Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informático (computador)

Evolução histórica

Muitas foram as invenções até ao computador dos dias de hoje. São elas:

• Ábaco - Constituiu o 1º dispositivo manual de cálculo que servia para representar números no sistema decimal e realizar operações com eles.

• Estrutura de Napier

• Máquina Aritmética - Em 1623, Wilhelm Schickard construiu uma calculadora mecânica. Em 1642 o filósofo e matemático francês Blaide Pascal inventou a 1ª máquina automática de calcular. Simulava o funcionamento do ábaco, realizando, apenas somas e subtracções. Inicialmente, chamou-se PASCALINA mas terminou por receber o nome de Máquina Aritmética.

• Régua de Cálculo - Patridge em 1650
  

  

• Máquina Artimética de Morland - Samuel Morland em 1666 inventou outra máquina Aritmética

• Máquina Pascal - O matemático alemão Gottfried Wilhelm Von Leibnitz em 1672 aprefeiçoou a máquina de Pascal.

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• Tear Matemático  - Em 1801, Josepeh Marie Jackuard construiu um tear automático que aceitava entrada de dados através de cartões perfurados para controlar a confecção.

• Máquina das Diferenças - Em 1822, Charles Bobbage

• Máquina Analítica

• Máquina Recenseamento - Em 1885, Herman Hellerith

• Modelo Von Newmann  - Em 1944, desenvolveu a ideia de um programa interno.

• Computador Automático Universal - Em 1951, Mauchly constrói o 1º computador, UNIVAC-1, a ser posto à venda.

Os protótipos:
   Na informática, protótipo é um sistema (pode ser um site web ou um software) sem as funcionalidades inteligentes, apenas com as funcionalidades gráficas e algumas funcionalidades básicas para o funcionamento do próprio protótipo. É utilizado geralmente para aprovação de quem vai solicitar o sistema.

As gerações:

As Diversas Gerações de Computadores:

• Primeira Geração (1937 a 1953) - valvulas a vácuo
• Segunda Geração (1954 a 1962)  - transistores e diodos semicondutores
• Terceira Geração (1963 a 1972) - circuitos integrados em pequena escala (SSI)
• Quarta Geração (1972 a 1984)  - circuitos integrados  LSI e VLSI
• Quinta Geração (1984 a 1990) - processamento paralelo e  redes
• Sexta Geração (1990)

Hardware e software:

•  O hardware é a parte física do computador, ou seja, é o conjunto de componentes eletrónicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de barramentos.
•   O software é a parte lógica, ou seja, o conjunto de instruções e dados processado pelos circuitos eletrônicos do hardware.

Estrutura básica de um sistema informático - Modelo de Von Neumann:

A CPU- Unidade Cental de Processamento:


     CPU ou UCP (Unidade Central de Processamento), também chamada de processador ou microprocessador, é o "cérebro" do computador.
     É no processador que são feitos os cálculos lógicos e aritméticos e o controlo de toda a máquina. Pode-se mesmo afirmar que o computador é a CPU, o resto são periféricos.

     A CPU é um circuito integrado (chip) de vital importância para o computador. Dentro do processador existem milhões de transístores.

Memórias:

Permitem guardar/ armazenar:

 - Dados que vão ser processados:
 - Dados intermédios;
 - Resultados finais;
 - Programas que estão a ser executados.

Existe dois tipos de memória:

1. Memória principal/ primária.
2. Memória Secundária

 Memória primária

RAM(Random Access Memory):

*Guarda temporariamente várias informações do sistema:

- Instruções

- Dados

- Resultados

* O seu tamanho condiciona o número de programas que podem ser executados ao mesmo tempo.

ROM(Read Only Memory):

* Guarda programas e informações responsáveis pelo funcionamento interno do computador:

* Características: - Apenas pode ser lida;
                         -  Não é volátil.

Memória secundária:

* Guardam programas e informações com carácter permanente:

- Disco Rígidos

- Disquetes

- Disco sólidos
- Discos ópticos

- Bandas magnéticas

A placa principal( motherboard):

    Placa-mãe, também denominada mainboard ou motherboard, é uma placa de circuito impresso, que serve como base para a instalação dos demais componentes de um computador, como o processador, memória RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os slots do barramento e o chipset.

O barramento (bus):

          

 Existem três tipos (relativamente ao tipo de dados que neles circula) de barramentos no interior do computador e que são:

* Barramento de dados - São os condutores por onde circulam os dados que o processador vai buscar à memória RAM ou aos dispositivos de I/O.

* Barramento de endereços - O acesso aos dados que a CPU necessita é feito pelo envio dos endereços das posições de memória ou de dispositivos de I/O onde eles se encontram. Esses endereços circulam neste barramento.

* Barramento de controlo - Existem sinais eléctricos que controlam os dispositivos electrónicos para que o sistema possa ler/escrever os dados. Esses sinais viajam neste barramento.

Dispositivos de entrada e saída de dados:

      O que todos os dispositivos de entrada têm em comum é que eles codificam a informação que entra em dados que possam ser processados pelo sistema digital do computador. Já os dispositivos de saída descodificam os dados em informação que pode ser entendida pelo usuário.

    Os principais dispositivos de entrada de informações são: teclado, mouse, drive de CD / DVD-ROM, pen drive, scanner, microfone, joystick, câmera filmadora, câmera digital, tela sensível ao toque, mesa gráfica e caneta ótica.

    Os principais dispositivos de saída de informações são: monitor de vídeo, drive de CD-ROM, caixa de som, impressora, sensores (movimento, temperatura etc) e óculos (para realidade virtual).

    Os principais dispositivos tanto de entrada como de saída de informações são:

 - modem;

 - drive de disquete;

 - gravador de CD / DVD;

 - disco rígido.