Introdução à Informática

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<p>Introdução à Informática I</p><p>ÍNDICE</p><p>ÍNDICE _________________________________________________________________________________________ I</p><p>1. Noção de Informática, informação e dados ___________________________________________________________ 1</p><p>1.1 O que é a Informática_________________________________________________________________________ 1</p><p>1.2 O que é a informação _________________________________________________________________________ 1</p><p>1.3 O que são dados _____________________________________________________________________________ 1</p><p>2.Computadores ___________________________________________________________________________________ 2</p><p>2.1 Introdução__________________________________________________________________________________ 2</p><p>2.2 Breve História dos Computadores ______________________________________________________________ 3</p><p>2.2.1 A Era Mecânica ___________________________________________________________________________ 3</p><p>2.2.2 A Era Electrónica__________________________________________________________________________ 4</p><p>A Primeira Geração (1943 - 1955) _______________________________________________________________ 4</p><p>A Segunda Geração (1955 - 1964) _______________________________________________________________ 6</p><p>A Terceira Geração (1964 - 1975) _______________________________________________________________ 6</p><p>A Quarta Geração (desde 1975) _________________________________________________________________ 7</p><p>2.3 Resumo ____________________________________________________________________________________ 8</p><p>3 Constituição de um computador (HARDWARE) _______________________________________________________ 9</p><p>3.1 Introdução__________________________________________________________________________________ 9</p><p>3.2 Estrutura de um computador __________________________________________________________________ 9</p><p>3.3 Memória interna____________________________________________________________________________ 12</p><p>3.4. Placa Mãe (Motheboard) ____________________________________________________________________ 13</p><p>3.5. Microprocessador __________________________________________________________________________ 14</p><p>4 PERIFÉRICOS_________________________________________________________________________________ 14</p><p>4.1 Introdução_________________________________________________________________________________ 14</p><p>4.2 COMUNICAÇÃO ENTRE PERIFÉRICOS _____________________________________________________ 15</p><p>4.3 Periféricos _________________________________________________________________________________ 16</p><p>4.3.1 Teclado ________________________________________________________________________________ 16</p><p>4.3.2. Monitores ______________________________________________________________________________ 16</p><p>Controladores de vídeo_______________________________________________________________________ 17</p><p>4.3.3 Impressoras _____________________________________________________________________________ 17</p><p>Impressora de esfera _________________________________________________________________________ 18</p><p>Impressora de margarida______________________________________________________________________ 18</p><p>Impressora de Jacto de TINTA_________________________________________________________________ 19</p><p>IMPRESSORA LASER ______________________________________________________________________ 19</p><p>A PLOTTER_______________________________________________________________________________ 19</p><p>4.3.4 Drivers _________________________________________________________________________________ 19</p><p>4.3.5 Rato ___________________________________________________________________________________ 20</p><p>4.2.6 Joystick ________________________________________________________________________________ 20</p><p>4.3.7 Modem_________________________________________________________________________________ 20</p><p>4.3.8 Digitalizadores (Scanners)__________________________________________________________________ 21</p><p>4.4 Suportes da Informação______________________________________________________________________ 21</p><p>4.4.1 Suportes de Papel_________________________________________________________________________ 22</p><p>4.4.2 Suportes Magnéticos ______________________________________________________________________ 22</p><p>Banda Magnética ___________________________________________________________________________ 22</p><p>Discos Magnéticos __________________________________________________________________________ 22</p><p>4.4.3. Suportes ópticos _________________________________________________________________________ 22</p><p>4.4.4. Outros suportes__________________________________________________________________________ 23</p><p>4.4.4.1. Códigos de barras ____________________________________________________________________ 23</p><p>4.4.4.2. Cartões magnéticos ___________________________________________________________________ 23</p><p>5. Software ______________________________________________________________________________________ 23</p><p>II Introdução à Informática</p><p>5.1 Programas e linguagens______________________________________________________________________ 23</p><p>5.2 Sistemas Operativos _________________________________________________________________________ 24</p><p>5.3 Portabilidade ______________________________________________________________________________ 24</p><p>5.4 Aplicações _________________________________________________________________________________ 24</p><p>Introdução à Informática 1</p><p>1. Noção de Informática, informação e dados</p><p>1.1 O que é a Informática</p><p>Informática é uma palavra criada por Philippe Dreyfus, a partir de Informação e Automática. Em 1967 a</p><p>Academia Francesa de Ciências definiu Informática do seguinte modo:</p><p>"É a ciência do tratamento racional, nomeadamente através de máquinas automáticas, da informação,</p><p>considerada como suporte de conhecimentos e de comunicação nos domínios técnico, económico e social."</p><p>1.2 O que é a informação</p><p>Vulgarmente, chamamos informação a tudo o que nos é oferecido pelos meios de Comunicação Social:</p><p>Rádio, TV, Jornais. Podemos mesmo alargar este campo, dizendo que um filme, um livro ou uma fotografia</p><p>também transportam consigo informação que é susceptível de ser recolhida.</p><p>Até agora só referimos aos meios que transportam a informação e não ao seu conteúdo. Todo e qualquer</p><p>elemento de comunicação que transporte conhecimento é informativo!</p><p>Podemos, por isso dizer que: um facto ou dado susceptível de transportar conhecimento é informação.</p><p>Em função do grande manancial de informação com que nos confrontamos diariamente, podemos dizer que</p><p>a mesma se pode classificar em dois grandes grupos: Informações automatizáveis e não automatizáveis.</p><p>Exemplos de informações automatizáveis: Volume de treino e data de nascimento. Exemplo de uma</p><p>informação não automatizável: opinião veiculada por um jornalista sobre o estado do país.</p><p>Então, informação automatizável é toda a informação capaz de ser reduzida a um conjunto de dados</p><p>objectivos que podem ser sujeitos a operações repetitivas.</p><p>Por outro lado toda a informação apresenta as seguintes características:</p><p>• Intangibilidade - Não se pode tocar na informação, porque ela não tem existência física. Para</p><p>ser recebida pelo receptor precisa dum suporte que é a forma física como a informação se</p><p>manifesta. Este suporte é qualquer material que tenha sofrido uma alteração temporária ou</p><p>permanente no sentido de traduzir a informação que contem. Por exemplo, no jornal existem</p><p>notícias que são informações. Estas estão escritas com tinta em papel; o suporte físico</p><p>considerado aqui é o papel e a tinta. Os suportes podem ser temporários (exemplo - ecrã de</p><p>televisão) ou permanentes (exemplo - jornal).</p><p>• Codificação - Para perceber a informação o receptor tem de conhecer o código em que a</p><p>informação é transmitida.</p><p>A informação deve ter qualidade se for:</p><p>Útil - Deve corresponder a uma necessidade relativamente ao tratamento a fazer e aos objectivos a</p><p>atingir.</p><p>• Precisa - deve ser exacta não deixando nenhuma incerteza e não se prestando à confusão.</p><p>• Fiável -</p><p>de barras</p><p>Suporte de cartões magnéticos</p><p>Suporte de caracteres ópticos</p><p>Suporte de caracteres magnéticos</p><p>Suporte de códigos de barras</p><p>Suporte de cartões magnéticos</p><p>Suportes</p><p>de papel</p><p>Suportes</p><p>de papel</p><p>Suportes</p><p>magnéticos</p><p>Suportes</p><p>magnéticos</p><p>Suportes</p><p>ópticos</p><p>Suportes</p><p>ópticos</p><p>Outros</p><p>suportes</p><p>Outros</p><p>suportes</p><p>VirgemVirgem</p><p>PerfuradoPerfurado</p><p>opaco</p><p>transparente</p><p>cartão</p><p>fita</p><p>Banda magnética</p><p>Discos mágnéticos</p><p>Banda magnética</p><p>Discos mágnéticos flexível</p><p>duros fixo</p><p>amovível</p><p>CD</p><p>DVD</p><p>CD</p><p>DVD</p><p>Suporte de caracteres ópticos</p><p>Suporte de caracteres magnéticos</p><p>Suporte de códigos de barras</p><p>Suporte de cartões magnéticos</p><p>Suporte de caracteres ópticos</p><p>Suporte de caracteres magnéticos</p><p>Suporte de códigos de barras</p><p>Suporte de cartões magnéticos</p><p>22 Introdução à Informática</p><p>4.4.1 Suportes de Papel</p><p>Podemos distinguir dois tipos de suportes nesta secção: o papelirgem (folha a folha) necessário para</p><p>produzir os documentos ou listagens produzidos como saída do processamento do computador que pode</p><p>assumir formas diferencias; e o papel perfurado que foi o primeiro suporte utilizado no tratamento</p><p>automático da informação, estando hoje completamente fora de uso.</p><p>4.4.2 Suportes Magnéticos</p><p>O registo de informação em suportes magnéticos baseia-se nas propriedades magnéticas de certas</p><p>materiais, como óxido de ferro. Este tipo de material possui a propriedade de poder "memorizar" a</p><p>direcção do campo magnético da última magnetização a que foram sujeitas.</p><p>Através de um sistema de bobina, onde é possível mudar o sentido da corrente, é possível magnetizar um</p><p>suporte magnético com duas direcções opostas. Esta codificação é um perfeito código binário a que</p><p>poderemos fazer corresponder o 1 e o 0 binários.</p><p>Passemos de seguida a referir sumariamente alguns suportes magnéticos.</p><p>Banda Magnética</p><p>É suporte magnético contínuo que é controlado por um dispositivo que lê ou escreve no suporte. Essa</p><p>leitura ou escrita implica sempre um acesso sequencial ao suporte. Dada a alta densidade de registo da</p><p>banda magnética este suporte é usado preferencial para operações de backup (cópia de segurança de</p><p>informação existente noutros dispositivos – discos).</p><p>Discos Magnéticos</p><p>Neste tipo de suportes, os caracteres são representados</p><p>por um agrupamento de bits, no código binário adoptado, e</p><p>dispostos ao longo das pistas. Pista é a faixa percorrida</p><p>pela cabeça de leitura/escrita, durante uma revolução</p><p>completa do disco.</p><p>As pistas são concêntricas e, no caso das disquetes e dos</p><p>discos, estão divididos em sectores (como se pode ver na</p><p>figura seguinte). É também importante notar que se a</p><p>quantidade de informação por pista se deve manter</p><p>constante, por razões que têm a ver com o facilitar do</p><p>endereçamento dos dados em disquete para todas as pistas</p><p>da mesma; isto significa que a densidade por pista (bits por</p><p>polegada) vai variar, aumentando das pistas da periferia</p><p>para as do centro.