apenas dois estados diferentes permitindo ou bloqueando a passagem de corrente el trica Ent o a base til para o que estamos falando a base 2 formada pela representa o dos algarismos O sem passagem de corrente el trica e 1 com passagem de corrente el trica A base 2 tem um apelido base bin ria 1 2 1 Soma bin ria Para realizar a soma entre dois n meros representados em base bin ria considere as seguintes afirma es 1910 1 10 2 10 1 na base 10 somado a 1 na base 10 igual a 2 1 2 1 2 10 2 1 na base 2 somado a 1 na base 2 igual a 10 gt um zero Isto ocorre porque na base bin ria os algarismos a partir do 2 n o existem Ent o necess rio iniciar uma nova coluna de representa o num rica neste caso 10 2 um zero na base 2 Podemos dizer que ocorreu um estouro de valor Tabuada de soma bin ria 02 02 0 02 12 5 l2 12 10 O processo de uma soma 1 2 2 Subtra o bin ria Para realizar a subtra o entre dois n meros representados em base bin ria voc deve ficar atento quando encontrar a situa o O 1 pois n o h uma resposta direta Neste caso o n mero esquerda deve emprestar 1 ao
76. rosoft e o Thunderbird da funda o Mozilla 7 2 2 Transfer ncia de arquivos O servi o de transfer ncia de arquivos foi um dos primeiros a surgir na Internet Anos antes dos websites j era poss vel fazer upload carga e download descarga de arquivos hospedados em servidores que entendem o protocolo FTP File Transfer Protocol Protocolo de Transfer ncia de Arquivos O modo de endere amento dos servidores de FTP e dos servidores WEB que ser o vistos adiante seguem um padr o uniformizado diferente do sistema de correio eletr nico Este padr o tem o nome URL Universal Resource Locator Localizador Universal de Recursos O esquema de composi o de um URL segue o padr o exibido no abaixo ftp ftp sistem br sistemas cb aulaO7 pdf Hp sistem br sistemas aulaO7 pdf Nome do Nome do servidor e E aah PR Diret rio Sub diret rio Arquivo desejado protocolo na Internet Portanto para usar deste recurso necess rio conhecer o endere o URL do servidor FTP e instalar um programa de FTP no computador do usu rio Alguns exemplos de programas que atendem a estes requisitos s o o WS FTP da Ipswitch o SmartFTP da SmartSoft e o Filezilla de dom nio p blico 7 2 3 P ginas da world wide web A world wide web permite a transfer ncia de conte do multim dia entre servidores web como o HTTP Server da Apache Foundation e o IIS da Microsoft e navegadores como o Firefox da Mozilla Foundation e o I
77. s chamado Osborne 1 1981 A IBM lan a o IBM PC Usando o processador Intel 8088 e o sistema operacional MS DOS feito em parceria com a Microsoft o PC aparece no mercado apresentando velocidade bem superior a dos concorrentes e com dez vezes mais mem ria do que a maioria deles O PC um sucesso mesmo hoje d cadas depois de sua idealiza o A jogada da IBM foi permitir que o esquema de constru o do seu computador pudesse ser imitado por outras fabricantes Isso foi bem inovador numa poca em que todos os fabricantes protegiam ao m ximo os seus projetos Acabou sendo timo para n s consumidores mas a IBM provavelmente perdeu uma grande fatia do mercado visto que qualquer fabricante de componentes eletr nicos podia agora produzir pe as ou PCs inteiros por conta pr pria todos compat veis entre si A Microsoft lucrou em escala gigantesca no licenciamento de seu MS DOS que mesmo em um PC de arquitetura aberta exigia o pagamento da licen a de uso do seu software 2 10 Outros fatos importantes da quarta gera o de computadores 1982 A Sony anuncia o Compact Disc ou CD para armazenamento de udio em formato digital e n o mais anal gico como em uma fica cassete ou um disco de vinil Em 1984 o CD passa a ser usado tamb m para armazenamento de dados 1985 A Microsoft apresenta o sistema operacional Windows 1 0 com interface gr fica 1990 Tim Berners Lee define padr es para a Int
78. s o compartilhadas entre esses n cleos Esses processadores j equipam servidores esta es de trabalho e notebooks com processadores Intel AMD e Sun Alguns nomes de mercado para este recurso s o Hyperthreading Core Duo e Multi Core 4 Softwares e as Linguagens de Programa o poss vel identificar de forma clara a diferen a entre o hardware e o software computacional A defini o de hardware j esta clara a por o f sica do computador vamos verificar os conceitos sobre software 4 1 Software O software a parte l gica do sistema de computa o Ele o programa de computador que d capacidade ao processador para realizar as tarefas que desejamos Outras defini es complementares a parte l gica que dota o equipamento f sico com a capacidade de realizar todo tipo de trabalho E o ingrediente que estabelece que o computador executar uma tarefa espec fica isto um conjunto de instru es eletr nicas armazenadas em um meio de armazenamento E a estrutura que permite a um programa manipular informa es corretamente Como voc pode ver o software mais sutil Ele n o pode ser pego nas m os podemos apenas pegar o disquete ou CD que o cont m Ele n o pode ser visto em opera o podemos ver apenas o resultado de seu funcionamento na tela do computador ou no papel Para amenizar podemos considerar parte integrante do software a documenta o que descreve seu funcion
