quinta-feira, 27 de novembro de 2008
terça-feira, 25 de novembro de 2008
O Computador
Sociedade Tecnologia e Ciência
Núcleo gerador: Tecnologias da Informação e Comunicação
Dr2- Contexto profissional. Perspectivar a interacção entre a evolução tecnológica e as mudanças nos contextos e qualificações profissionais.
Tema: O Computador
1-
a) Informática
Conjunto de conhecimentos e técnicas ligadas ao tratamento racional e automático de informação (armazenamento, análise, organização e transmissão), o qual se encontra associado à utilização de computadores e respectivos programa.
b) Computador
Aparelho concebido para desempenhar cálculos e operações lógicas com facilidade, rapidez e fiabilidade, segundo instruções (programas) nele introduzidas, constituído, de um modo geral, por unidade (s) de introdução (input), unidade de processamento central (C.P.U. ), unidade de armazenamento principal permanente, memória temporária e unidade (s) de saída (output);- Pessoal: tipo de computador concebido para ser usado por um utilizador de cada vez, baseado num microprocessador (pequeno circuito integrado) que desempenha as funções de unidade de processamento central; microcomputador.
2-
A História e Evolução do Computador
XVII - O francês Blaise Pascal projecta uma calculadora que soma e subtrai e o alemão Gottfried Wilhelm Leibniz incorpora operações de multiplicar e dividir à máquina
XVIII - O francês Joseph Marie Jacquard constrói um tear automatizado: cartões perfurados
Controlam o movimento da máquina.
1834 - O inglês Charles Babbage projecta a máquina analítica capaz de armazenar informações.
1847 - O inglês George Boole estabelece a lógica binária para armazenar informações.
1890 - O norte-americano Hermann Hollerith constrói o primeiro computador mecânico.
1924 - Nasce a Internacional Business Machines Corporation (IBM), nos Estados Unidos.
1938 - O alemão Konrad Zuse faz o primeiro computador eléctrico usando a teoria binária.
1943 - O inglês Alan Turing constrói a primeira geração de computadores modernos, que utilizam válvulas.
1944 - O norte-americano Howard Aiken termina o Mark I, o primeiro computador electromecânico.
1946 - O Eletronic Numerical Integrator and Computer (Eniac), primeiro computador electrónico, é criado nos EUA.
1947 - Criação do transístor, substituto da válvula, que permite máquinas mais rápidas.
1957 - Primeiros modelos de computadores com transístores chegam ao mercado.
1958 - Criação do chip, circuito integrado que permite a miniaturização dos equipamentos electrónicos.
1969 - Criação da Arpanet, rede de informações do Departamento de Defesa norte-americano interligando universidades e empresas, que dará origem à Internet.
1974 - A Intel projecta o microprocessador 8080, que origina os microcomputadores.
1975 - Os norte-americanos Bill Gates e Paul Alen fundam a Microsoft.
1976 - Lançamento da Apple I, primeiro microcomputador comercial, inventado por Steves Jobs
e por Steves Woznick.
1981 - A IBM o lança seu microcomputador - o PC - com o sistema operacional MS-DOS, elaborado pela Microsoft.
1983 - A IBM lança o PC-XT, com disco rígido.
1984 - A National Science Foundation, nos Estados Unidos, cria a Internet, rede mundial de computadores que conecta governos, universidades e companhias.
1984 -- A Apple lança o Macintosh, primeiro computador a utilizar ícones e rato.
1985 - A Microsoft lança o Windows para o PC, que só obtém sucesso com a versão 3.0 (1990).
1993 - A Intel lança o Pentium.
1998 - A Intel lança o Pentium II.
1999 - A Intel lança o Pentium I
Nos dias de hoje, quando se ouve falar num processadores de 1 GHz até nos dá sono, de tão comuns que eles já se tornaram. Pouca gente já ouviu falar no 8088, que foi o processador usado no PC XT, a quase 20 anos atrás, e muito menos no INATEL 4004, o primeiro microprocessador, lançado em 71.
Na época dos nossos bisavôs os computadores já existiam, apesar de extremamente rudimentares. Eram os computadores mecânicos, que realizavam cálculos através de um sistema de engrenagens, accionado por uma manivela ou outro sistema mecânico qualquer. Este tipo de sistema, comum na forma de caixas registadoras era bastante utilizado naquela época.
No final do século XIX surgiu o relê, um dispositivo electromecânico, formado por um magneto móvel, que se desloca unindo dois contactos metálicos. O Relê foi muito usado no sistema telefónico, aliás algumas centrais analógicas ainda utilizam estes dispositivos até hoje. Os relês podem ser considerados uma espécie de antepassados dos transístores. Suas limitações eram o fato de serem relativamente caros, grandes demais e ao mesmo tempo muito lentos: um relê demora mais de um milésimo de segundo para fechar um circuito, mais de dez milhões de vezes mais lento que um transístor actual.
Também no final do século XIX, surgiram as primeiras válvulas. As válvulas foram usadas para criar os primeiros computadores electrónicos, na década de 40.
As válvulas têm seu funcionamento baseado no fluxo de electrões no vácuo. Tudo começou numa certa tarde quando Thomas Edison, inventor da lâmpada eléctrica estava brincando com a sua invenção. Ele percebeu que ao ligar a lâmpada ao pólo positivo de uma bateria e uma placa metálica ao pólo negativo, era possível medir uma certa corrente fluindo do filamento da lâmpada à chapa metálica, mesmo que os dois estivessem isolados. Havia sido descoberto o efeito termiónico, o princípio de funcionamento das válvulas.