</p><p>4.4.3. Suportes ópticos</p><p>O princípio de funcionamento destes suportes baseia-se em dois componentes essenciais: um laser que</p><p>está numa drive; e um disco revestido por uma camada óptico sensível. A matéria que cobre o disco é</p><p>sensível ao feixe de laser. Existem duas técnicas de gravação de informação: por buracos e por bolhas.</p><p>Até o ano de 1988 só existiam discos ópticos com capacidade de leitura. Actualmente existem dentro dos</p><p>CD três normas: o CD só de leitura; o CD-R disco gravável uma vez; o CD-RW disco gravável múltiplas</p><p>vezes.</p><p>Em 1997 foi criado uma nova norma o DVD (Disk Versatil Disk) este tipo de disco armazena não só dados</p><p>como também vídeo e som. Relativamente ao video e quando comprado com o sistema VHS este dura mais</p><p>tempo armazena mais informação e tem melhor qualidade. Enquanto os CD armazenam cerca de 650Mbytes</p><p>de informação os DVD armazenam cerca 8 Gbytes de informação e durante o ano 2000 foi apresentado um</p><p>disco com capacidade de armazenar 180Gbytes de informação.</p><p>SectoresSectores</p><p>PistaPista</p><p>SectoresSectores</p><p>PistaPista</p><p>Figura 32 - Organização da informação num</p><p>disco magnético.</p><p>Introdução à Informática 23</p><p>4.4.4. Outros suportes</p><p>Existem muitos suportes de informação. Falemos sumariamente só de dois.</p><p>4.4.4.1. Códigos de barras</p><p>São códigos que são suportados pelo papel. Este código a espessura de cada barra,</p><p>bem como o seu número e tipo de agrupamento constituem já um código próprio,</p><p>que o periférico (leitor de código de barras) tem de interpretar, limitando-se</p><p>apenas a identificar.</p><p>4.4.4.2. Cartões magnéticos</p><p>Existem dois tipos de cartões: Cartões com tarja; cartões com microprocessador. Os primeiros são</p><p>aqueles que mais normalmente utilizamos como cartão multibanco. Não são mais do que simples cartões de</p><p>plástico com uma tarja magnética, onde se encontra a informação necessária à identificação completa da</p><p>conta do utilizador.</p><p>Os cartões com microprocessador têm incorporado um microprocessador que processa dados incluídos na</p><p>sua própria memória ou vindos do exterior. Um exemplo deste</p><p>tipo é o cartão “porta-moedas electrónico”. Cada vez mais estes</p><p>dois cartões estão fundidos num só.</p><p>5. Software</p><p>5.1 Programas e linguagens</p><p>Um programa é uma sequência de instruções, que com os dados de entrada definem os resultados obtidos.</p><p>Estas instruções são, no fundo, números que a unidade de controlo da UCP interpreta para desencadear as</p><p>acções apropriadas dentro do computador. Então e como se fazem os programas?</p><p>A maneira mais primitiva é a que requer mais trabalho por parte do homem e menos por parte do</p><p>computador. É a introdução no computador, em binário, das instruções que constituem o programa. Como</p><p>deve ser fácil de concluir, este processo conduz facilmente a erros por parte do operador do computador.</p><p>Era este processo que os primeiros computadores a válvulas utilizavam. O programa era todo escrito pelo</p><p>programador em linguagem máquina, que mais não é que a representação directa dos bits que constituem o</p><p>programa em zeros e uns.</p><p>Mas porque este processo era muito lento e era muito fácil enganar-se, surgiu uma melhoria: as instruções</p><p>deixavam de ser reconhecidas através de números binários, mas sim através dos seus nomes ou</p><p>abreviaturas destes (as mnemónicas). A tradução para um programa (linguagem máquina) era então feita</p><p>por um tradutor (também ele um programa) que transforma a mnemónica no código binário da instrução</p><p>que representa. Esta linguagem que está bastante próxima da linguagem máquina tem o nome de Assembly.</p><p>Para o homem, pensar em termos de operações aritméticas elementares, comparações e operações lógicas</p><p>é relativamente fácil para resolver problemas simples. Mas quando se quer resolver um problema</p><p>complicado, torna-se difícil decompô-lo nestas operações que são as que os computadores sabem fazer.</p><p>Por isso, tiveram que se desenvolver outras linguagens que, ao colocarem ao dispor do programador</p><p>Figura 33 - Código</p><p>de barras</p><p>Figura 34 - cartão magnético</p><p>24 Introdução à Informática</p><p>operações complicadas (para o computador, mas simples para o homem), facilitam a escrita de programas</p><p>complexos. Estas linguagens constituem as chamadas linguagens de alto nível.</p><p>5.2 Sistemas Operativos</p><p>Já vimos anteriormente que os computadores têm um determinado conjunto de recursos que os programas</p><p>devem utilizar de uma forma racional. Para que não existam conflitos no acesso aos recursos, deve haver</p><p>um programa que faz a sua gestão, bem como manter em ordem um sistema de suporte da informação -</p><p>programas, dados, etc. A esse programa chama-se Sistema operativo. Um sistema operativo é desenhado</p><p>para um determinado tipo de computador, uma vez que trabalha directamente com o hardware. Por essa</p><p>razão há muitos sistemas operativos diferentes, mas cujas funções têm pontos comuns.</p><p>Um sistema operativo pode suportar um esquema de vários programas em execução simultânea e ter</p><p>muitas capacidades, ou pode ser um sistema simples. Um exemplo destes últimos era o sistema operativo</p><p>MS/DOS (MicroSoft Disk Operating System), que foi feito</p><p>para o microcomputador IBM PC e que é</p><p>utilizado por todos os microcomputadores compatíveis com o IBM PC. Este sistema é muito simples porque</p><p>não precisa de ter esquemas de comutação de programas - o processador não pode ter um novo programa</p><p>em execução enquanto não acabar o anterior - nem todo um conjunto de funções oferecidas por outros</p><p>sistemas operativos, já que o próprio processador que equipa o IBM PC (Intel 8086) não tem capacidade</p><p>para lidar com essa funções.</p><p>Exemplos de sistemas operativos de maiores potencialidades são as diferentes versões do Windows (95,</p><p>98, NT Millennium) VMS, UNIX, Linux. Estes sistemas permitem a execução simultânea de vários</p><p>programas e oferecem ao utilizador uma variedade de serviços.</p><p>5.3 Portabilidade</p><p>Os programas que utilizam os recursos postos à disposição pelo computador não o fazem sem quaisquer</p><p>restrições. Como vimos, o sistema operativo encarrega-se de os gerir adequadamente. Assim, os programas</p><p>não utilizam directamente o hardware, mas sim o sistema operativo. Isto torna possível o aparecimento de</p><p>programas portáveis - programas que podem ser executados em computadores diferentes.</p><p>É este o caso dos inúmeros PC. São compatíveis porque uma parte do sistema operativo mais directamente</p><p>ligada ao hardware é fornecida em ROM dentro do computador. Esta ROM fornece os mesmos serviços em</p><p>todos os PC, independentemente da marca. Torna-se assim possível executar o mesmo programa seja num</p><p>IBM, num COMPAQ num HP, para referir algumas marcas. A esta capacidade dos programas de se</p><p>executarem em máquinas diferentes (com o mesmo sistema operativo) chama-se portabilidade.</p><p>5.4 Aplicações</p><p>Existem muitos tipos de aplicações para computador, tendo como objectivo abranger as mais variadas</p><p>áreas onde o computador pode ser útil. Vamos aqui referir alguns destes tipos de aplicações e fazer uma</p><p>breve discussão sobre o assunto:</p><p>• Processadores de texto, que servem para redigir cartas e outros documentos. Os processadores</p><p>de texto permitem a manipulação electrónica do texto. É possível, num ápice, apagar, inserir,</p><p>deslocar letras, palavras, parágrafos, com a consequente reconstrução e formatação do texto. São</p><p>indispensáveis nos escritórios, hoje em dia.</p><p>• Folhas de cálculo, que executam todo o tipo de cálculos que são normalmente necessários num</p><p>escritório, ou cálculos científicos, facilitando a contabilidade e a construção de tabelas, gráficos e</p><p>de todos os tipos de mapas.</p><p>• Gestores de stocks e programas de contabilidade, que permitem manter toda a contabilidade de</p><p>uma empresa sempre actualizada, integrando também a gestão dos seus stocks. Este tipo de</p><p>aplicação é mais especifica que as folhas de cálculo, e por isso pode ser mais fácil de utilizar. São</p><p>programas de utilização muito simples e com grande divulgação</p><p>Introdução à Informática 25</p><p>• Bases de dados e sistemas de consulta. São utilizadas para grandes quantidades de informação</p><p>organizada, facilmente actualizável e com fácil e rápida possibilidade de consulta. Existem</p><p>aplicações que permitem ao utilizador construir a sua própria base de dados. Os utilizadores</p><p>podem, desta maneira, ter uma base de dados adequada às suas necessidades, sem ser necessária a</p><p>intervenção de um programador com conhecimentos em bases de dados. Os sistemas de consulta</p><p>(onde não se pode actualizar os dados) começam agora a ser mais divulgados. São bases de dados</p><p>especiais, onde só as operações de consulta podem ser efectuadas. Um exemplo de tais sistemas é</p><p>uma enciclopédia (onde só se consulta, evidentemente), e cujos suportes de informação são CD-</p><p>ROM. Este suporte é particularmente adequado, pois tem uma grande capacidade de</p><p>armazenamento, além de ser não - volátil. A actualização destas bases de dados implica a</p><p>necessidade de novos discos CD-ROM, e a consequente inutilização dos antigos.</p><p>• Editores gráficos, com grande utilidade para quem tem que fazer desenhos ou outros trabalhos</p><p>gráficos. Por exemplo, arquitectura e design são duas actividades onde o aparecimento de tais</p><p>aplicações pode aumentar a eficiência dos projectos. Os criadores podem dedicar mais tempo ao</p><p>trabalho produtivo, pois esboços que não resultam podem ser modificados, em vez de terem que</p><p>começar de novo. Existem até algumas aplicações, que poderemos considerar como editores</p><p>gráficos muito sofisticados, que são especializados para fazer filmes de animação por computador</p><p>(programas de animais).</p><p>• Paginadores, que permitem a composição de páginas de uma maneira fácil e rápida. Com estes</p><p>programas, o trabalho de colocação de texto e figuras numa folha é imediato e o resultado pode</p><p>ser observado à medida que as alterações são introduzidas. Ao contrário dos processadores de</p><p>texto, que só manipulam texto, os paginadores trabalham sobre texto e imagens. Todos os jornais</p><p>diários de âmbito nacional são totalmente processados em computador. A composição final de cada</p><p>edição é feita por um programa paginador, enquanto que a escrita dos artigos é feita com</p><p>processadores de texto.</p><p>• Sistemas de CAD (Computer Aided Design - Projecto Assistido por Computador). São programas</p><p>principalmente utilizados em engenharia, como auxiliares de projecto. São aplicações muito</p><p>especificas, cujos utilizadores devem, antes de mais, ter conhecimentos na área em causa. Existem</p><p>programas de CAD para praticamente todas as áreas de engenharia, onde são muito úteis, pois</p><p>libertam os projectistas de questões de pormenor (desenhar correctamente os elementos de um</p><p>circuito eléctrico, por exemplo), e deixam-lhes mais tempo para pensar nos projectos. Além disso,</p><p>retiram ao projectista a parte mais trabalhosa (no caso da engenharia), - os cálculos matemáticos -</p><p>tornando o projecto no que ele deve realmente ser: uma fase de entrada dos dados de entrada e a</p><p>posterior análise dos resultados obtidos. É este o papel do projectista: saber analisar os</p><p>resultados do projecto e avaliar a sua qualidade. Mas estes programas não são só utilizados nas</p><p>áreas de engenharia: há também programas de CAD para as áreas de "design", arquitectura, enfim,</p><p>em praticamente todas as áreas onde a fase de projecto é necessária.