Unidade 1: Fundamentos

1 - Introdução ao Computador

Conceitos básicos e Terminologias

O computador é uma máquina eletrônica capaz de realizar uma grande variedade de tarefas com alta velocidade e precisão, desde que receba as instruções adequadas.
Computador = parte física (hardware) + parte lógica (software).
- Hardware é o conjunto de todos os elementos físicos que compõe o computador (o equipamento propriamente dito).
- Software é o conjunto de instruções que controla e orienta o computador para execução de tarefas.
Toda máquina é um sistema. O que é um sistema?

Sistema de computação -- processamento eletrônico de dados
- Um sistema de computação realiza três funções básicas: entrada, processamento e saída.
- A entrada de um sistema de computação corresponde ao conjunto dos dados necessários para a realização de uma tarefa.
- O processamento refere-se às modificações realizadas sobre os dados de entrada e à elaboração dos resultados.
- A saída corresponde ao conjunto de dados resultantes obtidos.
Um sistema de computação está organizado em 5 componentes:
- HARDWARE: memória principal, processador, unidades de entrada/saída e memória auxiliar.
- SOFTWARE: programas (aplicativos, programas do sistema).

Os componentes de hardware concentram-se na placa-mãe, como mostra a figura abaixo.

Processador: contém a inteligência da máquina; realiza cálculos e toma decisões (UCP - Unidade Central de Processamento).
Memória principal: armazena os dados e programas enquanto estão sendo processados; bloco de anotações para cálculos.
Unidades de entrada e saída: permitem a interação usuário/computador

Memória Auxiliar: armazena as informações que o computador não está utilizando
- A memória auxiliar é também chamada de memória secundária, funcionando como meio de armazenamento permanente de informações (dados/programas) no computador.
- Exemplos: disco rígido (HD), disquete e CD-ROM.
A figura abaixo descreve a comunicação entre os componentes de hardware do computador:

A memória principal (MP)

Função da memória principal (MP) é armazenar os programas e dados temporariamente
- É importante lembrar que um programa só será executado pelo processador se estiver armazenado na MP, juntamente com seus respectivos dados.
A MP é chamada RAM (Random Access Memory - Memória de Acesso Aleatório)
- A localização de informações na MP é feita a partir de endereços associados à área da memória onde tais informações foram gravadas.
- A MP é organizada como um conjunto de células (áreas de memória), onde cada célula é identificada por um endereço único e armazena dados ou instruções de programas.
A MP pode ser de dois tipos (quanto às operações suportadas):

RAM de leitura/escrita - a memória de trabalho do processador (normalmente referenciada como memória RAM).
RAM só de leitura - memória utilizada para guardar informações sobre a inicialização do computador (normalmente referenciada como memória ROM - Read Only Memory).

A memória RAM é volátil, isto significa que quando o computador é desligado ou reinicializado, as informações na MP desaparecem. O mesmo não acontece com a memória ROM.
O computador é uma máquina binária: só entende dois valores (bits), 0 e 1
- Toda informação manipulada pela máquina é representada internamente como um conjunto de 0s e 1s.
- O caractere é a menor informação que precisamos representar internamente e um bit não é suficiente para tal. Assim, utiliza-se o byte (8 bits).
A capacidade de armazenamento da MP é medida em bytes. Mais especificamente, em termos dos múltiplos do byte: Kbyte (2¹⁰ bytes), Mbyte (2²⁰ bytes), etc. Exemplos: 32 Mbyte, 64 Mbyte...

O processador

A unidade central de processamento (UCP) ou processador, é também conhecida como CPU (Central Processing Unit) e sua função é controlar o funcionamento do computador e a execução de programas.
Mais especificamente... A CPU é responsável pela entrada de dados, saída de resultados, cálculos, comparações, tomada de decisões, emissão de sinais de controle para controlar o processamento do computador e a comunicação entre este e os seus periféricos (dispositivos de entrada e saída)
Principais componentes da CPU:
- Unidade de Controle - responsável pelas funções de controle.

Para executar uma instrução, a CPU realiza as seguintes operações que caracterizam o ciclo de instrução:

Todo computador possui um relógio (system clock), que é utilizado para cronometrar as operações realizadas pelo processador.

A velocidade de processamento depende da velocidade do relógio (clocks)

Mhertz (MHz) significa "milhões de ciclos por segundo".

Hoje, os computadores operam em velocidades superiores a 100 MHz.

"É o software que dá vida à máquina"

Os programas que compõem o software da máquina são instruções eletrônicas que informam ao computador como realizar determinadas tarefas.

Existem duas classes de software:

Os programas aplicativos se concentram na solução de algum tipo de problema, utilizando o computador como ferramenta (o foco está na aplicação)
- exemplos: editores de texto, jogos, planilhas eletrônicas e aplicações gráficas.
O software básico têm como objetivo possibilitar a operação e o uso do computador, seja qual for a aplicação (o foco está na máquina)
- exemplos: sistemas operacionais e compiladores.