As válvulas já eram bem mais rápidas que os relês, atingiam frequências de alguns Megahertz, o problema é que aqueciam muito, consumiam muita electricidade e queimavam-se facilmente. Construir um computador, que usava milhares de válvulas e era extremamente complicado, e muito caro.
Apesar de tudo isso, os primeiros computadores começaram a surgir durante a década de 40, naturalmente com propósitos militares. Os principais usos eram a codificação e descodificação de mensagens e cálculos de artilharia.
Sem dúvida, o computador mais famoso daquela época foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), construído em 1945. O ENIAC era composto por nada menos do que 17,468 válvulas, ocupando um galpão imenso. Porém, apesar do tamanho, o poder de processamento do ENIAC é ridículo para os padrões actuais, suficiente para processar apenas 5.000 adições, 357 multiplicações e 38 divisões por segundo, bem menos até do que uma calculadora de bolso actual, das mais simples.
A ideia era construir um computador para realizar vários tipos de cálculos de artilharia para ajudar as tropas aliadas durante a segunda Guerra mundial. Porém, o ENIAC acabou sendo terminado exactos 3 meses depois do final da Guerra e acabou sendo usado durante a guerra fria, contribuindo por exemplo no projecto da bomba de Hidrogénio.
Se você acha que programar em C ou em Assembly é complicado, imagine como era a vida dos programadores daquela época. A programação do ENIAC era feita através de 6.000 chaves manuais. A cada novo cálculo, era preciso reprogramar várias destas chaves. Isso sem falar no resultado, que era dado de forma binária através de um conjunto de luzes. Não é à toa que a maior parte dos programadores da época eram mulheres, só mesmo elas para ter a paciência necessária para programar e reprogramar esse emaranhado de chaves várias vezes ao dia.
Abaixo está a foto de uma válvula muito usada na década de 40:
Vendo essa foto é fácil imaginar por que as válvulas eram tão problemáticas e caras: elas eram simplesmente complexas demais.
Mesmo assim, na época a maior parte da indústria continuou trabalhando no aperfeiçoamento das válvulas, obtendo modelos menores e mais confiáveis. Porém, vários pesquisadores, começaram a procurar alternativas menos problemáticas.
Várias destas pesquisas tinha como objectivo a pesquisa de novos materiais, tanto condutores, quanto isolantes. Os pesquisadores começaram então a descobrir que alguns materiais não se enquadravam nem em um grupo nem no outro, pois de acordo com a circunstância, podiam aturar tanto quando isolantes quanto como condutores, formando uma espécie de grupo intermediário que foi logo apelidado de grupo dos semicondutores.
Haviam encontrado a chave para desenvolver o transístor. O primeiro projecto surgiu em 16 de Dezembro de 47, onde era usado um pequeno bloco de germânio (que na época era junto com o silício o semicondutor mais pesquisado) e três filamentos de ouro. Um filamento era o pólo positivo, o outro o pólo negativo, enquanto o terceiro tinha a função de controlo. Tendo apenas uma carga eléctrica no pólo positivo, nada acontecia, o germânio actuava como um isolante, bloqueando a corrente. Porém, quando uma certa tensão eléctrica era aplicada usando o filamento de controlo, um fenómeno acontecia e a carga eléctrica passava a fluir para o pólo negativo. Haviam criado um dispositivo que substituía a válvula, sem possuir partes móveis, gastando uma fracção da electricidade gasta por uma e, ao mesmo tempo, muito mais rápido.
O primeiro projecto de transístor
Este primeiro transístor era relativamente grande, mas não demorou muito para que este modelo inicial fosse aperfeiçoado. Durante a década de 50, o transístor foi gradualmente dominando a indústria, substituindo rapidamente as problemáticas válvulas. Os modelos foram diminuindo de tamanho, caindo de preço e tornando-se mais rápidos. Alguns transístores da época podiam operar a até 100 MHz. Claro que esta era a frequência que podia ser alcançada por um transístor sozinho, nos computadores da época, a frequência de operação era muito menor, já que em cada ciclo de processamento o sinal precisa passar por vários transístores.
Mas, o grande salto foi a substituição do germânio pelo silício. Isto permitiu actualizar ainda mais os transístores e baixar seu custo de produção. Os primeiros transístores de junção comerciais foram produzidos partir de 1960 pela Crystalonics.
A ideia do uso do silício para construir transístores é que adicionando certas substâncias em pequenas quantidades é possível alterar as propriedades eléctricas do silício. As primeiras experiências usavam fósforo e boro, que transformavam o silício em condutor por cargas negativas ou condutor por cargas positivas, dependendo de qual dos dois materiais fosse usado. Estas substâncias adicionadas ao silício são chamadas de impurezas, e o silício “contaminado” por elas é chamado de silício dopado.
O funcionamento e um transístor é bastante simples, quase elementar. É como naquele velho ditado “as melhores invenções são as mais simples”. As válvulas eram muito mais complexas que os transístores e mesmo assim foram rapidamente substituídas por eles.
Um transístor é composto basicamente de três filamentos, chamados de base, emissor e colector. O emissor é o pólo positivo, o colector o pólo negativo, enquanto a base é quem controla o estado do transístor, que como vimos, pode estar ligado ou desligado. Veja como estes três componentes são agrupados num transístor moderno:
Quando o transístor está desligado, não existe carga eléctrica na base, por isso, não existe corrente eléctrica entre o emissor e o colector. Quanto é aplicada uma certa tensão na base, o circuito é fechado e é estabelecida a corrente entre o emissor e o receptor.