</p><p>• Sistemas de apoio ao ensino, que são utilizados, neste momento, para o ensino das mais diversas</p><p>matérias, desde as noções básicas de como funciona um computador ao ensino de línguas, sem</p><p>esquecer o ensino por computador que é feito em escolas pré-primárias. Existem dois tipos básicos</p><p>de sistemas de ensino apoiados em computadores: os sistemas tutoriais, onde o aluno se limita a</p><p>responder aos problemas que o programa lhe põe, sem que o programa modifique a sua maneira de</p><p>actuar. O outro tipo de sistemas de ensino assistido por computador permite uma interacção</p><p>maior, com adaptação do programa às acções do utilizador, utilizando técnicas de inteligência</p><p>cientifica. Existem, também, sistemas de exploração onde o utilizador pode experimentar várias</p><p>situações de forma a familiarizar-se com elas e compreendê-las melhor.</p><p>• Aplicações de comunicações. Os computadores, devido à sua flexibilidade de utilização podem ser</p><p>utilizados para comunicações: comunicação entre computadores, como por exemplo, em</p><p>transferência de dados; comunicação entre um computador e um outro equipamento de</p><p>Telecomunicações; gestão das comunicações de um determinado tipo.</p><p>26 Introdução à Informática</p><p>• Multimédia. Este termo significa a conjunção, numa única aplicação, de texto, imagens e som.</p><p>Vivemos, hoje em dia, num mundo onde cada vez mais necessitamos de absorver grandes</p><p>quantidades de informação, sob as mais diversas formas. As aplicações Multimédia permitem</p><p>concentrar informação sob as mais variadas formas e apresentações num computador, facilitando</p><p>assim a sua manipulação.</p><p>• Web. Aplicações que permitem troca de informações pela Internet. Programas de E-Mail, browser</p><p>para navegar em páginas de informação, programas de comunicação individual ou colectiva,</p><p>programas que permitem o download (o adquirir de informação armazenada noutros</p><p>locais), etc.</p><p>Daqui se conclui que já NÃO É PRECISO SABER PROGRAMAR PARA UTILIZAR UM COMPUTADOR, pois</p><p>há programas para praticamente todas as áreas de utilização dos computadores. Assim, a tarefa de</p><p>programar deve ser deixada aos especialistas - os programadores -, que a podem levar a cabo sem perdas</p><p>de tempo por parte dos utilizadores, que não precisam aprender a programar.</p><p>Para avaliar da credibilidade de uma informação é necessário conhecer a fonte.</p><p>• Recente - O aspecto tempo, deve ser sempre considerado como muito importante, respeitando</p><p>a ordem mais recente.</p><p>1.3 O que são dados</p><p>A informação ou é útil ou não interessa. Para ser útil, é essencial que os dados recolhidos nos conduzam a</p><p>resultados. Assim, tratar os dados corresponderá a: tomar conhecimento dos dados; transferir os dados;</p><p>comunicar os resultados</p><p>A primeira fase corresponde à recepção dos dados, identificando-os e verificando as suas características</p><p>e o seu conteúdo. A segunda fase implica a articulação, estruturação, modificação ou qualquer outra</p><p>2 Introdução à Informática</p><p>operação sobre os dados, de modo a obter um resultado. A terceira fase é, de certo modo, a inversa da</p><p>primeira.</p><p>Comunicar os resultados é fornecer o produto do tratamento para que possa ser operacionalizado. Sendo</p><p>este processo feito por tratamento automático sobre informações automatizáveis, temos assim novamente</p><p>a ideia de informática dada no ponto 1.1. Os dados são caracterizados pelas seguintes três palavras-</p><p>chaves: conteúdo; estrutura; tipo.</p><p>Quanto ao conteúdo, os dados podem ser permanentes (Data de nascimento) efémeros (idade), numéricos</p><p>(n.º do bilhete de identidade), alfabéticos (Nome da pessoa) e mistos ou alfanuméricos (morada). Quando à</p><p>estrutura e tipo, importa apenas referir aqui que é necessário proceder sempre a um estudo da</p><p>composição das informações, bem como das ligações entre elas.</p><p>2.Computadores</p><p>2.1 Introdução</p><p>Na sua definição mais lata, o computador é todo o dispositivo que realiza cálculos ou avaliação, isto é,</p><p>trabalhos de computação. No entanto, é para referir determinado tipo de dispositivo electrónico digital</p><p>que se costuma utilizar a palavra "computador".</p><p>Um computador digital é uma máquina que aceita dados (informação) apresentados numa forma</p><p>considerada apropriada; efectua com esses dados operações aritméticas, de transferência (ou transporte)</p><p>e de decisão entre alternativas baseada em comparações e produz resultados (informação) que fornece</p><p>numa forma conveniente.</p><p>A sequência de operações requerida para produzir os resultados desejados designa-se por programa. O</p><p>programa tem de ser feito pelo homem (programador) e conterá, sem ambiguidades, todas as</p><p>especificações necessárias e suficientes para orientar automaticamente todo o trabalho do computador na</p><p>obtenção dos resultados. A esse trabalho realizado pela máquina dá-se o nome de processamento.</p><p>A informação produzida (output) é inteiramente dependente da informação recebida pela máquina (input).</p><p>Assim, a produção de respostas correctas só se consegue se os dados suficientes forem introduzidos e</p><p>processados de uma forma correcta.</p><p>Os computadores digitais fazem o processamento automático de informação, isto é, realizam tarefas de</p><p>tratamento de dados sem intervenção humana, - uma vez dada pelo operador ordem para iniciar a</p><p>execução de uma tarefa, as operações sucedem-se sem que seja necessária a acção do homem. O trabalho</p><p>do computador tem de ser previsto e indicado, passo a passo, pelo homem. De outro modo a máquina não o</p><p>poderá realizar. Na tabela 1 pode ver uma comparação relativa entre algumas das capacidades do homem e</p><p>dos computadores.</p><p>Tabela 1 - Capacidades do homem e do computador</p><p>Aspecto de comparação Possibilidade Homem Possibilidade Computador</p><p>Rapidez de execução Baixa Muito alta</p><p>Possibilidade de suportar tarefas monótonas</p><p>durante longos períodos</p><p>Fraca Muito boa</p><p>Capacidade de fixar e relembrar informação Pouca e insegura Muita e segura</p><p>Perfeição do trabalho Pode errar Não comete erros</p><p>Capacidade de adaptação a situações novas Boa Nula</p><p>Capacidade de aprendizagem com os erros</p><p>cometidos anteriormente</p><p>Boa Nula</p><p>Existe ainda outro tipo de computador - o computador analógico. É um tipo de computador que serve</p><p>fundamentalmente para simular o comportamento de sistemas físicos (um braço robot, por exemplo)</p><p>através de modelos matemáticos. Interessa simular sistemas reais no computador analógico quando o</p><p>Introdução à Informática 3</p><p>ensaio directo do sistema real se torna difícil ou mesmo impraticável devido, por exemplo, ao perigo de se</p><p>danificar o sistema real. Neste módulo não nos voltaremos a referir aos computadores analógicos, e</p><p>centraremos as nossas atenções sobre os computadores digitais, vulgarmente conhecidos pela designação</p><p>simples de computador.</p><p>2.2 Breve História dos Computadores</p><p>Desde sempre o homem procurou um sistema que lhe permitisse</p><p>efectuar cálculos repetitivos. Começou por utilizar pedras, seixos,</p><p>paus e mesmo os dedos das mãos.</p><p>A invenção do ábaco (figura 1) que data de 3000 A.C. (considerado o</p><p>primeiro dispositivo de cálculo) iniciou um processo de evolução do</p><p>tratamento da informação que não tem parado.</p><p>2.2.1 A Era Mecânica</p><p>A primeira máquina de somar (figura 2)de que há notícia deve-se</p><p>a Blaise Pascal, filósofo e cientista francês (1623-1662), e foi</p><p>construída em 1642 para ajudar o seu pai. Era essencialmente um</p><p>computador mecânico para realizar</p><p>adições e subtracções</p><p>"automaticamente", mediante o</p><p>accionamento de rodas dentadas</p><p>para a entrada de dados</p><p>(operandos).</p><p>Cerca de 1671, o filósofo e</p><p>matemático alemão Gottfried Liebniz (1646-1716) construiu um calculador</p><p>mecânico que realizava as quatro operações da aritmética (adição,</p><p>subtracção, multiplicação e divisão).</p><p>Uma das mais notáveis figuras da história</p><p>das máquinas computadoras foi o inglês</p><p>Charles Babbage (1791-1871), professor</p><p>de matemática na Universidade de</p><p>Cambridge. Inicialmente, Babbage</p><p>concebeu uma máquina para calcular</p><p>tabelas automaticamente (tabelas de</p><p>logaritmos, etc.). O trabalho de construção desta máquina, chamada</p><p>Difference Engine (figura 3) prolongou-se por mais de 10 anos, no</p><p>decurso dos quais houve que vencer inúmeras dificuldades relacionadas</p><p>com a construção mecânica do dispositivo.</p><p>O projecto era bastante audacioso, e foi interrompido antes de estar</p><p>concluído. Os encargos vinham sendo suportados pelo próprio Babbage com subsídio do governo britânico.</p><p>Durante os trabalhos da Difference Engine, Babbage imaginou um novo tipo de máquina - a Analytical</p><p>Engine - capaz de realizar automaticamente uma sequência arbitrária de cálculos. A sua construção foi</p><p>começada em 1833, mas também não iria ser acabada. O sistema seria constituído por:</p><p>• uma unidade aritmética com o mecanismo para realizar as operações;</p><p>• um meio de armazenamento dos dados e da sequência de cálculos, constituído por alavancas e cartões</p><p>perfurados;</p><p>• um sistema mecânico de saída para fornecer os resultados.</p><p>Figura 3 - Máquina</p><p>desenvolvida por Joseph</p><p>Figura 4 - Difference</p><p>Engine</p><p>Figura 2 - Primeira máquina de</p><p>calcular desenvolvida por Blaise</p><p>Pascal em1642</p><p>Figura 1 - Ábaco</p><p>4 Introdução à Informática</p><p>A ideia dos cartões perfurados não era nova, pois já tinha sido usada por Joseph M. Jacquard em 1745</p><p>para controlar um tear (figura 4), mas a possibilidade de o programa alterar a sequência de operações</p><p>automaticamente, baseado em decisões é um conceito genial que encontramos nos computadores actuais.</p><p>Na última década do séc. XIX, Holleritch inventa uma técnica para os cartões perfurados, que viria a ter</p><p>sucesso junto das empresas e da administração pública depois de ter sido testada no censo nacional dos</p><p>EUA, em 1890 (figura 5). Esta máquina tinha a capacidade de ordenar os cartões representativos do senso</p><p>em diferentes categorias. Utilizava sensores eléctricos para ler os</p><p>milhões de cartões. A companhia que Holleritch fundou para</p><p>construir e eventualmente vender esta máquina foi a International</p><p>Business Machines Corporation (IBM)</p><p>Um passo decisivo viria a ser dado pelo Dr. Howard Aiken, professor</p><p>na Universidade de Harvard. Em 1937, Aiken começou a projectar</p><p>uma máquina de cálculo automático, procurando o apoio da IBM para</p><p>o seu trabalho. Viria a conseguir ajuda financeira desta em 1939 e o</p><p>dispositivo entrou em</p><p>funcionamento em 1944, recebendo o nome de</p><p>Harvard MARK I Automatic Sequence Controlled Calculator(figura 6).</p><p>O MARK I era uma enorme calculadora mecânica e eléctrica de 15 toneladas, e esteve ao serviço durante</p><p>15 anos, produzindo um grande número de tabelas para fins científicos, de engenharia e militares.</p><p>Depois desta máquina, as que se seguiram passaram a ter componentes electrónicos e são classificadas já</p><p>como computadores, com toda a propriedade.</p><p>O desenvolvimento que se verificou a partir de então foi muito acentuado e as técnicas de construção e</p><p>utilização dos computadores sofreram alterações sucessivas e profundas. É costume estabelecer várias</p><p>fases na descrição histórica desta evolução, baseada em características tecnológicas típicas das máquinas,</p><p>às quais se dá o nome de gerações. Não se deve esperar encontrar nesta classificação uma divisão rígida,</p><p>porque tal é impossível devido à coexistência de tecnologias diferentes, mas apenas uma sistematização</p><p>baseada em características comuns dos computadores de cada fase.