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Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Minas Gerais - Campus São João Evangelista – MG

Apostila de Introdução a Informática

Autor: Kalid Antunes Adaptada por: Geovália Oliveira Coelho

Introdução à Informática Pág.: 1

CAPÍTULO 1 – NOÇÕES BÁSICAS

1. O que é um computador?

O computador é um equipamento eletrônico que processa informações na forma de dados, podendo ser programado para a realização de diversas outras tarefas. Foi construído para desempenhar cálculos e operações lógicas com facilidade e rapidez.

Muito utilizado em empresas, bancos, indústrias e escolas. Atualmente faz parte da rotina doméstica das pessoas, sendo utilizado dentre outras atividades para digitação de textos, visualização de imagens, acesso à internet, armazenamento de informações, processamento de dados, comunicação por voz, escrita, símbolos, imagens e entretenimentos.

Um computador geralmente é constituído pelos seguintes componentes:

OBS: Além dos componentes essenciais do computador, existem outroscomponentes opcionais que possuem grande importância na utilização do computador. Exemplos: estabilizador e no-break.

Estabilizador e No-break (Componentes opcionais):

A função básica e primordial do estabilizador é de absorver, em sua entrada, o máximo de variação da tensão da rede elétrica (oscilações) e fornecer, na sua saída, a mínima variação da tensão no ponto desejado com um mínimo de tempo possível, sem alterar as características fundamentais da energia elétrica da rede ou, se possível, até melhorá-las.

O no-break é um dispositivo que oferece uma proteção extra ao seu equipamento. No caso da falta de energia elétrica, o no-break continua alimentando o seu micro durante o tempo necessário para que se finalize suas tarefas. Essa alimentação é provida por uma bateria, que fica sendo carregada enquanto a rede elétrica está funcionando corretamente. Essa bateria possui uma autonomia, que em geral não é muito grande (nos no-breaks mais comuns, essa autonomia varia entre 10 e 15 minutos).

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Modelo de Estabilizador Modelo de No-break

2. O que é informática?

Informática pode ser considerada como “informação automática”, ou seja, utilização de métodos e técnicas no tratamento automático da informação. Para tal, é preciso uma ferramenta adequada: o computador.

A informática está intimamente ligada ao ser humano, seja em casa, no trabalho ou no lazer. A evolução tecnológica vivida por nossa sociedade tem evidenciado o valor da informação. Desde o despertar até a mais simples transação bancária que realizamos durante o dia, um telefonema, estamos nos servindo da informática. Muitas vezes lidamos com a tecnologia do computador sem nos darmos conta: ao usar o microondas, ao ligar o videocassete, tudo isso sem sair de casa.

Ao circularmos no trânsito de grandes cidades nos deparamos com semáforos, sistemas de segurança de empresas que visitamos, lá está a informática de novo, assim como nos controles de aviões e metrôs, na produção de energia elétrica, na industrialização de roupas e alimentos, etc. No mundo moderno, portanto, é inevitável o contato com o computador. Por isso, todas as pessoas precisam aprender a lidar com a informática mais cedo ou mais tarde. E você, que está iniciando agora, precisa conhecer a história do computador e entender corretamente seu funcionamento para poder aproveitar toda a capacidade desta área que é imensamente vasta e repleta de novidades.

3. História e evolução do computador

O computador é uma máquina que processa dados, orientado por um conjunto de instruções e destinado a produzir resultados completos, com um mínimo de intervenção humana. Entre vários benefícios, pode-se citar: a grande velocidade no processamento e disponibilização de informações; a precisão no fornecimento das informações; a execução de tarefas repetitivas; propiciando a redução de custos em várias atividades.

Os modernos chips dos computadores devem sua existência ao trabalho de inventores geniais, durante três séculos.