Outro grande salto veio quando os fabricantes deram-se conta que era possível construir vários transístores sobre o mesmo waffer de silício. Havia surgido então o circuito integrado, vários transístores dentro do mesmo encapsulamento. Não demorou muito para surgirem os primeiros micro chips.
3-
Informação digital vs informação de dados
A informação digital pode ser guardada nas memórias do computador sob a forma de bits e bytes. A informação de dados é a mensagem que se obtém quando se processam ou organizam os dados. A informação digital é a transformação da informação de dados através de uma combinação de dígitos (zeros e uns), combinação binária.
4- Unidades de armazenamento
1 Byte = 8 bits
1 Kilobyte (ou KB) = 1024 bytes
1 Megabyte (ou MB) = 1024 kilobytes
1 Gigabyte (ou GB) = 1024 megabytes
1 Terabyte (ou TB) = 1024 gigabytes
1 Petabyte (ou PB) = 1024 terabytes
1 Exabyte (ou EB) = 1024 petabytes
1 Zettabyte (ou ZB) = 1024 exabytes
1 Yottabyte (ou YB) = 1024 zettabytes
Bit – é a unidade menor unidade de informação guardada num computador. É representado por dois dígitos: 0 ou 1.
Byte – é um conjunto de oito bits. Cada carácter (letra ou símbolo do teclado) ocupa um byte quando é guardado em memória. A letra B, por exemplo, é representada por 01000010.
5-
Hardware vs software
Um sistema informático é constituído pelo hardware e pelo software.
Hardware é a parte física do computador. Representa todo o equipamento informático, ou seja, o processador (CPU), dispositivos de entrada e de saída, monitor, memórias, entre outros.
Software é a parte lógica, ou seja, os programas e comandos do computador. É o software que permite o funcionamento do hardware. Exemplos: programas de processamento de texto (Word, Excel), jogos enciclopédias digitais.
6-
Tipos de memória
A memória é um suporte com capacidade para armazenar qualquer tipo de informação (dados e programas). As memórias podem ser de dois tipos primários e as secundárias. As memórias primárias são indispensáveis ao funcionamento do sistema informático.
Exemplos de memórias primárias: RAM, ROM, CACHE.
Memória ROM
ROM é a sigla para Read Only Memory (memória somente de leitura). Já pelo nome, é possível perceber que esse tipo de memória só permite leitura, ou seja, suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas, só é permitido o acesso a estas. Em outras palavras, são memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente. Existem três tipos básicos de memória ROM: PROM, EPROM e EAROM.
Memória RAM
RAM é a sigla para Random Access Memory (memória de acesso aleatório). Este tipo de memória permite tanto a leitura como a gravação e regravação de dados. No entanto, assim que elas deixam de ser alimentadas electricamente, ou seja, quando o usuário desliga o computador, a memória RAM perde todos os seus dados. Existem 2 tipos de memória RAM: estáticas e dinâmicas e as veremos a seguir:
- DRAM (Dynamic Random Access Memory): são as memórias do tipo dinâmico e geralmente são armazenadas em cápsulas CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondutor). Memória desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso à memórias estáticas. As memórias do tipo DRAM costumam ter preços bem menores que as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque sua estruturação é menos complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples, porém viável; SRAM (Static Random Access Memory): são memórias do tipo estático. São muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados e possuem preço elevado se compararmos o custo por MB. As memórias SRAM costumam ser usadas em chips de cache.
Memória Cache
A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar “esperando” os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. O cache primário é embutido no próprio processador e é rápido o bastante para acompanhá-lo em velocidade. Sempre que um novo processador é desenvolvido, é preciso desenvolver também um tipo mais rápido de memória cache para acompanhá-lo. Como este tipo de memória é extremamente caro (chega a ser algumas centenas de vezes mais cara que a memória RAM convencional) usamos apenas uma pequena quantidade dela.
As memórias podem ainda ser secundárias, tais como os dispositivos de armazenamento.
7-
DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO
Dispositivo de armazenamento é um dispositivo capaz de gravar informação. Gravação que pode ser feita virtualmente usando qualquer forma de energia. Um mecanismo de armazenamento de dados pode gravar ou armazenar e obter informações. Tipos de equipamentos de armazenamento de dados:
Ø Por meios ópticos (CD, DVD)
Ø Por meios magnéticos (hds, disquetes)
Ø Por meio de circuitos integrados de memória – chip – exemplos: cartão de memória, pen drive e memória RAM (cujo armazenamento é temporário).
8-
Sistemas operativos:
POSIX / UNIX-like
Microsoft Windows
Apple / Macintosh
Atari ST
Be-like
DOS
8 IBM
Digital Equipment Corporation (DEC) / Compaq
Um sistema operativo pode ser visto como um programa de grande complexidade que é responsável por todo o funcionamento de uma máquina desde o software a todo hardware instalado na máquina. Todos os processos de um computador estão por de trás de uma programação complexa que comanda todas a funções que um utilizador impõe à máquina. Existem vários sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados no dia-a-dia, normalmente utilizados em computadores domésticos, são o Windows, Linux, OS/2 e Mac OS X.