</p><p>2.2.2 A Era Electrónica</p><p>A Primeira Geração (1943 - 1955)</p><p>O primeiro computador electrónico conhecido como de uso geral foi o ENIAC (Electronic Numerical</p><p>Integrator And Calculator) (figura 7) construído na Universidade de Pensylvania sob a direcção de John</p><p>W. Mauchy e J. Presper Eckert. O ENIAC começou a ser desenvolvido em 1943 e ficou acabado em 1946,</p><p>e destinava-se a dar resposta à necessidade de tabelas de balística para o exército dos E.U.A.</p><p>Figura 5 - A máquina desenvolvida por Herman Holleritch em 1890</p><p>Figura 6 - Mark I</p><p>Introdução à Informática 5</p><p>A nova tecnologia empregue - válvulas electrónicas, em vez de componentes mecânicos - proporcionava a</p><p>esta máquina velocidades mais de mil vezes superiores às do MARK I. Não</p><p>dispunha ainda de qualquer memória interna e era programado através de</p><p>interruptores - contadores e painéis de fichas eléctricas. Pesava cerca de</p><p>30 toneladas e tinha 18200 válvulas.</p><p>Ainda no decurso dos trabalhos sobre o ENIAC, os autores, em conjunto</p><p>com outros colaboradores, conceberam outra máquina mais potente e que</p><p>teve o nome Electronic Discrete Variable Computer (EDVAC). O EDVAC</p><p>empregava apenas 1/6 das válvulas do ENIAC, e só entrou em</p><p>funcionamento em 1952. O EDVAC diferiu do seu predecessor em dois</p><p>aspectos importantes:</p><p>• utilizava numeração binária para melhorar o desempenho das operações</p><p>aritméticas pelo dispositivo electrónico;</p><p>• tinha um grande armazenamento interno (1024 palavras), conseguido pela utilização de tubos de</p><p>mercúrio "de atraso", permitindo assim a memorização de instruções (programa em código binário).</p><p>No entanto, esta última técnica não foi inventada nos Estados Unidos, mas na Grã-Bretanha, onde outro</p><p>computador tinha entretanto já sido concluído, com o nome Electronic Delay-Storage Automatic</p><p>Calculator (EDSAC). Foi desenvolvido na Universidade de Cambridge e entrou ao seu serviço em 1949. Este</p><p>computador tinha já uma memória interna para armazenamento interno do programa e possuía também</p><p>codificação binária da informação.</p><p>Posteriormente, o matemático John Von Neumann, após contactos com Eckert e Mauchy, manifestou</p><p>interesse num projecto conjunto e na sua aplicação à análise numérica. Um</p><p>novo modelo de computador apareceu então oriundo do Princeton's</p><p>Institute for Advanced Study e da Moore School. Foi o computador IAS.</p><p>Apesar das suas capacidades de receber dados e fornecer resultados</p><p>serem limitadas, o IAS tinha uma concepção bastante moderna para a</p><p>época, e pode ser considerado como o protótipo dos subsequentes</p><p>computadores de uso geral.</p><p>Em 1946, Eckert e Mauchy fundaram a Eckert-Mauch Computer</p><p>Corporation que veio a ser adquirida em 1950 pela Remington-Rand e esta</p><p>companhia, com base no trabalho que os dois cientistas vinham realizando,</p><p>lançou o UNIVAC I (Universal Automatic Computer), que foi o primeiro</p><p>modelo de computador de uso geral a ser comercializado (1951). Tinha</p><p>5000 válvulas, realizava a adição em 0.5 milisegundos e a multiplicação em</p><p>2 milisegundos. Dispunha de 45 instruções. A entrada e saída de dados</p><p>fazia-se através de bandas magnéticas. Foram vendidas 46 unidades deste</p><p>modelo. Em 1952 foi comercializado o primeiro modelo britânico, o LEO 1, pela firma J.Lyons & Co.</p><p>O primeiro computador da International Business Machines Corporation (IBM) apareceu em 1953, o IBM</p><p>701. Até então, esta companhia dedicava-se à fabricação de dispositivos electromecânicos para</p><p>classificação de dados, utilizando cartões perfurados.</p><p>Nesta época, todas as operações de entrada e saída de dados tinham de ser controladas directamente</p><p>pela CPU (Central Processing Unit) - a parte do computador que interpreta os programas, executa as</p><p>instruções e realiza os cálculos necessários, o que evidentemente atrasava as operações. A própria</p><p>programação dos computadores era feita numa linguagem muito simples para os computadores mas muito</p><p>difícil para o homem - a linguagem máquina. Numa fase posterior, apareceu uma linguagem um pouco mais</p><p>legível, mas mesmo assim de difícil utilização - o Assembly.</p><p>Figura 7 - ENIAC</p><p>Figura 8 - UNIVAC I</p><p>6 Introdução à Informática</p><p>A Segunda Geração (1955 - 1964)</p><p>A principal característica que levou a classificar os computadores numa segunda geração foi a mudança das</p><p>válvulas para os transístores (semicondutores sólidos). O transístor, que tinha sido inventado em 1948 -</p><p>AT & T.</p><p>Relativamente às válvulas, as principais vantagens eram: dimensões muito menores; peso muito inferior;</p><p>custo mais baixo; menores necessidades de arrefecimento; menores dispêndios de energia; maior duração;</p><p>velocidades muito superiores (da ordem do milionésimo de segundo por instrução).</p><p>Aparecem também nesta altura novas maneiras de memorizar os resultados e os programas. Em vez dos</p><p>tubos de mercúrio, passam a utilizar-se memórias feitas de núcleos de ferrite. Estas memórias permitiam</p><p>o armazenamento dos programas e mantinham-nas sem qualquer dispêndio de energia, uma vez que depois</p><p>de magnetizada, a ferrite não necessita de energia extra para manter a informação .</p><p>Começam a aparecer as chamadas linguagens de alto nível - linguagens que são relativamente fáceis para o</p><p>homem, e que podem ser depois traduzidas para a linguagem máquina. São exemplos de linguagens de alto</p><p>nível desta altura o FORTRAN, o ALGOL, o COBOL, entre outras.</p><p>Como as operações de entrada e saída de resultados eram bastante demoradas, era um desperdício muito</p><p>grande pôr a CPU a controlar directamente estas operações que, apesar de simples, consumiam muito</p><p>tempo. Assim, ao adicionar ao computador uns elementos que se encarregam das entradas/saídas (os</p><p>processadores de entradas /saídas) libertou-se a CPU deste tipo de tarefas. É nesta altura que aparece o</p><p>conceito de multiprogramação: mais do que um programa a ser executado "simultaneamente" no mesmo</p><p>computador. Até aqui um programa estava a ser executado continuamente no computador, e não se poderia</p><p>começar outro enquanto o primeiro não estivesse concluído. Agora, quando um programa, ao esperar pela</p><p>conclusão de uma operação de entrada/saída, fica inactivo, dá lugar a outro para ser executado, até que,</p><p>por qualquer razão será também ele, temporariamente suspenso.</p><p>A Figura 9 seguinte ilustra este exemplo com três programas "simultâneos". Para que esta comutação se</p><p>possa dar e para que os recursos do computador possam ser geridos com eficácia e coerência, foi</p><p>necessária a introdução de um gestor da</p><p>máquina, isto é, um programa que</p><p>mantenha registo dos recursos do</p><p>computador e faça a sua atribuição a cada</p><p>um dos programas que os peça, sem</p><p>conflitos. A um programa com essas</p><p>funções dá-se o nome de Sistema</p><p>Operativo.</p><p>Melhorias tão substanciais na qualidade do</p><p>equipamento tornavam o possível</p><p>alargamento das suas potencialidades.</p><p>Demarcaram-se mais nitidamente as duas</p><p>linhas de orientação na produção dos computadores: uns destinados a fins comerciais e outros para</p><p>aplicações científicas.</p><p>Eis alguns modelos muito usados neste período: Philco 2000, CDC 1604 e 3600, séries IBM 7000 e 14000,</p><p>Ferranti Atlas, RCA 301 e 501, Honeywell 800 e Univac III e 1107.</p><p>A Terceira Geração (1964 - 1975)</p><p>A tendência de miniaturização dos equipamentos de electrónica digital acentuou-se extraordinariamente</p><p>depois de 1965. Numa primeira fase com a técnica dos circuitos híbridos, consistindo na montagem de</p><p>minúsculos dispositivos electrónicos em base de material cerâmico com circuitos impressos: as dimensões</p><p>eram já muito menores do que as correspondentes cards da segunda geração. Numa fase posterior, com o</p><p>desenvolvimento dos circuitos integrados, a diminuição de volume foi mais espantosa.</p><p>O número de computadores da terceira geração foi muito grande, mas os mais influentes terão sido os da</p><p>série IBM/360. Esta família de computadores tinha como objectivo cobrir uma larga gama de</p><p>Entrada(I)</p><p>Processamento(P)</p><p>Saída(O)</p><p>I 1</p><p>I 2 I 3</p><p>O 1</p><p>O 2</p><p>O 3 P 1 P 3 P 2</p><p>+ + +</p><p>Programas</p><p>Programa 1</p><p>Programa 2</p><p>Programa 3</p><p>TEMPO</p><p>Figura 9 - Multiprogramação</p><p>Introdução à Informática 7</p><p>desempenhos. Os vários modelos são compatíveis - um programa feito para um modelo funciona num outro</p><p>modelo da família -, diferindo entre si principalmente na velocidade de execução.</p><p>Esta família (System/360) foi anunciada pela IBM em 1964 e a primeira unidade foi entregue em 1965.</p><p>Muitas das suas características tornaram-se standards da indústria dos computadores.</p><p>As velocidades conseguidas nos computadores da terceira geração são cerca de 100 vezes superiores às</p><p>dos computadores de segunda geração. Outras inovações surgiram nos computadores desta geração:</p><p>desenvolvimento acentuado no domínio da técnica de programação, nomeadamente o desenvolvimento das</p><p>linguagens de alto nível e da qualidade e quantidade do software dos sistemas operativos, acompanhando a</p><p>evolução da estrutura electrónica (hardware), com especial destaque para o aparecimento das memórias</p><p>semicondutoras, bastante mais rápidas e pequenas que as memórias de núcleos de ferrite.</p><p>Exemplos de alguns dos modelos mais utilizados no decurso desta geração: Burroghs 5500, série CDC</p><p>6000, série IBM 360, UNIVAC 1108, Honeywell 200, série IBM 370, CDC Cyber 70, DEC-PDP 10 e 11,</p><p>Burroghs 1700.</p><p>É no início desta geração que a DEC (Digital Equipment Corporation) lança o primeiro minicomputador, o</p><p>DEC PDP-5, em 1963, ao qual se seguiu em 1965 o bem sucedido PDP-8. Os minicomputadores</p><p>caracterizam-se por hardware limitado, e tamanho reduzido, quando comparados com os computadores que</p><p>temos vindo a referir. O seu custo mais baixo torna-os indicados para aplicações onde é necessário ter um</p><p>computador exclusivamente dedicado a essas operações, como por exemplo em controlo industrial.</p><p>Por esta altura aparecem os primeiros computadores chamados de alto desempenho, por terem velocidades</p><p>de tratamento de dados incomparavelmente mais rápidas que todos até então existentes. Estas</p><p>velocidades são conseguidas utilizando não uma mas várias CPUs. Assim, um computador pode executar os</p><p>programas mais rapidamente. Evidentemente, o preço a pagar era bastante elevado.</p><p>A Quarta Geração (desde 1975)</p><p>O aparecimento desta geração deve-se, essencialmente, à integração da tecnologia em larga escala LSI -</p><p>Large Scale Integration) ou mesmo em muito larga escala (VLSI - Very LSI ), com a possibilidade de, nos</p><p>últimos anos, colocar centenas de milhares de transístores num único circuito integrado. O impacto da</p><p>tecnologia VLSI no projecto de computadores foi muito profundo. Tornou possível o fabrico de uma CPU,</p><p>memória central ou outro dispositivo num único circuito integrado, que pode ser produzido em grandes</p><p>quantidades e a baixo preço. Daqui resultou não só o aparecimento de uma nova classe de máquinas, os</p><p>computadores pessoais, de baixo preço, mas também o aparecimento de processadores paralelos de alto</p><p>desempenho, com milhares de CPUs. Também se chamam aos computadores de quarta geração</p><p>"computadores baseados na tecnologia VLSI".