Charles Babbage, considerado o pai do computador atual, construiu em 1830 o primeiro computador do mundo, cem anos antes de se tornar realidade. O projeto de Babbage apresentava desvantagens; uma delas era o fato de que o seu computador deveria ser mecânico, e a outra era a precariedade da engenharia da época. Apesar dos problemas, Charles Babbage construiu um aparelho que impressionou o governo inglês. Entretanto, a história da computação começou muito antes.

A história da computação pelo que se sabe começa no ano de 2000 a.C. (antes de Cristo). O primeiro “modelo” de computador é o ábaco, capaz de efetuar operações algébricas elementares.

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Modelo de ábaco

Blaise Pascal, matemático, físico e filósofo francês, inventou a primeira calculadora mecânica em 1642. A calculadora trabalhava perfeitamente, ela transferia os números da coluna de unidades para a coluna de dezenas por um dispositivo semelhante a um velocímetro do automóvel. Pascal chamou sua invenção de Pascalina.

Nos anos que se seguiram, vários projetos foram feitos com intuito de aperfeiçoar essa primeira calculadora. Entretanto, nada de significativo aconteceu, até que Babbage e Ada Lovelace começaram a considerar melhor o problema. Em 1822, Babbage apresentou a Sociedade Real de Astronomia o primeiro modelo de uma máquina de "diferença", capaz de fazer cálculos necessários para elaborar uma tabela de logaritmos. O nome da máquina foi derivado de uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças. Com o incentivo da sociedade, Charles Babbage continuou a trabalhar no aperfeiçoamento da máquina. Com Ada Lovelace, filha de Lord Byron, iniciou um projeto mais ambicioso para construir uma "máquina analítica". Foi projetada para calcular valores de funções matemáticas bem mais complexas que as funções logarítmicas. A máquina era enorme, demonstrava inúmeros problemas e simplesmente não funcionava. Grande parte da arquitetura lógica e da estrutura dos computadores atuais provém dos projetos de Charles Babbage, que é lembrado como um dos fundadores da computação moderna.

Essas máquinas eram chamadas de calculadoras. No início do século 20 já eram comuns as calculadoras mecânicas e elétricas. As calculadoras elétricas eram baseadas em um pequeno dispositivo elétrico, chamado de RELÉ. Os relés tinham aproximadamente o tamanho de uma caixa de fósforos. Máquinas calculadoras construídas com relés eram muito grandes, pois para construí-las eram necessários centenas de relés. Os relés tinham aproximadamente o tamanho de uma caixa de fósforos.

Modelos de relés

As calculadoras elétricas, construídas com relés, eram muito melhores que as mecânicas. Eram mais rápidas e mais difíceis de apresentar defeitos. É verdade, essa estória de "erro do computador" já existia na época. As calculadoras mecânicas apresentavam muitos defeitos, da mesma forma como

Introdução à Informática Pág.: 4 ocorre com qualquer máquina mecânica. As calculadoras a relé também apresentavam defeitos, mas eram muito mais raros. Resumindo, as calculadoras existentes até mais ou menos 1930 podiam ser de dois tipos:

Mecânicas: Lentas, apresentavam muitos defeitos. Elétricas: Um pouco mais rápidas, e apresentavam defeitos, mas menos que as mecânicas.

Já nos anos 30 existiam as válvulas eletrônicas, muito usadas em rádios. Um daqueles antigos rádios possuíam mais ou menos uma dúzia de válvulas eletrônicas. As válvulas funcionavam como relés mais sofisticados. Eram muito mais rápidas que os relés, mas tinham o inconveniente de durarem pouco tempo. Após cerca de 1000 horas de uso, as válvulas "queimavam", assim como ocorre com as lâmpadas. Era então necessário trocar a válvula queimada.

Válvula

Em 1946 foi inventado o primeiro computador eletrônico de grande porte, o ENIAC(Eletronic Numerical Integrator and Computer), pertencente à chamada 1ª geração de computadores.