Um computador com o sistema operativo instalado poderá não dar acesso a todo o seu conteúdo dependendo do utilizador. Com um sistema operativo, podemos estabelecer permissões a vários utilizadores que trabalham com este. Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operativo, as contas de Administrador e as contas limitadas. A conta Administrador é uma conta que oferece todo o acesso à máquina, desde a gestão de pastas, ficheiros e software de trabalho ou entretenimento ao controlo de todo o seu Hardware instalado. A conta Limitada é uma conta que não tem permissões para aceder a algumas pastas ou instalar software que seja instalado na raiz do sistema ou então que tenha ligação com algum Hardware que altere o seu funcionamento normal ou personalizado pelo Administrador. Para que este tipo de conta possa ter acesso a outros conteúdos do disco ou de software, o administrador poderá personalizar a conta oferecendo permissões a algumas funções do sistema como também poderá retirar acessos a certas áreas do sistema. O sistema operativo funciona com a iniciação de processos que este irá precisar para funcionar correctamente. Esses processos poderão ser ficheiros que necessitam de ser frequentemente actualizados, ou ficheiros que processam dados úteis para o sistema. Poderemos ter acesso a vários processos do sistema operativo a partir do gestor de tarefas, onde se encontram todos os processos que estão em funcionamento desde o arranque do sistema operativo até a sua utilização actual. Pode-se também visualizar a utilização da memória por cada processo, no caso de o sistema operativo começar a mostrar erros ou falhas de acesso a programas tornando-se lento, pode-se verificar no gestor de tarefas qual dos processos estará bloqueado ou com elevado número de processamento que está a afectar o funcionamento normal da memória.
Um sistema operacional possui as seguintes funções:
Gerir processos;
Gerir memória;
Sistema de arquivos;
Entrada e saída de dados;
Enviar mensagens informativas ao utilizador.
9-
Equipamentos periféricos
Periféricos são aparelhos ou placas que enviam ou recebem informações do computador.
Em informática, o termo periférico aplica-se a qualquer equipamento acessório que seja ligado à CPU (unidade central de processamento), ou num sentido mais amplo, o computador. São exemplos de periféricos as impressoras, o Digitalizador, leitores e ou gravadores de CDS e DVD, leitores de cartões e disquetes, rato, teclado, Câmara de vídeo, entre outros.
Desde que pela primeira vez ouviu-se falar em máquinas de calcular até os dias actuais com os nossos computadores que o desenvolvimento e o aperfeiçoamento dos acessórios ligados ao computador têm evoluído cada vez mais.
Cada periférico tem a sua função definida e executa ao enviar tarefas ao computador, de acordo com essa função. Entre muitos periféricos existentes podemos citar teclado (envia ao computador informações digitadas pelo operador), rato (permite o envio de informação através da pressão de botões). Impressora (recebe informação do computador e imprime essa informação no papel), placa de som (recebe informações eléctricas vindas do processador e envia às colunas), sistemas sensíveis ao toque, calor, luz, modem, óculos de simulação, controladores de jogos (joystick), colunas, entre outros.
Existem quatro tipos de periféricos: - Os periféricos de entrada
Enviam informação para o computador (teclado, mouse, joystick, digitalizador);
- Os periféricos de saída
Transmitem informação do computador para o utilizador (monitor, impressora, caixas de som);
- Os periféricos de entrada e saída
Enviam/recebem informação para/do computador (monitor touchscreen, CD's, DVD's, modens). Muitos destes periféricos dependem de uma placa específica: no caso das caixas de som, a placa de som.
- Os periféricos de armazenamento
Armazenam informações para/do computador (Pen Drives, HD, Flash Cards, entre outros).
Núcleo gerador: Tecnologias da Informação e Comunicação
Dr2- Contexto profissional. Perspectivar a interacção entre a evolução tecnológica e as mudanças nos contextos e qualificações profissionais.
Tema: O Computador
1-
a) Informática
Conjunto de conhecimentos e técnicas ligadas ao tratamento racional e automático de informação (armazenamento, análise, organização e transmissão), o qual se encontra associado à utilização de computadores e respectivos programa.
b) Computador
Aparelho concebido para desempenhar cálculos e operações lógicas com facilidade, rapidez e fiabilidade, segundo instruções (programas) nele introduzidas, constituído, de um modo geral, por unidade (s) de introdução (input), unidade de processamento central (C.P.U. ), unidade de armazenamento principal permanente, memória temporária e unidade (s) de saída (output);- Pessoal: tipo de computador concebido para ser usado por um utilizador de cada vez, baseado num microprocessador (pequeno circuito integrado) que desempenha as funções de unidade de processamento central; microcomputador.
2-
A História e Evolução do Computador
XVII - O francês Blaise Pascal projecta uma calculadora que soma e subtrai e o alemão Gottfried Wilhelm Leibniz incorpora operações de multiplicar e dividir à máquina
XVIII - O francês Joseph Marie Jacquard constrói um tear automatizado: cartões perfurados
Controlam o movimento da máquina.
1834 - O inglês Charles Babbage projecta a máquina analítica capaz de armazenar informações.
1847 - O inglês George Boole estabelece a lógica binária para armazenar informações.
1890 - O norte-americano Hermann Hollerith constrói o primeiro computador mecânico.
1924 - Nasce a Internacional Business Machines Corporation (IBM), nos Estados Unidos.
1938 - O alemão Konrad Zuse faz o primeiro computador eléctrico usando a teoria binária.
1943 - O inglês Alan Turing constrói a primeira geração de computadores modernos, que utilizam válvulas.
1944 - O norte-americano Howard Aiken termina o Mark I, o primeiro computador electromecânico.
1946 - O Eletronic Numerical Integrator and Computer (Eniac), primeiro computador electrónico, é criado nos EUA.
1947 - Criação do transístor, substituto da válvula, que permite máquinas mais rápidas.
1957 - Primeiros modelos de computadores com transístores chegam ao mercado.
1958 - Criação do chip, circuito integrado que permite a miniaturização dos equipamentos electrónicos.
