Unidade 1 - Introdução à Computação (3)

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Engenharia de Computação
Arquitetura de Computadores
Prof. Geovani Rodrigo Scolaro
geovani .scolaro@unoesc.edu.br
Prof. Geovani Rodrigo Scolaro
Formação
Doutor em Engenharia Elétrica com ênfase em Engenharia Biomédica (2014)
Mestre em Engenharia Elétrica com ênfase em Engenharia Biomédica (2009)
Atuação
Professor do Programa stricto sensu do Mestrado em Biociências e Saúde
Professor dos Cursos de Engenharia de Computação e Engenharia Elétrica
Áreas de Pesquisa
Neurociências
Inteligência Artificial
Microcontroladores e Sistemas Embarcados
Processamento de Sinais Biomédicos
Instrumentação Biomédica
Engenharia de Computação
Utiliza ciência e tecnologia para projeto, construção,
implementação e manutenção de componentes de
software e hardware de modernos sistemas de
computação e equipamentos controlado por computador.
Engenharia de Computação foi tradicionalmente vista
como uma combinação de Ciência da Computação (CS) e
Engenharia Elétrica (EE).
Fonte: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in 
Computer Engineering (IEEE Computer Society Association for Computing 
Machinery - ACM)
Perfil do Egresso em 
Engenharia de Computação
1. Possuir uma sólida formação em Ciência da Computação, Matemática e Eletrônica
visando à análise de projetos de sistemas de computação, incluindo, sistemas embarcados e
de computação voltados a processos industriais, envolvendo automação industrial, controle
de processos, telecomunicações e instrumentação eletrônica;
2. Conhecimento da estrutura dos sistemas de computação e os processos envolvidos na
sua construção e análise;
3. Conhecimento dos fundamentos teórico-metodológicos da área de Engenharia de
Computação;
4. Compreensão das relações da Engenharia de Computação com as necessidades do
contexto social, cultural, científico, tecnológico, bem como das contribuições específicas
para o setor produtivo da área da computação;
Perfil do Egresso em 
Engenharia de Computação
5. Espírito empreendedor e trabalho em equipe;
6. Capacidade de planejar, executar e fiscalizar atividades inerentes à Engenharia de
Computação, orientando se pelo princípio da relação teoria e prática;
7. Capacidade de inovar em sua área de atuação, promovendo o avanço científico
tecnológico e cultural, com vistas à melhoria regional e nacional e, também, de toda a
sociedade;
8. Capacidade de autoaprendizado e aperfeiçoamento contínuo;
9. Atuação comprometida com a humanização da sociedade e com o trabalho pautado na
ética, no humanismo, na cooperação, na segurança e na responsabilidade social;
10. Compromisso ético e científico com o meio ambiente;
11. Compromisso com a difusão do conhecimento.
Competências e Habilidades
1. Capacidade de planejar, especificar, projetar, implementar, testar, verificar e validar
sistemas de computação (sistemas digitais), incluindo computadores, sistemas baseados em
microprocessadores, sistemas de comunicações e sistemas de automação, seguindo teorias,
princípios, métodos, técnicas e procedimentos da computação e da engenharia;
2. Compreender, implementar e gerenciar a segurança de sistemas de computação;
3. Coordenar e supervisionar equipes de trabalho , gerenciar projetos, otimizar, instalar e
manter sistemas de computação;
4. Conhecer os direitos e propriedades intelectuais;
5. Desenvolver processadores específicos, sistemas integrados e sistemas embarcados,
incluindo o desenvolvimento de software para esses sistemas;
Competências e Habilidades
6. Analisar, avaliar e selecionar plataformas de hardware e software adequados para
suporte de aplicação e sistemas embarcados de tempo real;
7. Analisar, avaliar e selecionar plataformas de hardware para o desenvolvimento,
otimização e implementação de aplicações de software e serviços;
8. Realizar pesquisa científica e tecnológica e estudos de viabilidade técnico econômica;
9. Executar e fiscalizar obras e serviços técnicos;
10. Efetuar vistorias, perícias e avaliações, emitindo laudos e pareceres.
ÁREAS DE ATUAÇÃO
O Engenheiro de Computação atua na área de sistemas computacionais, seus
respectivos equipamentos, programas e inter-relações.