Construído na Universidade da Pensilvânia, apresentava aproximadamente 18.0 válvulas e ocupava o espaço de uma sala. O objetivo do Eniac era ajudar o exército americano durante a 2ª guerra mundial. Apesar de não poder armazenar programas ou guardar mais que 20 dezenas de números digitais, o Eniac podia realizar aproximadamente 5.0 somas por segundo, ou seja, podia calcular a trajetória ou ângulo de uma bomba em 20 segundos.

O peso aproximado do Eniac era de 30 toneladas. Com o revolucionário invento do Eniac, estava claro para muitas pessoas que trabalhavam no desenvolvimento do Eniac, que havia meio para melhorar a performance desse computador.

Devido a pouca confiança nos resultados e constante queima de válvulas cada cálculo era efetuado por três circuitos diferentes e os resultados comparados, caso dois deles coincidissem esse era considerado o resultado certo.

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Ainda nessa época, os computadores eram chamados de "calculadoras". Um dos famosos computadores da época era chamado de ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Calculator). A partir de 1951, começou a surgir empresas especializadas no comercio de computadores como a UNIVAC nos Estados Unidos e a Ferranti Mark I na Inglaterra.

A UNIVAC lançou um computador com o mesmo nome da empresa (UNIVAC), que processava cada dígito com mais precisão. Ele possuía uma freqüência de clock de 2.25 Mhz e podia calcular números de dez dígitos com uma velocidade de 100.0 cálculos por segundo. O UNIVAC podia gravar em sua fita magnética, dados com a velocidade de 40.0 dígitos binários por segundo (bits).

Os computadores eram verdadeiros monstros eletrônicos que ocupavam muito espaço e consumiam muita energia.

Com o rápido desenvolvimento dos transistores entre 1952 e 1960, os tubos de vácuo tornaramse obsoletos e foi este avanço tecnológico que permitiu a criação de máquinas muito mais rápidas, pequenas e mais baratas.

Com o tempo, os transistores passaram a ser a base da eletrônica, ou seja, a construção de circuitos cada vez menores, que pudessem ser mais leves e que consumissem menos energia, por terem menos superfície para a dissipação de energia por calor. Esta miniaturização permitiu que se tivesse a mesma capacidade de cálculo de um ENIAC na palma de uma mão. A diminuição do tamanho fez também diminuir a quantidade de energia necessária e o custo caiu com a produção em série dos novos processadores.

Transistores

Estes computadores, que pertencem à chamada 2ª geração de computadores, eram muito menores, consumiam menos correntes elétricas e duravam muitos anos. Com essa nova tecnologia, tornou-se possível a construção de computadores de menor tamanho, mais rápidos, confiáveis e mais baratos. Já no final dos anos 50, todos os computadores já eram construídos com transistores. Também passaram a serem fabricados em série. Cada computador não era mais um "filho único", e sim, fazia parte de uma série de máquinas iguais. Esses computadores ainda custavam milhões de dólares, mas passaram a ser usados em aplicações não militares: Aplicações comerciais em grandes empresas.

Controle de processos industriais A indústria de computadores começou a crescer, dando origem ao desenvolvimento dos grandes gigantes da informática mundial, como a IBM.

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Realmente os transistores causaram um grande impacto em todos os aparelhos eletrônicos, como rádios, TVs, vitrolas e tudo o mais que antes utilizava válvulas. Mas foi nos computadores que esses pequenos componentes tiveram a maior repercussão. Isso não é muito difícil de entender. Uma TV ou um rádio transistorizados não eram tão pequenos em comparação com os modelos a válvula. Mas no caso dos computadores, essa miniaturização era muito mais acentuada, já que os computadores a válvula eram verdadeiros gigantes. Computadores que ocupavam um salão inteiro podiam ser construídos a transistor e ficavam do tamanho de uma estante. Computadores a válvula que ocupavam um prédio inteiro, podiam ser construídos com transistor, e passavam a ocupar apenas um andar.

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