1969 - Criação da Arpanet, rede de informações do Departamento de Defesa norte-americano interligando universidades e empresas, que dará origem à Internet.
1974 - A Intel projecta o microprocessador 8080, que origina os microcomputadores.
1975 - Os norte-americanos Bill Gates e Paul Alen fundam a Microsoft.
1976 - Lançamento da Apple I, primeiro microcomputador comercial, inventado por Steves Jobs
e por Steves Woznick.
1981 - A IBM o lança seu microcomputador - o PC - com o sistema operacional MS-DOS, elaborado pela Microsoft.
1983 - A IBM lança o PC-XT, com disco rígido.
1984 - A National Science Foundation, nos Estados Unidos, cria a Internet, rede mundial de computadores que conecta governos, universidades e companhias.
1984 -- A Apple lança o Macintosh, primeiro computador a utilizar ícones e rato.
1985 - A Microsoft lança o Windows para o PC, que só obtém sucesso com a versão 3.0 (1990).
1993 - A Intel lança o Pentium.
1998 - A Intel lança o Pentium II.
1999 - A Intel lança o Pentium I
Nos dias de hoje, quando se ouve falar num processadores de 1 GHz até nos dá sono, de tão comuns que eles já se tornaram. Pouca gente já ouviu falar no 8088, que foi o processador usado no PC XT, a quase 20 anos atrás, e muito menos no INATEL 4004, o primeiro microprocessador, lançado em 71.
Na época dos nossos bisavôs os computadores já existiam, apesar de extremamente rudimentares. Eram os computadores mecânicos, que realizavam cálculos através de um sistema de engrenagens, accionado por uma manivela ou outro sistema mecânico qualquer. Este tipo de sistema, comum na forma de caixas registadoras era bastante utilizado naquela época.
No final do século XIX surgiu o relê, um dispositivo electromecânico, formado por um magneto móvel, que se desloca unindo dois contactos metálicos. O Relê foi muito usado no sistema telefónico, aliás algumas centrais analógicas ainda utilizam estes dispositivos até hoje. Os relês podem ser considerados uma espécie de antepassados dos transístores. Suas limitações eram o fato de serem relativamente caros, grandes demais e ao mesmo tempo muito lentos: um relê demora mais de um milésimo de segundo para fechar um circuito, mais de dez milhões de vezes mais lento que um transístor actual.
Também no final do século XIX, surgiram as primeiras válvulas. As válvulas foram usadas para criar os primeiros computadores electrónicos, na década de 40.
As válvulas têm seu funcionamento baseado no fluxo de electrões no vácuo. Tudo começou numa certa tarde quando Thomas Edison, inventor da lâmpada eléctrica estava brincando com a sua invenção. Ele percebeu que ao ligar a lâmpada ao pólo positivo de uma bateria e uma placa metálica ao pólo negativo, era possível medir uma certa corrente fluindo do filamento da lâmpada à chapa metálica, mesmo que os dois estivessem isolados. Havia sido descoberto o efeito termiónico, o princípio de funcionamento das válvulas.
As válvulas já eram bem mais rápidas que os relês, atingiam frequências de alguns Megahertz, o problema é que aqueciam muito, consumiam muita electricidade e queimavam-se facilmente. Construir um computador, que usava milhares de válvulas e era extremamente complicado, e muito caro.
Apesar de tudo isso, os primeiros computadores começaram a surgir durante a década de 40, naturalmente com propósitos militares. Os principais usos eram a codificação e descodificação de mensagens e cálculos de artilharia.
Sem dúvida, o computador mais famoso daquela época foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), construído em 1945. O ENIAC era composto por nada menos do que 17,468 válvulas, ocupando um galpão imenso. Porém, apesar do tamanho, o poder de processamento do ENIAC é ridículo para os padrões actuais, suficiente para processar apenas 5.000 adições, 357 multiplicações e 38 divisões por segundo, bem menos até do que uma calculadora de bolso actual, das mais simples.
A ideia era construir um computador para realizar vários tipos de cálculos de artilharia para ajudar as tropas aliadas durante a segunda Guerra mundial. Porém, o ENIAC acabou sendo terminado exactos 3 meses depois do final da Guerra e acabou sendo usado durante a guerra fria, contribuindo por exemplo no projecto da bomba de Hidrogénio.
Se você acha que programar em C ou em Assembly é complicado, imagine como era a vida dos programadores daquela época. A programação do ENIAC era feita através de 6.000 chaves manuais. A cada novo cálculo, era preciso reprogramar várias destas chaves. Isso sem falar no resultado, que era dado de forma binária através de um conjunto de luzes. Não é à toa que a maior parte dos programadores da época eram mulheres, só mesmo elas para ter a paciência necessária para programar e reprogramar esse emaranhado de chaves várias vezes ao dia.
Abaixo está a foto de uma válvula muito usada na década de 40:
Vendo essa foto é fácil imaginar por que as válvulas eram tão problemáticas e caras: elas eram simplesmente complexas demais.
Mesmo assim, na época a maior parte da indústria continuou trabalhando no aperfeiçoamento das válvulas, obtendo modelos menores e mais confiáveis. Porém, vários pesquisadores, começaram a procurar alternativas menos problemáticas.
Várias destas pesquisas tinha como objectivo a pesquisa de novos materiais, tanto condutores, quanto isolantes. Os pesquisadores começaram então a descobrir que alguns materiais não se enquadravam nem em um grupo nem no outro, pois de acordo com a circunstância, podiam aturar tanto quando isolantes quanto como condutores, formando uma espécie de grupo intermediário que foi logo apelidado de grupo dos semicondutores.