</p><p>A uma CPU num único circuito integrado, ou ocasionalmente em mais do que um circuito integrado, dá-se o</p><p>nome de microprocessador. A um computador feito a partir de alguns circuitos integrados incluindo</p><p>microprocessador, memórias e circuitos de entrada e saída de dados dá-se o nome de microcomputador.</p><p>De notar que o prefixo "micro" refere-se aqui exclusivamente às dimensões físicas, pois o desempenho dos</p><p>computadores em nada sofreu com esta redução de peso e volume.</p><p>Já referimos o aparecimento dos microcomputadores quando a tecnologia VLSI tornou possível a</p><p>construção de microprocessadores. Mas quando esta tecnologia se tornou suficientemente barata,</p><p>apareceu um novo tipo de computadores: os computadores pessoais (PC - Personal Computer). São</p><p>pequenos computadores, de baixo custo, feitos para estar numa secretária dum escritório ou para, se</p><p>apresentarem numa forma muito compacta para poderem ser transportados (os PC portáteis).</p><p>Uma das famílias mais divulgadas de PCs são os da IBM, começada em 1981, e que se veio a tornar num</p><p>Standard para esta classe de máquinas. Os IBM-PC são baseados nas famílias de microprocessadores</p><p>8086/286/386/486/Pentium da Intel, e geralmente utilizam o MS-DOS (MicroSoft/Disk Operating</p><p>System) como sistema operativo, que foi desenvolvido pela MicroSoft Corp., a contrato da IBM. A partir</p><p>de Agosto de 1995 a empresa Microsoft lança um sistema operativo que corta de forma radical com o</p><p>antigo MsDos , o Windows 95 este sistema é baseado na filosofia dos sistemas operativos MacOS já</p><p>existentes há alguns anos.</p><p>8 Introdução à Informática</p><p>Um outro computador pessoal muito divulgado e digno de registo é o Apple Computer's Macintosh, que</p><p>actualmente utiliza microprocessadores da família PowerPC da Motorola e que com já referimos</p><p>apresentou o sistema operativo mais inovador e que muitas outras empresas mais tarde copiaram em</p><p>termos de filosofia.</p><p>O uso generalizado de computadores teve como consequência a necessidade de cada vez mais pessoas</p><p>aprenderem a utilizá-los eficientemente. Os computadores convencionais (de que temos vindo a falar) são,</p><p>em princípio, difíceis de usar por várias razões. O homem não pode ainda comunicar com eles por meios tão</p><p>simples como a fala ou imagens gráficas; em vez disso, linguagens artificiais (de programação, de comandos</p><p>do sistema operativo, etc.) de capacidades de expressão limitada e de sintaxe complexa têm de ser</p><p>utilizadas. Nesta área tem-se evoluído muito nos últimos anos sempre com o objectivo de a melhorar a</p><p>comunicação entre homem e máquina.</p><p>Os computadores são normalmente feitos para cálculos numéricos ou tarefas como processamento de</p><p>texto - que pode facilmente ser traduzido em termos numéricos. Assim, tendem a ser ineficientes com a</p><p>maior parte das formas de processamento de dados não numéricos. Torna-se então necessário tornar os</p><p>computadores fáceis de utilizar por pessoas que não precisam ter conhecimentos técnicos profundos para</p><p>os utilizarem.</p><p>2.3 Resumo</p><p>Os computadores têm evoluído gradualmente desde há muito. Calculadoras para realizar as operações</p><p>aritméticas básicas foram inventadas no século XVII. O conceito de um computador de finalidade geral</p><p>controlado por um programa foi concebido por Charles Babbage no séc. XIX. Mas uma máquina desse tipo</p><p>não foi feita até aos anos 40 deste século. Desde então, o progresso tem sido rápido. O primeiro grande</p><p>passo foi o abandono da tecnologia mecânica em favor da electrónica. Quatro gerações de computadores</p><p>electrónicos foram referidas; as suas mais importantes características estão resumidas na tabela 1. De</p><p>notar que esta classificação por gerações, embora útil, é baseada em critérios um tanto vagos. A evolução</p><p>dos computadores tem sido fortemente influenciada pela tecnologia dos componentes. Frequentemente</p><p>uma inovação de projecto tem que esperar a chegada de tecnologia que a possa por em prática. Um bom</p><p>exemplo disso é dado pelas tentativas</p><p>falhadas de Babbage de realizar as suas ideias.</p><p>Tabela 2 - Características das gerações de computadores</p><p>Geração Computadores Tecnologias representativos Software Computadores</p><p>Primeira(1946-1953) Válvulas electrónicas linguagem máquina e</p><p>Assembly</p><p>IAS, UNIVAC</p><p>Segunda(1955-1964) Transístores alto nível linguagens IBM 7094 CDC 1604</p><p>Terceira(1964-1975) Circuitos Integrados(SSI e</p><p>MSI)</p><p>Sistemas Operativos IBM System/360</p><p>DEC PDP-8</p><p>Quarta (desde 1975) LSI/VLSI Software específico dos</p><p>problemas</p><p>Motorola 68020</p><p>Intel 80286</p><p>As gerações mais recentes distinguem-se por serem mais poderosas em processamento que as anteriores.</p><p>A tecnologia LSI/VLSI teve um impacto enorme no computador, devido ao aparecimento do</p><p>microprocessador, microcomputador e memória central semicondutora Estes componentes tornaram</p><p>possível a construção de computadores pequenos e de baixo custo.</p><p>Apesar dos avanços rápidos da técnica, a estrutura lógica dos computadores mudou muito lentamente. Isto</p><p>deve-se principalmente ao elevado custo da escrita de novos programas. Assim, computadores que</p><p>aparecem têm quase sempre a tendência de utilizar programas muito parecidos aos dos seus</p><p>predecessores. Quanto ao futuro, a aposta é facilitar a utilização do computador, tornando-o numa</p><p>ferramenta de cálculo cada vez mais eficiente e mais fácil de utilizar.</p><p>Introdução à Informática 9</p><p>Figura 10 - Esquema geral de um computador</p><p>3 Constituição de um computador (HARDWARE)</p><p>3.1 Introdução</p><p>O computador é um instrumento fundamente nos nossos dias e que este tem evoluído rapidamente nos</p><p>últimos anos. Para que um computador funcione, de um modo muito geral, este deve permitir:</p><p>• entrada de informação</p><p>• processamento de informação</p><p>• saída de informação processada</p><p>Existem dois elementos essenciais num computador: UNIDADE DE CENTRAL PROCESSAMENTO (UCP) ou</p><p>Central Process Unit (CPU); UNIDADES PERIFÉRICAS (UP)</p><p>O primeiro efectua o processamento da informação e é constituída pelas seguintes três unidades:</p><p>• unidade de memória (guarda a informação)</p><p>• unidade de controlo (comanda os "circuitos da informação binária")</p><p>• unidade lógica e aritmética (executa as operações lógicas e aritméticas)</p><p>O segundo serve de ligação entre a UCP e o exterior, servindo de comunicação com o utilizador.</p><p>Antes de passarmos a uma descrição mais detalhada de como aparecem os elementos essenciais do</p><p>computador, temos de saber que ele internamente utiliza uma Linguagem Binária. Isto significa que nessa</p><p>linguagem é feita uma representação de magnitudes mediante diferentes combinações de dois estados ("1"</p><p>ou "0", "sim" ou "não", "on" ou "off", etc.), que constitui o princípio básico de qualquer tratamento de</p><p>dados electrónico.</p><p>3.2 Estrutura de um computador</p><p>Para explicarmos a estrutura de um computador, vamos apresentar um exemplo típico da sua utilização.</p><p>Para isso iremos fazer uso de uma analogia, (a automatização dos processos administrativos de um clube. A</p><p>inscrição de sócios por exemplo), de modo a melhor compreendermos como funciona a lógica de</p><p>funcionamento do computador.</p><p>O escritório do clube em questão ocupa uma sala (figura seguinte). Nesta existe um postigo de recepção</p><p>(1), por onde o empregado (2) recebe diariamente as folhas que contêm a lista de pedidos de inscrição de</p><p>novos sócios. Cada folha contem basicamente o nome do novo sócio que efectuou o pedido, o tipo de</p><p>actividade que pretende efectuar no clube.</p><p>Este empregado, ainda que hábil e trabalhador, tem «muito má memória», pelo que necessita ter no local, e</p><p>à vista, todas as normas detalhadas para efectuar o seu trabalho, assim como os dados e informações</p><p>necessários ao satisfatório cumprimento da sua tarefa. Para isso apoia-se num quadro (3), onde afixa a</p><p>lista de preços das actividades que o clube oferece, todas as informações sobre o preço a efectuar nessas</p><p>actividades em função do tipo de sócio, etc. Ou seja, um programa detalhado que contém todas as</p><p>Entrada</p><p>Unidade de entrada</p><p>de dados</p><p>Processamento Saída</p><p>Unidade Central de</p><p>Processamento</p><p>Unidade de Saída</p><p>de Informação</p><p>10 Introdução à Informática</p><p>instruções que deverá seguir cuidadosamente e que lhe indicarão as distintas operações necessárias para</p><p>efectuar esta tarefa em concreto.</p><p>Figura 11 - Escritório de um clube</p><p>A fim de realizar a execução de operações de tipo aritmético, como são por exemplo somas e</p><p>multiplicações, o empregado dispõe de uma pequena calculadora (4) que está sobre a sua mesa de trabalho.</p><p>Tendo todos estes elementos distribuídos de forma exposta, pode resumir-se o processo completo de</p><p>inscrição dos sócios nos seguintes termos:</p><p>• O empregado lê cuidadosamente a lista de instruções que figura no quadro (o programa de normas para</p><p>efectuar as inscrições), executando uma após outra, as distintas instruções. Antes de passar à</p><p>instrução seguinte, deve efectuar o que lhe ordena a última que leu.</p><p>• O empregado, de acordo com a primeira instrução, tira os pedidos de inscrição do postigo de entrada e</p><p>coloca-as sobre a mesa de trabalho.</p><p>• As instruções seguintes obrigam-no a, sucessivamente a ler o pedido de inscrição para examinar a</p><p>actividade solicitada. Com estes dados, e seguindo as indicações colocadas no quadro, efectua, uma vez</p><p>encontrado na lista os preços respectivos, as operações aritméticas necessárias. Estes cálculos</p><p>efectuá-los-á com a pequena calculadora de mesa. Relê o documento que elaborou (inscrição), com os</p><p>dados e resultados correspondentes ao sócio, e coloca-o sobre o postigo de saída (5). Estas operações</p><p>são repetidas para o pedido de inscrição seguinte, começando de novo com a primeira instrução do</p><p>programa, e assim quantas vezes for necessário até terminar o último pedido de inscrição solicitado.</p><p>De acordo com o exposto, parece que o empregado em questão tem já resolvido todos os seus problemas</p><p>no momento de realizar os seus trabalhos. No entanto, é possível que cedo se coloque o problema da</p><p>limitação de espaço disponível no quadro, para afixação de toda a informação necessária à realização do</p><p>seu trabalho. Isto representa um grave problema quando:</p><p>• Os dados a utilizar num determinado trabalho, como o da inscrição de sócios são excessivamente</p><p>numerosos (lista de preços de artigos demasiado volumosa, lista de actividades muito grande, lista de</p><p>professores muito grande,, etc.);</p><p>• A lista de normas ou instruções para efectuar o trabalho concreto é demasiado extensa, dada a</p><p>complexidade da tarefa a realizar;</p><p>• Além do trabalho de inscrição de sócios deve realizar outros (por exemplo os salários dos professores</p><p>do clube, a contabilidade, etc.); provavelmente o quadro não poderá comportar simultaneamente todas</p><p>as normas correspondentes aos diferentes trabalhos.</p><p>Introdução à Informática 11</p><p>Assim, o empregado vê-se obrigado a utilizar algo como uma «ampliação» do seu quadro, concretamente</p><p>uma biblioteca ou arquivo (6). Neste existe, devidamente ordenados, uma série de ficheiros que guardam a</p><p>informação que não pode estar permanentemente sobre o quadro por falta de espaço.