79. s ainda nesta aula e Usu rios finais S o os usu rios dos programas e sistemas de informa es Acessam os bancos de dados apenas indiretamente Como voc pode perceber cada profissional de tecnologia tem seu papel frente a um SGBD Na disciplina de Banco de Dados voc vai estudar mais a fundo todo o potencial oferecido por este recurso Agora partimos para os Sistemas de Informa o SI 6 2 Sistemas de Informa o Um sistema de informa o um conjunto de componentes inter relacionados que coleta processa armazena e distribu informa es para dar suporte tomada de decis o e ao controle da organiza o Eles ajudam os trabalhadores e gerentes a analisar problemas visualizar assuntos complexos e criar novos produtos Os Sistemas de Informa o realizam o processamento de dados que s o inseridos em seu contexto e produzem uma sa da til para ser analisada pelo trabalhador ou gerente MN am ENTRADA mm PROCESSAMENTO ED SA DA No 2 Bo a USU RIO GERENTE O acima resume essa id ia de que os Sistemas de Informa o s o alimentados por usu rios na etapa de entrada Eles armazenam e transformam os dados de acordo com as regras de constru o do sistema que devem imitar a realidade e por fim emitem sa das teis para serem interpretadas pelo mesmo usu rio que inseriu as informa es ou por um gerente que pode decidir novos rumos com base no que foi processado Um SI depend
80. s intermedi rios seriam imposs veis Para o rel gio digital a mesma id ia se aplica Se por exemplo ele marca o segundo 58 ao mudar de passo vai direto ao 59 Este rel gio digital nunca marcou uma fra o intermedi ria de tempo entre os segundos em quest o Esta compara o entre o anal gico e o digital interessante para dizer que o mundo funciona em termos anal gicos pois tudo assume infinitos estados Ao digitalizarmos uma informa o ao passarmos a informa o para o computador portanto seja ela um texto uma imagem ou uma m sica temos que enquadr la de uma forma que o computador possa trabalhar s vezes o computador armazena os dados sem perda nenhuma como o texto digitalizado e em outras existe uma perda que pode ser ou n o ser percebida pelo ser humano como as fotos e a m sica que podem estar em baixa ou alta qualidade 2 2 A linha do tempo das inven es e descobertas relacionadas ao computador A maioria das inven es que auxiliam o ser humano na tarefa de calcular foi inventada para serem usadas pontualmente Por exemplo o baco utilizado pelos chineses para realizar c lculos mais complexos do que os dedos da m o podiam suportar N o era o prop sito dos chineses deixar uma dica de que o uso de casas de unidade dezena e 2 Las centena etc seria muito til dentro do computador Entretanto tal conceito foi muito bem aproveitado Logo podemos dizer que
81. ss vel prever exatamente quais ser o as pr ximas instru es reside no fato de haver no processador a estrutura de condi o O processador em sua linguagem de m quina faz esses desvios alterando a ordem de execu o das instru es Por isso a impossibilidade de sabermos de antem o quais regi es da mem ria devem ser copiadas para o tubo Entendido o pipeline passamos agora para as escolhas sobre o projeto de constru o de um microprocessador 3 6 Arquiteturas CISC e RISC Durante o curso de An lise e Desenvolvimento de Sistemas voc aprender programar em diversas linguagens Todas elas far o sentido para voc Para que o computador venha executar exatamente como voc quer necess rio pass la para os bin rios que o processador conseguir compreender Esta etapa chamada de compila o ou interpreta o dependendo do m todo utilizado na convers o Os projetistas do computador Macintosh da Apple optaram por definir um modelo de processador contendo um conjunto bem pequeno de diferentes instru es Neste processador os c lculos complexos s o formados atrav s da realiza o de sucessivas opera es matem ticas simples exatamente da mesma forma que uma multiplica o de 3 vezes 9 pode ser realizada atrav s de tr s somas sucessivas do n mero 9 Bastaria saber somar para ser poss vel multiplicar mesmo que isso tome v rios ciclos de execu o J a Intel ao definir seu processador que