Haviam encontrado a chave para desenvolver o transístor. O primeiro projecto surgiu em 16 de Dezembro de 47, onde era usado um pequeno bloco de germânio (que na época era junto com o silício o semicondutor mais pesquisado) e três filamentos de ouro. Um filamento era o pólo positivo, o outro o pólo negativo, enquanto o terceiro tinha a função de controlo. Tendo apenas uma carga eléctrica no pólo positivo, nada acontecia, o germânio actuava como um isolante, bloqueando a corrente. Porém, quando uma certa tensão eléctrica era aplicada usando o filamento de controlo, um fenómeno acontecia e a carga eléctrica passava a fluir para o pólo negativo. Haviam criado um dispositivo que substituía a válvula, sem possuir partes móveis, gastando uma fracção da electricidade gasta por uma e, ao mesmo tempo, muito mais rápido.
O primeiro projecto de transístor
Este primeiro transístor era relativamente grande, mas não demorou muito para que este modelo inicial fosse aperfeiçoado. Durante a década de 50, o transístor foi gradualmente dominando a indústria, substituindo rapidamente as problemáticas válvulas. Os modelos foram diminuindo de tamanho, caindo de preço e tornando-se mais rápidos. Alguns transístores da época podiam operar a até 100 MHz. Claro que esta era a frequência que podia ser alcançada por um transístor sozinho, nos computadores da época, a frequência de operação era muito menor, já que em cada ciclo de processamento o sinal precisa passar por vários transístores.
Mas, o grande salto foi a substituição do germânio pelo silício. Isto permitiu actualizar ainda mais os transístores e baixar seu custo de produção. Os primeiros transístores de junção comerciais foram produzidos partir de 1960 pela Crystalonics.
A ideia do uso do silício para construir transístores é que adicionando certas substâncias em pequenas quantidades é possível alterar as propriedades eléctricas do silício. As primeiras experiências usavam fósforo e boro, que transformavam o silício em condutor por cargas negativas ou condutor por cargas positivas, dependendo de qual dos dois materiais fosse usado. Estas substâncias adicionadas ao silício são chamadas de impurezas, e o silício “contaminado” por elas é chamado de silício dopado.
O funcionamento e um transístor é bastante simples, quase elementar. É como naquele velho ditado “as melhores invenções são as mais simples”. As válvulas eram muito mais complexas que os transístores e mesmo assim foram rapidamente substituídas por eles.
Um transístor é composto basicamente de três filamentos, chamados de base, emissor e colector. O emissor é o pólo positivo, o colector o pólo negativo, enquanto a base é quem controla o estado do transístor, que como vimos, pode estar ligado ou desligado. Veja como estes três componentes são agrupados num transístor moderno:
Quando o transístor está desligado, não existe carga eléctrica na base, por isso, não existe corrente eléctrica entre o emissor e o colector. Quanto é aplicada uma certa tensão na base, o circuito é fechado e é estabelecida a corrente entre o emissor e o receptor.
Outro grande salto veio quando os fabricantes deram-se conta que era possível construir vários transístores sobre o mesmo waffer de silício. Havia surgido então o circuito integrado, vários transístores dentro do mesmo encapsulamento. Não demorou muito para surgirem os primeiros micro chips.
3-
Informação digital vs informação de dados
A informação digital pode ser guardada nas memórias do computador sob a forma de bits e bytes. A informação de dados é a mensagem que se obtém quando se processam ou organizam os dados. A informação digital é a transformação da informação de dados através de uma combinação de dígitos (zeros e uns), combinação binária.
4- Unidades de armazenamento
1 Byte = 8 bits
1 Kilobyte (ou KB) = 1024 bytes
1 Megabyte (ou MB) = 1024 kilobytes
1 Gigabyte (ou GB) = 1024 megabytes
1 Terabyte (ou TB) = 1024 gigabytes
1 Petabyte (ou PB) = 1024 terabytes
1 Exabyte (ou EB) = 1024 petabytes
1 Zettabyte (ou ZB) = 1024 exabytes
1 Yottabyte (ou YB) = 1024 zettabytes
Bit – é a unidade menor unidade de informação guardada num computador. É representado por dois dígitos: 0 ou 1.
Byte – é um conjunto de oito bits. Cada carácter (letra ou símbolo do teclado) ocupa um byte quando é guardado em memória. A letra B, por exemplo, é representada por 01000010.
5-
Hardware vs software
Um sistema informático é constituído pelo hardware e pelo software.
Hardware é a parte física do computador. Representa todo o equipamento informático, ou seja, o processador (CPU), dispositivos de entrada e de saída, monitor, memórias, entre outros.
Software é a parte lógica, ou seja, os programas e comandos do computador. É o software que permite o funcionamento do hardware. Exemplos: programas de processamento de texto (Word, Excel), jogos enciclopédias digitais.
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Tipos de memória
A memória é um suporte com capacidade para armazenar qualquer tipo de informação (dados e programas). As memórias podem ser de dois tipos primários e as secundárias. As memórias primárias são indispensáveis ao funcionamento do sistema informático.
Exemplos de memórias primárias: RAM, ROM, CACHE.
Memória ROM
ROM é a sigla para Read Only Memory (memória somente de leitura). Já pelo nome, é possível perceber que esse tipo de memória só permite leitura, ou seja, suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas, só é permitido o acesso a estas. Em outras palavras, são memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente. Existem três tipos básicos de memória ROM: PROM, EPROM e EAROM.