Atua em:
◦ empresas do setor de tecnologia da informação;
◦ em indústria de computadores, periféricos e sistemas embarcados;
◦ em empresas de telecomunicação, de planejamento e desenvolvimento de equipamentos
e sistemas computacionais;
◦ em empresas de automação de processos industriais e computacionais;
◦ em empresas e laboratórios de pesquisa científica e tecnológica;
◦ Também pode atuar de forma autônoma, em empresa própria ou prestando consultoria.
Formação em 
Engenharia de Computação
Formação Básica
• Matemática
• Física
• Computação
 Hardware
 Software
 Comunicação
• Eletrônica
Formação Especializada
• Sistemas Embarcados
• Controle e Automação
• Sistemas Inteligentes
• Processamento de Sinais
• Processamento de imagens
• Redes Computadores
• Segurança de Sistemas
Automação e Controle
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Sistemas Inteligentes
Robótica, Redes Neurais, Agentes Inteligentes
Comunicação
Sistemas sem Fio, Redes de Computadores
Segurança de Sistemas
Algoritmos e Técnicas de Segurança
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Segurança 
de Sistemas
Criptografia
Aprendizagem
de Máquina
Integração de Informação:
Web e Warehousing
Sistemas
Inteligentes
Interface
Hardware-Software
Informática
Teórica
Transmissão
de Dados
Princípios de
Comunicação
Gerenciamento de
Dados e Informação
Segurança
de Aplicações
Segurança
de Redes
Detecção
de Invasão
Mineração de Dados
e Sistemas de 
Suporte a Decisão
Administração
de Sistemas
Heterogêneos
Sistemas Embarcados
Desenvolvimento de Software Embarcado e Hardware
Computação Ubíqua
IoT – Internet of Things
Introdução à Computação
Os computadores fazem parte do dia a dia da 
sociedade contemporânea, mas você conhece a 
história deles?
Conhecer a história dos computadores é 
importante, pois é através do estudo do passado 
que podemos compreender e valorizar o presente. 
As gerações dos computadores
Os computadores são máquinas capazes de realizar vários 
cálculos automaticamente, além de possuir dispositivos de 
armazenamento e de entrada e saída de dados.
Primeira 
Geração 
(1946-1954)
Segunda 
Geração
(1955-1964)
Terceira 
Geração 
(1964-1977)
Quarta Geração 
(1977-1991)
Quinta Geração 
(1991—hoje)
Primeira Geração 
(1946-1954)
A primeira geração dos computadores é 
marcada pela utilização de válvulas. 
A válvula é um tubo de vidro, similar a 
uma lâmpada fechada sem ar em seu 
interior, ou seja, um ambiente fechado a 
vácuo, e contendo eletrodos, cuja 
finalidade é controlar o fluxo de 
elétrons. 
As válvulas aqueciam bastante e 
costumavam queimar com facilidade.
Primeira Geração 
(1946-1954)
Além disso, a programação era 
física e realizada diretamente na 
linguagem de máquina, o que 
dificultava a programação e 
consequentemente despendia 
muito tempo.
O armazenamento dos dados era 
realizado em cartões perfurados, 
que depois passaram a ser feitos 
em fita magnética.
Um dos representantes desta 
geração é o ENIAC.
17.468 válvulas, 
30 toneladas, 
180 m2 de área construída, 
100 kHz de velocidade 
200 bits de memória RAM.
Primeira Geração 
(1946-1954)
Nenhum dos computadores da primeira 
geração possuíam aplicação comercial, 
eram utilizados para fins balísticos, 
predição climática, cálculos de energia 
atômica e outros fins científicos.
O primeiro bug da história
A palavra bug (inseto em 
inglês) é empregada 
atualmente para designar um 
defeito, geralmente de 
software.