</p><p>Então, o empregado colocará sobre o quadro a informação temporária suficiente para executar uma parte</p><p>do trabalho que lhe é solicitado. Quando os dados com que está a tratar se tiverem «esgotado» ou não</p><p>forem já os adequados, nesse momento, retirará do arquivo os novos dados colocando-os em cima dos</p><p>anteriores, com o que disporá de nova informação a tratar.</p><p>O processo é análogo no caso de ter executado a última instrução da lista de normas ou programa de</p><p>trabalho que está realizando. Se a dita instrução não é a última do programa, irá buscar ao arquivo uma</p><p>nova lista de instruções. Colocada esta em cima da anterior, procederá de novo à execução do seu</p><p>trabalho. Assim, quanto tenha terminado a execução de um trabalho, poderá guardar no arquivo as</p><p>instruções que compõem o programa da tarefa executada. Este ciclo de execução - pedido de informação -</p><p>execução, realizar-se-á quantas vezes seja necessário</p><p>até completar todo o trabalho.</p><p>U.C. - Unidade de Controlo A.L.U. - Unidade Aritmética e Lógica U.C.P. - Unidade Central de</p><p>Processamento</p><p>Figura 12 - Esquema de VON NEUMANN</p><p>A partir daqui estamos em condições de poder apresentar os diferentes órgãos ou elementos que compõem</p><p>um computador, partindo do simples facto de que este terá de «mecanizar» ou «automatizar» o escritório</p><p>administrativo que se apresentou.</p><p>A figura anterior representa os órgãos básicos de um computador, que a seguir descrevemos:</p><p>• Os periféricos de entrada, órgão de entrada da informação do exterior para o computador.</p><p>Substituirá o elemento (1), postigo do escritório, e será constituído por diferentes dispositivos de</p><p>entrada ou leitura de informação que podem ser um teclado de caracteres ou um sensor para captura</p><p>de informação não digital;</p><p>• O elemento U.C. ou Unidade de Controlo, órgão «director» de todas as tarefas, que supervisiona todo</p><p>o computador e que substituirá o empregado (2). Incluirá diversos elementos encarregados de</p><p>interpretar as instruções do programa a realizar, controlando a execução, assim como a sequência que</p><p>devem seguir as ordens;</p><p>• O elemento Memória Central, onde se armazenam dados e programas que são necessários para a</p><p>execução das tarefas e que virá substituir o quadro do escritório (3).</p><p>• Esta memória tem uma capacidade limitada, insuficiente normalmente para conter todos os dados e</p><p>programas que deverá usar o computador, e está formada por um conjunto de posições de memória que</p><p>são capazes de armazenar informação binária (bits), à base de zeros e uns (bits);</p><p>• O elemento U.A.L. ou Unidade Aritmética e Lógica. que efectua uma série de operações elementares e</p><p>que vem substituir a pequena calculadora de mesa (4);</p><p>• Os elementos periféricos de saída proporcionam ao computador resultados do seu trabalho.</p><p>Substituirá o postigo (S) e será uma impressora, um dispositivo de gravação de banda magnética, etc.;</p><p>UC ALU</p><p>Memória Central</p><p>Periféricos</p><p>de Entrada</p><p>Periféricos</p><p>de Saída</p><p>Memória Externa</p><p>Fluxos de Informação</p><p>Fluxos de ordens (comandos)</p><p>12 Introdução à Informática</p><p>• O elemento A., ou Arquivo do computador, que armazena tanto os dados como os programas que o</p><p>computador utiliza frequentemente e que não tem espaço permanente na memória central; vem</p><p>substituir o arquivo (6), e será normalmente constituído por tambores ou discos magnéticos e, em</p><p>geral, qualquer dispositivo de armazenamento de informação.</p><p>O que anteriormente constituía «o escritório» propriamente dito, é formado no computador pela Unidade</p><p>Central de Processamento (UCP) ou que inclui os elementos já indicados: Unidade de Controle; Memória</p><p>Central; Unidade Aritmética e Lógica.</p><p>Este exemplo desenvolvido permite-nos com clareza determinar o hardware e o software. O primeiro é</p><p>constituído pela unidade central de processamento, com as partes nela assinaladas, os periféricos, que</p><p>incluem as unidades de entrada e saída de informação, e as memórias de massa (ficheiros), enquanto o</p><p>segundo, o software, é concretizado pelo trabalho desenvolvido no escritório (que neste caso inscrição de</p><p>sócios), o que no ponto de vista informático não é mais do que um conjunto ordenado de instruções</p><p>introduzidas no equipamento e perfeitamente entendidas por este.</p><p>Esta definição enquadra perfeitamente o esquema de Von Neumann, ou seja, o primeiro esquema pensado e</p><p>desenhado sobre o interior de um computador.</p><p>A importância desse esquema reside na sua actualidade e no facto de ser o único conhecido. Qualquer dos</p><p>computadores com que convivemos, e mesmo os que estão a ser preparados e estudados para o futuro,</p><p>têm-no por base.</p><p>Os dados são introduzidos na UCP., vulgo computador, por via dos periféricos de entrada (teclado, leitor</p><p>de disquete, etc.) para serem assimilados pela memória interna que os irá enviar à UC para daí serem</p><p>distribuídos quer para a ALU, quer de retorno à memória interna, que os receberá já com indicações</p><p>precisas sobre o seu destino. A saída dos dados, após serem processados, é feita por via dos periféricos</p><p>de saída (ecrã, impressora, etc.).</p><p>3.3 Memória interna</p><p>O funcionamento de um computador está naturalmente condicionado pela existência de informação.</p><p>Informação que ele deve possuir para a execução dos seus processos internos e informação que lhe é</p><p>fornecida do exterior para tratamento. Dada a necessidade desta informação estar "disponível" sempre</p><p>que necessária, existe, armazéns electrónicos de informação que devem ser dispositivos capazes de:</p><p>RECEBER, CONSERVAR e RESTITUIR essa informação</p><p>Já falamos que a "linguagem interna" de um computador é binária. A representação dessa linguagem tem</p><p>de ser feita naturalmente à custa de caracteres simples. No sistema de numeração que utilizamos - o</p><p>sistema decimal - empregamos 10 dígitos (0 a 9). Um número maior que 9 é representado por uma</p><p>convenção que dá um significado a cada lugar (ou posição) ocupado por um dígito. Por exemplo, em virtude</p><p>das posições ocupadas pelos vários dígitos no número 6903, este pode ser representado por</p><p>6903 = 6 * 1000 + 9 * 100 + 0 * 10+ 3 = 6 * 103 + 9 * 102 + 0 * 101 + 3 * 100</p><p>Como vemos, um número é expresso como uma soma de potências de 10 multiplicadas pelos coeficientes</p><p>apropriados. No sistema decimal, 10 é chamado a base do sistema. Há 10 dígitos, o maior sendo 9. Num</p><p>sistema de numeração de base n, há n dígitos, sendo o maior n-1.</p><p>Os computadores só conseguem tratar informação (números) no sistema binário, devido a restrições</p><p>eléctricas - os circuitos só podem representar dois valores diferentes.</p><p>Quando um número é escrito no sistema binário, os dígitos representam os coeficientes de potências de 2,</p><p>em vez das potências de 10 do sistema decimal. Por exemplo, o número decimal 19 é escrito na</p><p>representação binária como 10011, uma vez que esta sequência de dígitos binários vale</p><p>10011 = 1 * 24 + 0 * 23 + 0 * 22 + 1 * 21 + 1 * 20 =</p><p>= 16 + 0 + 0 + 2 + 1 = 19</p><p>Como depreendemos do que acima dissemos, um número binário é representado por um conjunto de</p><p>zeros (0) e uns (1). A cada algarismo binário chamamos bit (binary digit). Podemos imaginar um processo de</p><p>Introdução à Informática 13</p><p>representar o "0" e o "1" por meios eléctricos. Uma luz acesa pode representar um "1". Se estiver apagada</p><p>representa um "0". Apagar ou acender uma lâmpada faz-se por meio de interruptores que deixam ou não</p><p>passar a corrente eléctrica. Se o interruptor estiver a fazer contacto, para acender a lâmpada, ele está no</p><p>"estado 1". O computador é assim: tem milhares de interruptores electrónicos - os transístores, de</p><p>tamanho microscópico - que o fazem funcionar.</p><p>Os computadores, hoje em dia, trabalham com conjuntos de 8 bits - aos quais chamamos byte - ou com</p><p>múltiplos dessa quantidade (16, 32 ou 64). Com 8 bits (1 byte) podemos ter 256 combinações diferentes</p><p>que permitem representar no computador os caracteres alfabéticos (maiúsculas e minúsculas), os dez</p><p>dígitos do sistema decimal, os sinais de pontuação (. ; , ! ? etc.) e outros caracteres alguns deles com</p><p>significado especial para o computador. Por isso se chama ao conjunto de todos os caracteres alfabéticos</p><p>e numéricos "caracteres alfanuméricos".</p><p>Um carácter alfanumérico é representado por meio de um byte, de acordo com o alfabeto usado. O</p><p>alfabeto (ou código) mais usado é o alfabeto internacional número 5, também conhecido por código ASCII</p><p>(ver apêndice A).</p><p>Os múltiplos do byte utilizados para medir a memória do computador são principalmente o "kilobyte"</p><p>(Kbyte) e o "Megabyte" (Mbyte). No entanto, como o sistema de numeração dos computadores é o binário,</p><p>e não o decimal, o prefixo "kilo" não significa 1000, mas sim o múltiplo de 2 mais próximo de 1000 : 1024 =</p><p>2 ^10 ; por sua vez, o prefixo "Mega" significa 1024 * 1024 = 2 ^20. Por exemplo., um computador com</p><p>64Mbytes de memória interna tem 64*1024 * 1024 = 67108864 bytes de memória.</p><p>Sabido então o modo como se quantifica</p><p>a informação num computador, vamos ver onde é que ela se</p><p>armazena. Podemos distinguir dois tipos de memória:</p><p>• Memória não volátil: A memória onde estão guardados os programas de inicialização do computador.</p><p>Esta memória é constituída por dispositivos programados electronicamente, nos quais só se podem</p><p>efectuar operações de leitura, não se podendo lá escrever. A informação que essa memória contém não</p><p>é destrutível. Devido às suas características, chama-se a essa memória ROM (Read- Only Memory -</p><p>Memória só para leitura). É um dos tipos de memória interna, assim chamada por fazer parte do</p><p>computador. Com os Compact Discs (CD) e os Digital Versatil Disk (DVD), há já memórias ROM</p><p>amovíveis. Esta solução permite uma flexibilidade em relação às ROM tradicionais (em circuito</p><p>integrado), tornando possível a utilização de memórias ROM diferentes sem grandes dificuldades.</p><p>• Memória volátil: A memória onde são armazenados os programas e os dados e aos quais se pode aceder</p><p>tanto para a leitura como para a escrita. A informação desta memória é destruída quando há falhas na</p><p>alimentação, por isso é considerada memória volátil. É conhecida como memória RAM (Random-Access</p><p>Memory - Memória de Acesso Aleatório). É uma memória interna.</p><p>3.4. Placa Mãe (Motheboard)</p><p>• A motherboard pode, muito apropriadamente, ser</p><p>designada por "placa mãe". Com efeito, uma</p><p>determinada motherboard define a</p><p>"personalidade" do PC que nela se baseia.</p><p>Uma motherboard é constituída pelo seguinte conjunto de</p><p>blocos:</p><p>1. Conector para a CPU</p><p>2. Chipset. De uma forma simples, o chipset é o</p><p>conjunto de componentes que estabelecem o</p><p>interface entre a CPU (mais propriamente o seu</p><p>barramento local) e os restantes</p><p>barramentos/componentes, desde as memórias</p><p>aos controladores de periféricos.</p><p>Figura 13 - Motherboard</p><p>14 Introdução à Informática</p><p>3. O contador de tempo real (RTC- Real Time Clock), que mantém o registo da hora actual - na</p><p>realidade, o número de segundos desde o dia 1 de Janeiro de 1970, ou 1994!).