Memória RAM
RAM é a sigla para Random Access Memory (memória de acesso aleatório). Este tipo de memória permite tanto a leitura como a gravação e regravação de dados. No entanto, assim que elas deixam de ser alimentadas electricamente, ou seja, quando o usuário desliga o computador, a memória RAM perde todos os seus dados. Existem 2 tipos de memória RAM: estáticas e dinâmicas e as veremos a seguir:
- DRAM (Dynamic Random Access Memory): são as memórias do tipo dinâmico e geralmente são armazenadas em cápsulas CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondutor). Memória desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso à memórias estáticas. As memórias do tipo DRAM costumam ter preços bem menores que as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque sua estruturação é menos complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples, porém viável; SRAM (Static Random Access Memory): são memórias do tipo estático. São muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados e possuem preço elevado se compararmos o custo por MB. As memórias SRAM costumam ser usadas em chips de cache.
Memória Cache
A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar “esperando” os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. O cache primário é embutido no próprio processador e é rápido o bastante para acompanhá-lo em velocidade. Sempre que um novo processador é desenvolvido, é preciso desenvolver também um tipo mais rápido de memória cache para acompanhá-lo. Como este tipo de memória é extremamente caro (chega a ser algumas centenas de vezes mais cara que a memória RAM convencional) usamos apenas uma pequena quantidade dela.
As memórias podem ainda ser secundárias, tais como os dispositivos de armazenamento.
7-
DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO
Dispositivo de armazenamento é um dispositivo capaz de gravar informação. Gravação que pode ser feita virtualmente usando qualquer forma de energia. Um mecanismo de armazenamento de dados pode gravar ou armazenar e obter informações. Tipos de equipamentos de armazenamento de dados:
Ø Por meios ópticos (CD, DVD)
Ø Por meios magnéticos (hds, disquetes)
Ø Por meio de circuitos integrados de memória – chip – exemplos: cartão de memória, pen drive e memória RAM (cujo armazenamento é temporário).
8-
Sistemas operativos:
POSIX / UNIX-like
Microsoft Windows
Apple / Macintosh
Atari ST
Be-like
DOS
8 IBM
Digital Equipment Corporation (DEC) / Compaq
Um sistema operativo pode ser visto como um programa de grande complexidade que é responsável por todo o funcionamento de uma máquina desde o software a todo hardware instalado na máquina. Todos os processos de um computador estão por de trás de uma programação complexa que comanda todas a funções que um utilizador impõe à máquina. Existem vários sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados no dia-a-dia, normalmente utilizados em computadores domésticos, são o Windows, Linux, OS/2 e Mac OS X.
Um computador com o sistema operativo instalado poderá não dar acesso a todo o seu conteúdo dependendo do utilizador. Com um sistema operativo, podemos estabelecer permissões a vários utilizadores que trabalham com este. Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operativo, as contas de Administrador e as contas limitadas. A conta Administrador é uma conta que oferece todo o acesso à máquina, desde a gestão de pastas, ficheiros e software de trabalho ou entretenimento ao controlo de todo o seu Hardware instalado. A conta Limitada é uma conta que não tem permissões para aceder a algumas pastas ou instalar software que seja instalado na raiz do sistema ou então que tenha ligação com algum Hardware que altere o seu funcionamento normal ou personalizado pelo Administrador. Para que este tipo de conta possa ter acesso a outros conteúdos do disco ou de software, o administrador poderá personalizar a conta oferecendo permissões a algumas funções do sistema como também poderá retirar acessos a certas áreas do sistema. O sistema operativo funciona com a iniciação de processos que este irá precisar para funcionar correctamente. Esses processos poderão ser ficheiros que necessitam de ser frequentemente actualizados, ou ficheiros que processam dados úteis para o sistema. Poderemos ter acesso a vários processos do sistema operativo a partir do gestor de tarefas, onde se encontram todos os processos que estão em funcionamento desde o arranque do sistema operativo até a sua utilização actual. Pode-se também visualizar a utilização da memória por cada processo, no caso de o sistema operativo começar a mostrar erros ou falhas de acesso a programas tornando-se lento, pode-se verificar no gestor de tarefas qual dos processos estará bloqueado ou com elevado número de processamento que está a afectar o funcionamento normal da memória.
Um sistema operacional possui as seguintes funções:
Gerir processos;
Gerir memória;
Sistema de arquivos;
Entrada e saída de dados;
Enviar mensagens informativas ao utilizador.
9-
Equipamentos periféricos
Periféricos são aparelhos ou placas que enviam ou recebem informações do computador.
Em informática, o termo periférico aplica-se a qualquer equipamento acessório que seja ligado à CPU (unidade central de processamento), ou num sentido mais amplo, o computador. São exemplos de periféricos as impressoras, o Digitalizador, leitores e ou gravadores de CDS e DVD, leitores de cartões e disquetes, rato, teclado, Câmara de vídeo, entre outros.
Desde que pela primeira vez ouviu-se falar em máquinas de calcular até os dias actuais com os nossos computadores que o desenvolvimento e o aperfeiçoamento dos acessórios ligados ao computador têm evoluído cada vez mais.
Cada periférico tem a sua função definida e executa ao enviar tarefas ao computador, de acordo com essa função. Entre muitos periféricos existentes podemos citar teclado (envia ao computador informações digitadas pelo operador), rato (permite o envio de informação através da pressão de botões). Impressora (recebe informação do computador e imprime essa informação no papel), placa de som (recebe informações eléctricas vindas do processador e envia às colunas), sistemas sensíveis ao toque, calor, luz, modem, óculos de simulação, controladores de jogos (joystick), colunas, entre outros.