Conta a história que um dia o 
computador apresentou 
defeito. 
Ao serem investigadas as 
causas, verificou-se que um 
inseto havia prejudicado seu 
funcionamento. 
Segunda Geração (1955-1964)
A segunda geração de computadores foi marcada pela
substituição da válvula pelo transistor, que revolucionou a
eletrônica em geral e os computadores em especial.
Vantagens:
◦ eram muito menores do que as válvulas a vácuo
◦ não exigiam tempo de pré-aquecimento◦ consumiam menos energia
◦ geravam menos calor
◦ eram mais rápidos e confiáveis
No final da década de 50, os transistores foram incorporados
aos computadores.
Circuito com transistores
Circuito equivalente com válvulas
Segunda 
Geração 
(1955-
1964)
O conceito de CPU, memória, linguagem de
programação e entrada e saída de dados
foram desenvolvidos.
O tamanho dos computadores diminuiu
consideravelmente.
A mudança da linguagem de máquina para a
linguagem Assembly, também conhecida
como linguagem de montagem, permitindo
a utilização de mnemônicos para
representar as instruções de máquina.
Logo vieram as linguagens de alto 
nível, como Fortran e Cobol. 
No mesmo período surgiu o
armazenamento em disco,
complementando os sistemas de fita
magnética e possibilitando ao usuário
acesso rápido aos dados desejados.
Filme: Estrelas 
Além do Tempo
Terceira Geração 
(1964-1977)
É marcada pela utilização dos circuitos
integrados (microchips) feitos de silício.
Eram construídos integrando um grande
número de transistores, o que possibilitou a
construção de equipamentos menores e mais
baratos.
Mas o diferencial também incluía o processo
de fabricação que possibilitava a construção
de vários circuitos simultaneamente,
facilitando a produção em massa.
Este avanço pode ser comparado ao advento
da impressa, que revolucionou a produção
dos livros.
Terceira Geração 
(1964-1977)
Um computador que representa
esta geração foi o IBM
System/360, voltado para o setor
comercial e científico, que possuía
uma arquitetura plugável, na qual
o cliente poderia substituir as
peças que dessem defeitos.
Terceira Geração (1964-1977)
No final desta geração já começaram a surgir os computadores
pessoais.
Outro evento importante desta época foi que a IBM passou a
separar a criação de hardware do desenvolvimento de sistemas,
iniciando o mercado da indústria de softwares. Isto foi possível
devido a utilização das linguagens de alto nível nestes
computadores.
Terceira Geração (1964-1977)
Quarta Geração (1977-1991)
Os computadores da quarta geração são reconhecidos
pelo surgimento dos processadores - unidade central
de processamento (CPU).
Os sistemas operacionais como MS-DOS, UNIX, Apple
Macintosh foram construídos.
Linguagens de programação orientadas a objeto como
C++ e Smalltalk foram desenvolvidas.
Discos rígidos eram utilizados como memória
secundária. Impressoras matriciais, e os teclados com
os layouts atuais foram criados nesta época.
Os computadores eram mais confiáveis, mais rápidos,
menores e com maior capacidade de armazenamento.
Quinta Geração 
(1991—dias atuais)
Os computadores da quinta geração usam processadores
com milhões de transistores.
Surgiram as arquiteturas de 64 bits, os processadores que
utilizam tecnologias RISC e CISC, discos rígidos com
capacidade superior a 600GB, pen-drives com mais de 1GB
de memória e utilização de disco ótico com mais de 50GB
de armazenamento.
Quinta Geração 
(1991—dias atuais)
A quinta geração está sendo marcada pela inteligência
artificial e por sua conectividade.
A inteligência artificial pode ser verificada em jogos e robôs
ao conseguir desafiar a inteligência humana.
A conectividade é cada vez mais um requisito das indústrias
de computadores.
Queremos que nossos computadores se conectem ao
celular, a televisão e a muitos outros dispositivos como
geladeira e câmeras de segurança.