</p><p>4. CMOS RAM (e a respectiva pilha), que mantém a informação sobre a configuração</p><p>5. ROM BIOS, que contém as rotinas de baixo nível para controlo dos periféricos integrados, assim</p><p>como o programa de configuração (setup)</p><p>6. Conectores para a memória cache RAM</p><p>7. Conectores para a memória central (SIMM/DIMM)</p><p>8. Conectores do(s) barramento(s)</p><p>9. Conectores para periféricos e para indicadores luminosos e interruptores da caixa</p><p>10. Fonte regulável para a CPU (VRM), que fornece à CPU uma tensão adequada e diferente daquela</p><p>que é fornecida pela fonte de alimentação.</p><p>11. Jumpers (pequenos dispositivos que, normalmente, permitem interligar 2 pinos) para configurações</p><p>de natureza não programável..</p><p>3.5. Microprocessador</p><p>Um microprocessador é um circuito integrado construído por uma fina peça de silício</p><p>(wafer). Contém milhares, ou mesmo milhões, de transístores, que estão interligados</p><p>por superfinos traços de alumínio. Os transístores trabalham em conjunto</p><p>armazenando e manipulando dados para que o microprocessador possa executar uma</p><p>vasta variedade de funções úteis.</p><p>Uma das aplicações mais comuns dos microprocessadores é em computadores</p><p>pessoais. Mas a aplicação dos microprocessadores não está restrita aos PC's. Eles</p><p>também são utilizados para dar "inteligência" a aparelhos que usamos no nosso dia a</p><p>dia. Utilizando microprocessadores é possível adicionar funcionalidades aos nossos</p><p>aparelhos domésticos, como por exemplo, realizar uma ligação automática com o</p><p>nosso telefone, desligar automaticamente um termóstato de aquecimento, aumentar a segurança dos</p><p>automóveis bem como a sua eficiência, etc.</p><p>A evolução tem sido um factor constante no mundo dos microprocessadores. Poderemos constatar este</p><p>fato, verificando que o primeiro microprocessador da Intel, o 4004, introduzido em 1971 continha 2300</p><p>transístores. Uns dos mais recentes processadores da Intel, o Pentium ® IV contem 55 milhões de</p><p>transístores.</p><p>4 PERIFÉRICOS</p><p>4.1 Introdução</p><p>Já temos uma ideia</p><p>mais ou menos clara</p><p>do que é um</p><p>computador. De</p><p>seguida iremos falar</p><p>dos componentes</p><p>externos ao</p><p>computador. Como</p><p>unidade periférica (ou</p><p>periféricos)</p><p>entendemos qualquer</p><p>unidade exterior à</p><p>Figura 14 -</p><p>Microprocessador</p><p>Pentium IV da INTEL</p><p>Periféricos de</p><p>Entrada</p><p>Periféricos de</p><p>Saída</p><p>Periféricos de</p><p>Mistos</p><p>Teclado</p><p>Rato</p><p>Leitor de código de</p><p>Barras</p><p>Monitor Táctil</p><p>Impressora</p><p>Monitor</p><p>Altifalante</p><p>Unidade de Disquete</p><p>Unidade de Disco</p><p>Joystick</p><p>Figura 15 - lista de periféricos</p><p>Introdução à Informática 15</p><p>unidade central de processamento.</p><p>Os periféricos podem ser classificados em três grandes grupos, dependendo esta classificação apenas do</p><p>sentido de comunicação, tomado como referencial a unidade central de processamento.</p><p>Os periféricos também podem ser classificados em função da capacidade de conter informações</p><p>armazenadas temporariamente ou permanentemente.</p><p>Um monitor, por exemplo, é um suporte temporário de informação, pois a informação manifesta-se sob a</p><p>forma de ondas luminosas geradas pelo embater de electrões num alvo florescente. Essas ondas luminosas</p><p>são captadas pela nossa retina e reconhecidas e interpretadas pelo nosso cérebro. Temos, obviamente um</p><p>suporte TEMPORÁRIO de informação.</p><p>Um exemplo, de um suporte com carácter PERMANENTE é o papel que a impressora utiliza. Já no caso das</p><p>unidades de disco e de disquetes, o suporte da informação possui um carácter diferente, é um MISTO de</p><p>permanente e temporário. Pois a informação pode ser guardada nesse suporte o tempo que quisermos, mas</p><p>também a podemos apagar.</p><p>4.2 COMUNICAÇÃO ENTRE PERIFÉRICOS</p><p>O diagrama que em baixo apresentamos sintetiza o modo como UCP comunica com os periféricos.</p><p>Figura 16 - comunicação com Periféricos</p><p>Os periféricos e a unidade central estão ligados entre si por diferentes barramentos (ou bus) que</p><p>assumem o nome do tipo de informação que transportam.</p><p>É através do barramento endereços que o processamento endereça a origem e o destino da (ou para a)</p><p>informação. É através do barramento de dados que a informação circula no sistema e é através do</p><p>barramento de controlo que são dados as "ordens" às diversas unidades periféricas como, por exemplo, o</p><p>libertar de um terminal com vista à introdução de dados, ou ainda assinalar à impressora o início do envio</p><p>de dados para a impressão.</p><p>Esta diversidade de periféricos controlados pela U.C. obriga que o tipo de comunicação entre os</p><p>diferentes periféricos seja igualmente específico. Para que a U.C. consiga boas prestações nesta</p><p>complicada tarefa de administração de diferentes periféricos temos necessidade de um controlador para</p><p>cada unidade, de tal modo que um receba o código de instrução da unidade central, o saiba interpretar e</p><p>executar enquanto o programa central continua a ser executado. Estes controladores de entrada/saída</p><p>denominam-se INTERFACES, já que são placas de componentes electrónicos que se interpõem entre os</p><p>barramentos e as unidades periféricas de tal modo que exista diálogo entre elas e a UCP. São portanto, as</p><p>interfaces que recebem a informação da U.C., a traduzem, e despoletam as acções correspondentes à</p><p>informação que recebem.</p><p>UCP</p><p>Memória Canais de I/O</p><p>Barramento de endereços</p><p>Barramento de dados</p><p>Barramento de controlo</p><p>16 Introdução à Informática</p><p>4.3 Periféricos</p><p>4.3.1 Teclado</p><p>É o dispositivo mais utilizado para podermos dialogar com a máquina. O teclado é essencialmente dividido</p><p>numa parte estática (contactos eléctricos e circuitos lógicos) e numa parte mecânica.</p><p>O teclado funciona do seguinte modo: a tecla ao ser premida, estabelece uma ligação eléctrica com</p><p>algumas saídas de um conjunto predeterminado. Isto origina, na saída, um valor numérico binário que pode</p><p>ser "lido" pelo o microprocessador que, através desses códigos, identifica perfeitamente a tecla premida.</p><p>Por cada tecla premida, gera-se no monitor um "eco", ou seja, o aparecimento do carácter associado à</p><p>tecla que foi premida.</p><p>Existem diferentes tipos de teclado em função da disposição das letras. Mas todos teclados podem ser</p><p>divididos em três partes:</p><p>• teclado de funções</p><p>• teclado alfanumérico</p><p>• teclado numérico</p><p>• Teclado de edição</p><p>As teclas de função, podem ser usadas como teclas programáveis, podendo-lhe ser atribuídas funções</p><p>específicas cuja execução é desencadeada quando a tecla é premida. Normalmente estas teclas assumem</p><p>diferentes funções conforme o software que estamos a trabalhar.</p><p>O teclado alfanumérico é organizado de forma semelhante a uma máquina de escrever normal, tendo ainda</p><p>algumas teclas com outras funções, que variam de teclado para teclado (teclados esses associados a</p><p>diferentes máquinas).</p><p>O teclado numérico é uma repetição de teclas já existentes no teclado alfanumérico, com a função</p><p>ergonómica facilitadora de entrada de dados numéricos.</p><p>4.3.2. Monitores</p><p>É normalmente considerada como periférico de saída mais importante de um sistema. É</p><p>aquele de mais frequentemente nos servimos para obter informação resultante do</p><p>processamento feito pelo sistema. Quanto à sua constituição, há que considerar</p><p>diferentes tipos tecnologias:</p><p>• CRT – é a sigla para Cathode-Ray Tube (tubo de raios catódicos), a tecnologia</p><p>CRT é usada em televisores e monitores de vídeo. Nesta, um feixe de electrões</p><p>é projectado, iluminando, linha a linha, os pontos do ecrã desenhando as</p><p>imagens</p><p>• LCD – sigla para Liquid Crystal Display – monitor de cristais líquidos. Usada</p><p>inicialmente apenas em portáteis, esta tecnologia passou a ser utilizada também</p><p>em PC’s. As principais vantagens do LCD são a menor ocupação de espaço e o</p><p>reduzido consumo de energia. Os monitores LCD ainda são mais caros quando</p><p>comparados com os CRT.</p><p>• Matriz activa – tecnologia utilizada nos monitores LCD é composta por uma</p><p>matriz de cristais líquidos, na qual cada pixel é controlado por transístores</p><p>situados directamente no ecrã. A principal diferença em relação aos vídeos de</p><p>matriz passiva é que nestes as células de cristal líquido são controladas por</p><p>Figura 18 - Monitor de</p><p>raios catódicos</p><p>Figura 19 - Monitor</p><p>LCD</p><p>Figura 17 - Teclado Standart</p><p>Teclado de Funções</p><p>Teclado</p><p>alfanumérico</p><p>Teclado</p><p>numérico</p><p>Teclado</p><p>edição</p><p>Introdução à Informática 17</p><p>transístores fora do ecrã. Os vídeos de matriz passiva apesar de serem mais baratos exibem</p><p>imagens com menor resolução.</p><p>• OLED – acrónimo de Organic Light Emitting Diode, esta tecnologia baseia-se na colocação de</p><p>películas orgânicas(em geral, filmes de carbono) entre dois condutores. Com a passagem de uma</p><p>corrente eléctrica, o dispositivo emite uma luz brilhante, num processo chamado</p><p>electrofosforescência. O OLED produz ecrãs com brilho próprio, que dispensam iluminação de</p><p>fundo. Ale disso, são ecrãs leves que consomem pouca tecnologia são as: TOLED, SOLED, FOLED.</p><p>Quanto à forma de apresentação da imagem no ecrã, esta pode ser feita de dois modo diferenciados: em</p><p>modo carácter (ou texto), ou então em modo gráfico. A forma de apresentação em modo texto é</p><p>actualmente pouco usada.</p><p>Para que a imagem possa ser visualizada com a melhor qualidade devemos ter em consideração:</p><p>• A taxa de actualização (refresh rate) - o número de vezes que o ecrã é redesenhado a cada</p><p>segundo. Para evitar as oscilações na imagem, a taxa de renovação deve ser de, pelo menos, 72 HZ</p><p>(72 vezes por segundo).</p><p>• True Color – Padrão adoptado por monitores que utilizem 24 bits para representar cada pixel, ou</p><p>ponto de imagem. Isto significa que o dispositivo é capaz de exibir 16,7 milhões ( 242 ) de cores</p><p>diferentes. Este número de totalidades é considerado mais que suficiente para representar bem</p><p>imagens, uma vez que o olho humano só consegue distinguir alguns milhões de cores.</p><p>Controladores de vídeo</p><p>Os monitores necessitam de um controlador de vídeo designado normalmente designado de placa gráfica</p><p>(ou ainda de adaptador de monitor de vídeo). Podemos dizer que este é constituído por um conjunto de</p><p>hardware/software que oferece determinadas funções standard de gestão de imagem de saída do</p><p>monitor. É este que define que grelha de pixels podem ser apresentados no monitor e define o nº de cores</p><p>possíveis apresentadas. Todas as placas têm VRAM (vídeo RAM), esta memória permite armazenar a</p><p>informação gerada pela placa gráfica e apresentada pelo monitor. A quantidade desta memória limita</p><p>directamente a qualidade da imagem apresenta.</p><p>Suponha que a placa gráfica do seu computador só tem 2Mbytes de VRAM e que quer apresentar no seu</p><p>monitor uma imagem com a resolução de 1024*768 pixels com 32bits de profundidade de cor (4 294 967</p><p>296 de cores possíveis). Será que é possível? Façamos as contas:</p><p>1024 * 768 = 786432 pixels * 32 bits = 25165824 bits</p><p>Isto quer dizer que para armazenar imagens com as características acima apresentadas precisa de uma</p><p>memória com pelo menos 25165824 bits, ou seja, 3Mbytes (25165824/8/1024/1024) o que fazer então?</p><p>Ou se diminuía, a resolução da imagem em termos de pixels ou de nº de cores a apresentar de modo a não</p><p>ultrapassar o limite imposto pela placa.