Existem quatro tipos de periféricos: - Os periféricos de entrada
Enviam informação para o computador (teclado, mouse, joystick, digitalizador);
- Os periféricos de saída
Transmitem informação do computador para o utilizador (monitor, impressora, caixas de som);
- Os periféricos de entrada e saída
Enviam/recebem informação para/do computador (monitor touchscreen, CD's, DVD's, modens). Muitos destes periféricos dependem de uma placa específica: no caso das caixas de som, a placa de som.
- Os periféricos de armazenamento
Armazenam informações para/do computador (Pen Drives, HD, Flash Cards, entre outros).
quarta-feira, 19 de novembro de 2008
OS PERIGOS DA INTERNET
Cultura, Língua e Comunicação
Núcleo: Tecnologias da informação e da comunicação.
Dr4- contexto macro estrutural
Tema: Redes e tecnologias
A internet e os seus perigos
A internet é utilizada como instrumento de trabalho, de pesquisa ou de lazer mas esconde alguns perigos.
As crianças e os adolescentes estão mais facilmente expostos a estes perigos porque não têm tanta consciência dos seus actos. Facilmente se conhecem pessoas e fazem novos amigos através de «chats» de conversação, mas nestes nunca sabemos se quem está do outro lado está a falar verdade ou não. Inconscientemente, as crianças e os adolescentes divulgam dados pessoais através destes chats.
Correio electrónico não desejado é outro perigo. Encontramos ainda outros nos conteúdos a pesquisar tais como: pornografia, incentivo à violência, droga, jogos, informação incorrecta e perigosa. A invasão da privacidade e a falta de transparência são alguns dos efeitos indesejados da internet.
Um dos usos indevidos da internet é os «downloads» ilegais, porque quando os utilizadores descarregam ficheiros, vídeos, músicas, entre outros estão a incorrer num crime relacionado com os direitos de autor.
Existem estudos que provam que o uso da internet durante muito tempo e, à noite, provoca distúrbios no sono e, consequentemente, diminuição do aproveitamento escolar dos alunos. A internet vicia muita gente, por um lado, é lúdica e, por outro, faculta novas aprendizagens; no entanto, maioritariamente é usada para trocar impressões com várias pessoas.
Já dizia o velho ditado: “cautelas e caldos de galinha nunca fizeram mal a ninguém “, e por isso, as pessoas devem ter alguns cuidados. No caso de ter filhos, por exemplo, ensine-os a utilizar a internet com responsabilidade e consciencialize-os dos perigos existentes, principalmente, os que envolvem conversas «on-line». Controle sempre o tempo que as crianças ocupam na internet e visite regularmente o histórico de navegação do computador.
Deve evitar-se abrir «emails» com origem desconhecida, não frequentar sítios na internet com conteúdos pornográficos.
O computador deverá estar sempre munido de um antivírus.
Núcleo: Tecnologias da informação e da comunicação.
Dr4- contexto macro estrutural
Tema: Redes e tecnologias
A internet e os seus perigos
A internet é utilizada como instrumento de trabalho, de pesquisa ou de lazer mas esconde alguns perigos.
As crianças e os adolescentes estão mais facilmente expostos a estes perigos porque não têm tanta consciência dos seus actos. Facilmente se conhecem pessoas e fazem novos amigos através de «chats» de conversação, mas nestes nunca sabemos se quem está do outro lado está a falar verdade ou não. Inconscientemente, as crianças e os adolescentes divulgam dados pessoais através destes chats.
Correio electrónico não desejado é outro perigo. Encontramos ainda outros nos conteúdos a pesquisar tais como: pornografia, incentivo à violência, droga, jogos, informação incorrecta e perigosa. A invasão da privacidade e a falta de transparência são alguns dos efeitos indesejados da internet.
Um dos usos indevidos da internet é os «downloads» ilegais, porque quando os utilizadores descarregam ficheiros, vídeos, músicas, entre outros estão a incorrer num crime relacionado com os direitos de autor.
Existem estudos que provam que o uso da internet durante muito tempo e, à noite, provoca distúrbios no sono e, consequentemente, diminuição do aproveitamento escolar dos alunos. A internet vicia muita gente, por um lado, é lúdica e, por outro, faculta novas aprendizagens; no entanto, maioritariamente é usada para trocar impressões com várias pessoas.
Já dizia o velho ditado: “cautelas e caldos de galinha nunca fizeram mal a ninguém “, e por isso, as pessoas devem ter alguns cuidados. No caso de ter filhos, por exemplo, ensine-os a utilizar a internet com responsabilidade e consciencialize-os dos perigos existentes, principalmente, os que envolvem conversas «on-line». Controle sempre o tempo que as crianças ocupam na internet e visite regularmente o histórico de navegação do computador.
Deve evitar-se abrir «emails» com origem desconhecida, não frequentar sítios na internet com conteúdos pornográficos.
O computador deverá estar sempre munido de um antivírus.
terça-feira, 18 de novembro de 2008
quarta-feira, 12 de novembro de 2008
Bem vindo ao meu blog!!!
Este blog destina-se a publicar todos os trabalhos feitos por mim ou trabalhos de grupo efectuados durante o curso EFA (Educação e Formação de Adultos) nas áreas de competência-chave: Cultura, Língua e Comunicação (C.L.C.) ; Cidadania e Profissionalidade (C.P.) e Sociedade Tecnologia e Ciência (S.T.C.).
Este blog, a partir de agora, funcionará como o meu portefólio online.
Este blog, a partir de agora, funcionará como o meu portefólio online.
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