82. tares 4 9 2 Linguagens orientadas a objeto Este tipo de linguagem muito utilizada atualmente permite que as modelagens feitas pelo programador no momento em que pensa a respeito do projeto do seu software possam ser incorporadas dentro do c digo fonte e Smalltalk criada exatamente para permitir que o compilador se tornasse capaz de compreender a forma como o software projetado pelo programador e C a deriva o da linguagem C para conter os conceitos de orienta o a objeto e Java criada pela Sun tem como principal diferen a o fato de fornecer uma m quina virtual independente do sistema operacional hospedeiro Desta forma um programa feito em java pode executar em qualquer hardware e ou sistema operacional onde exista um interpretador java dispon vel e Linguagens de Internet criadas para facilitar a programa o no ambiente da world wide web S o em sua maioria interpretadas din micas e relativamente f ceis de aprender Exemplos Active Server Pages ASP da Microsoft Java Server Pages JSP da Sun e Personal Hypertext Preprocessor PHP criada por The PHP Group Outro tipo de linguagem surge nesta poca para atender prop sitos muito especializados como o Lisp usado nas reas de intelig ncia artificial o Prolog tamb m usado na IA na rea de sistemas especialistas e o Fourth empregado no desenvolvimento de microprocessadores 4 10 Linguagens de quarta gera o A quarta gera
83. tradores de uso gen rico e registradores de uso espec fico De uso gen rico s o aqueles que eu acabei de explicar pois servem para a realiza o de c lculos diversos J os registradores de uso espec fico s o especializados em um tipo predeterminado de tarefa como por exemplo a extra o de raiz quadrada ou o c lculo de seno cosseno Enquanto seriam necess rios v rios ciclos de processamento para realizar c lculos como estes por meio de registradores gen ricos um registrador espec fico executa o em um s passo da sua utilidade e rela o direta com o poder do processador Cada especifica o de modelo de processador cont m diferentes quantidades e tipos de registradores 3 3 3 Unidade de Controle A Unidade de Controle respons vel por gerar os sinais el tricos que controlam as opera es do processador com seu mundo externo isto a mem ria principal A mem ria principal RAM serve tanto para o armazenamento dos dados que desejamos calcular como tamb m para o resultado da opera o depois de realizada pelo processador Al m disso ela tamb m armazena a instru o do que deve ser processado Isto significa que a receita do c lculo tamb m fica armazenada na RAM sob a forma de instru es Instru o um n mero bin rio como qualquer outro armazenado na mem ria RAM A diferen a est no fato de que este n mero copiado para dentro de um registrador especial do processador
84. ue os computadores novinhos t m sempre mais velocidade mais mem ria e mais espa o de armazenamento No entanto o conceito por tr s da sua constru o e do seu funcionamento permanece o mesmo Processador mem rias armazenamento entrada teclado mouse e sa da monitor impressora sistema operacional Linux Windows e programas editor de texto planilhas etc Os diversos tipos de computadores da atualidade s o classificados conforme as suas finalidades A lista est ordenada conforme o tamanho m dio destes aparelhos partindo dos menores Computadores de m o ou assistentes digitais S o pequenos aparelhos manipul veis de forma parecida com um telefone celular por m geralmente sem teclado Servem como agenda e como terminal de pequenas consultas Internet Alguns modelos podem conter aparelhagem para servir como mapa de posicionamento global GPS leitores e editores de texto e planilhas de c lculo A entrada de informa es pode ser feita pelo reconhecimento das letras escritas com uma caneta sem tinta diretamente sobre a tela do aparelho e Aspectos positivos Altamente port til A bateria pode durar dias Alterar pequenas por es de informa o na tela bem f cil e pr tico e Aspectos negativos A rea de visualiza o das informa es pequena O processador relativamente lento Pode custar o pre o de um computador port til Os acess rios s o caros e a disponibilidade de softwares
85. um banco transa o Logo uma caracter stica dos bancos de dados permitir seu uso simultaneamente por v rios usu rios realizando uma ou v rias transa es ao mesmo tempo Devido a essa necessidade de realizar m ltiplas transa es o sistema gerenciador de banco de dados precisa ser bem programado para evitar que alguns desastres aconte am Suponha agora por exemplo a situa o de depositar 100 reais na sua conta corrente usando um caixa eletr nico Existem duas transa es envolvidas a primeira no momento em que o caixa eletr nico confirma o recebimento da c dula e a segunda em que o valor registrado em seu saldo Caso a primeira transa o falhe por erro mec nico ou por erro de comuni ca o indesej vel ao menos para a institui o financeira que a segunda venha a ter sucesso Isso significa que as transa es devem ser at micas De duas uma ou elas ocorrem todas com sucesso ou s o todas desfeitas como se nunca tivessem sido executadas Desde a introdu o dos bancos de dados l na segunda gera o de computadores at os dias de hoje muitos aspectos mudaram O principal deles diz respeito forma como o banco de dados em si oferecido ao usu rio para que ele possa modelar as informa es que deseja armazenar Na atualidade existem dois modelos em uso o relacional e o orientado a objeto Conhe a os principais aspectos de cada um deles 6 1 1 Modelo relacional O modelo relacional imita

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