</p><p>4.3.3 Impressoras</p><p>As impressoras podem ser classificadas em função da tecnologia usada na impressão como se pode ver no</p><p>quadro seguinte:</p><p>18 Introdução à Informática</p><p>Passemos de seguida a fazer uma ligeira revisão do tipo de impressoras, algumas delas já pouco utilizadas</p><p>na actualidade.</p><p>Impressora de esfera</p><p>Utiliza na sua cabeça de impressão uma esfera metálica com caracteres em alto relevo. A esfera desloca-</p><p>se em frente do papel batendo na fita e deixando caracteres no papel. A qualidade de impressão é boa mas</p><p>o ruído produzido é grande e a sua velocidade lenta cerca de 15 CPS (caracteres por segundo). Já não se</p><p>comercializa este tipo de impressora.</p><p>Impressora de margarida</p><p>O conjunto de caracteres utilizados na impressão encontra-se na extremidade das pétalas de uma roseta.</p><p>A margarida vai rodando por acção de um motor em função do carácter escolhido para imprimir que irá</p><p>finalmente ser batido por um martelo de encontro à fita. A qualidade de impressão é boa, mas tem a</p><p>desvantagem de ter um número limitado de caracteres (cerca de 100) por cada margarida (as margaridas</p><p>podem-se trocar, assim com as esferas nas impressoras anteriores, quando queremos outras letras ou</p><p>outras fontes). A velocidade de impressão é lenta, cerca de 45 CPS e produz um grande ruído de</p><p>impressão. Como a anterior, esta impressora já não existe no mercado. Impressora de agulha</p><p>As impressoras de agulhas contrariamente às anteriores formam o carácter progressivamente.</p><p>Suponhamos uma impressora de 9 agulhas, que gera caracteres</p><p>numa matriz 9x9, tem de imprimir o carácter "L". Como</p><p>podemos ver na fig. Seguinte, o</p><p>carácter é imprimido coluna por</p><p>coluna, os pontos negros que</p><p>indicam que as agulhas</p><p>correspondentes serão accionadas</p><p>no instante em que a cabeça se</p><p>encontra naquela posição durante o</p><p>percurso de formação do carácter.</p><p>As vantagens destas impressoras</p><p>são grandes em relação às</p><p>anteriores pois a sua velocidade pode</p><p>atingir os 200 CPS, ou mais, e já com</p><p>uma qualidade muito razoável (quanto</p><p>maior o n.º de agulhas maior a</p><p>qualidade). Permite igualmente</p><p>diferentes fontes de letras, o ruído da</p><p>impressora apesar de ainda ser grande</p><p>é muito menor que as anteriores. Esta</p><p>tipa impressora já raramente é utilizada pelo utilizador doméstico, mas ainda</p><p>são encontradas em vários locais como por exemplo: as caixas multibanco,</p><p>nos terminais de pagamento dos supermercados, etc. Mas mesmo nestes</p><p>locais há tendência para serem substituídas por modelos de outras</p><p>tecnologias mais rápidas e mais silenciosas.</p><p>Figura 20 - impressora de agulhas</p><p>Conjunto de 9 agulhas</p><p>colocadas verticalmente</p><p>na cabeça de impressão</p><p>Sentido de deslocação</p><p>da cabeça de impressão</p><p>Conjunto de 9 agulhas</p><p>colocadas verticalmente</p><p>na cabeça de impressão</p><p>Sentido de deslocação</p><p>da cabeça de impressão</p><p>Figura 21 - esquema de</p><p>impressão numa impressora</p><p>Introdução à Informática 19</p><p>Impressora de Jacto de TINTA</p><p>Neste momento este tipa de impressora é a mais utilizada por particulares, pois a relação preço/qualidade</p><p>é muito boa. De forma sucinta podemos dizer</p><p>que nesta</p><p>impressora a tinta</p><p>posta sob pressão</p><p>num recipiente,</p><p>por acção de uma</p><p>pequena bomba, é</p><p>posteriormente</p><p>impulsionada por</p><p>acção de um cristal</p><p>piezeléctrico (que</p><p>vibra ou oscila a uma frequência bem determinada quando sujeito a uma tensão</p><p>eléctrica), variando a pressão com uma frequência bem definida.</p><p>As performances destas impressoras são cada vez melhor, com velocidades de cerca de 10 PPM(Página por</p><p>minuto). A qualidade de impressão é óptima e o ruído é praticamente nenhum.</p><p>IMPRESSORA LASER</p><p>Esta impressora usa tecnologia que associa a tecnologia laser à de</p><p>electrofotografia. Os princípios de funcionamentos assemelham-se aos da</p><p>fotocopiadora. A qualidade de impressão, conseguida com esta tecnologia, é muito</p><p>boa permitindo uma fácil mistura de textos e gráficos, conseguindo-se uma</p><p>velocidade de impressão de várias páginas por minuto. Existem vários tipos de</p><p>impressoras laser de diferentes qualidades. As impressoras a preto e branco são as</p><p>mais vulgares nesta classe, mas o segmento das impressoras laser a cores está-se</p><p>tornando cada vez mais assecivél no nomeadamente para as pequenas e médias</p><p>empresas.</p><p>A PLOTTER</p><p>A plotter não é mais do que um traçador de gráficos. As grandes diferenças da</p><p>plotter relativamente à impressora estão relacionadas com o movimento do tambor</p><p>e da cabeça, que, neste caso, correspondem a uma caneta apoiada num suporte.</p><p>Com efeito, enquanto numa impressora normal o movimento do tambor é sempre</p><p>progressivo num único sentido, na plotter o tambor pode deslocar-se em dois</p><p>sentidos opostos. É a combinação destes dois movimentos que permite o traçado</p><p>de qualquer tipo de gráfico ou mesmo de caracteres de texto que, neste caso, são</p><p>"desenhados".</p><p>4.3.4 Drivers</p><p>Podemos dizer que um DRIVE é um periférico que controla a entrada/saída da informação no sistema, em</p><p>função do suporte que a contém. Para cada suporte de informação tem de existir um controlo diferente.</p><p>Existem portanto drivers de: disquetes, discos duros, cassetes,</p><p>bandas magnética, zip drivers, CDR, etc.</p><p>As drivers são classificadas em função dos seguintes parâmetros:</p><p>suporte associado, tempo médio de acesso, quantidade de</p><p>informação.</p><p>Quanto à primeira já a classificação anterior dá resposta. Quanto à</p><p>segunda, corresponde ao tempo que, em média, é necessário para</p><p>que o sistema consiga obter, através do driver respectivo, a</p><p>Figura 22 - Impressora Jacto de Tinta</p><p>Figura 24 - Impressora</p><p>Laser</p><p>Figura 25 - Plotter</p><p>Figura 26 - Driver de disco.</p><p>Figura 23- Impressora</p><p>Jacto de Tinta</p><p>20 Introdução à Informática</p><p>informação que necessita do suporte onde ela se encontra. Esta variável está sempre associada a uma</p><p>outra - velocidade de transferência - que nos dá a quantidade de informação que é possível transferir de e</p><p>para o sistema por unidade de tempo (Megabits/s).</p><p>A quantidade de informação disponível não é mais do que a capacidade de armazenamento de informação</p><p>no suporte que o driver controla.</p><p>4.3.5 Rato</p><p>O rato é um periférico somente de entrada. Faz</p><p>corresponder ao seu posicionamento numa superfície</p><p>plana numa posição de um ponto no ecrã. Assim, a cada</p><p>deslocamento do RATO na superfície em que está</p><p>assente fica associado, por codificação no próprio</p><p>periférico, um deslocamento correspondente na</p><p>superfície do ecrã, do ponto em causa.</p><p>O funcionamento do rato é relativamente simples. Se</p><p>observarmos a Figura 27vemos que este periférico é constituído por uma esfera de</p><p>metal ou borracha que, quando o RATO está assente, faz contacto com dois roletes que,</p><p>por sua vez estão ligados através de um eixo comum a dois discos que possuem uma dada codificação</p><p>óptica. Cada movimento do rato é, portanto, transmitido através deste sistema aos discos, onde é</p><p>detectado por parte de uma célula fotoeléctrica/ foto transístor. Existem outros tipos de ratos com</p><p>funcionamentos semelhantes.</p><p>4.2.6 Joystick</p><p>É um periférico utilizado sobretudo em aplicações lúdicas, ou de</p><p>simulação. Tem diferentes formatos sendo o mais comum</p><p>constituído por uma base fixa e uma manete, na qual estão</p><p>colocados um ou mais botões. Mas como podemos ver na imagem</p><p>existem outros formatos, como por exemplo os volantes muito</p><p>utilizados em jogos onde é simulado o comportamento de</p><p>veículos de corrida. Estes são constituídos por um volante,</p><p>pedais e manete de mudanças. O princípio de funcionamento de</p><p>todos os joystick é semelhante ao do ratos, tendo os mais</p><p>modernos sistemas de force-feedback que dão ao jogador</p><p>informações de retorno o que permite mais realismo às simulações</p><p>.</p><p>4.3.7 Modem</p><p>Periférico utilizado na</p><p>comunicação à distância</p><p>entre sistemas</p><p>informáticos. O seu nome</p><p>MODEM advém do facto</p><p>de ele ser um modulador</p><p>desmodulador de impulsos</p><p>eléctricos.</p><p>Figura 27 - Vista do rato por</p><p>dentro</p><p>Figura 29- Joystick</p><p>Figura 28 - Rato</p><p>Figura 30 - esquema de utilização do modem na comunicação entre dois sistemas</p><p>Introdução à Informática 21</p><p>Para todos os efeitos a inclusão do modem no sistema de comunicação, como o observado na figura, vai</p><p>transformar o sinal digital proveniente do sistema num sinal passível de ser transmitido pela rede</p><p>telefónica, sinal analógico. Este processo tem o nome de modulação. O processo inverso, ao qual se tem de</p><p>proceder na recepção, designa-se naturalmente por desmodulação. Existem vários tipos de modem a sua</p><p>utilização depende do tipo de linha telefónica a que estamos ligados (analógicas, digitais, cabo, etc).</p><p>4.3.8 Digitalizadores (Scanners)</p><p>Um digitalizador permite-nos passar documentos impressos através de um</p><p>mecanismo óptico para um formato digital, além de efectuar o reconhecimento</p><p>óptico de caracteres. A utilização mais comum é a digitalização de fotografias,</p><p>imagens, ilustrações e OCR (reconhecimento óptico de caracteres). Alguns</p><p>digitalizadores podem capturar slides e negativos através da utilização de um</p><p>adaptador, existem aprelhos que foram concebidos unicamente para estas</p><p>tarefas.</p><p>Os scanner conectam-se ao computador através de diferentes tipos de ligação: Os mais baratos e</p><p>vendidos são os que se ligam à porta paralela (da impressora). Logo de seguida vêm os USB e no topo,</p><p>também em preços, os SCSI. Estes últimos são a escolha mais acertada para quem procura velocidade na</p><p>digitalização e evitar conflitos na porta paralela.</p><p>O número de cores digitalizado depende da sensibilidade do sensor do scanner e as suas capacidades de</p><p>converter analógico para digital. Em termos de profundidade de cor o mínimo é 24 bits, mas o ideal são os</p><p>36 bits, especialmente se pretende digitalizar slides ou transparências. Para as tarefas domésticas, uma</p><p>resolução de 300 dpi (pontos por polegada) podem chegar. Porém, para fotografias de alta qualidade a</p><p>resolução deverá saltar para os 600 dpi. Daqui para cima, como os 1200 dpi, são normalmente reservados</p><p>para trabalhos profissionais, como slides, películas e transparências. A resolução, quanto mais alta for,</p><p>mais se tem a capacidade de aumentar o original, que é muito importantes em slides de 35mm.</p><p>4.4 Suportes da Informação</p><p>A informação necessita de ser armazenada para que o computador mais tarde possa tratar a informação.</p><p>Para isto necessitamos de suportes físicos. De uma maneira geral, podemos dividir os suportes em quatro</p><p>grandes grupos:</p><p>Tabela 4 - Lista de suportes de informação</p><p>Figura 31 - Digitalizador</p><p>Suportes</p><p>de papel</p><p>Suportes</p><p>de papel</p><p>Suportes</p><p>magnéticos</p><p>Suportes</p><p>magnéticos</p><p>Suportes</p><p>ópticos</p><p>Suportes</p><p>ópticos</p><p>Outros</p><p>suportes</p><p>Outros</p><p>suportes</p><p>VirgemVirgem</p><p>PerfuradoPerfurado</p><p>opaco</p><p>transparente</p><p>cartão</p><p>fita</p><p>Banda magnética</p><p>Discos mágnéticos</p><p>Banda magnética</p><p>Discos mágnéticos flexível</p><p>duros fixo</p><p>amovível</p><p>CD</p><p>DVD</p><p>CD</p><p>DVD</p><p>Suporte de caracteres ópticos</p><p>Suporte de caracteres magnéticos</p><p>Suporte de códigos</p>