TI – Uso Instrumental

Módulo 100 – Informática: conceitos básicos, microcomputador e compo-

nentes

Capítulo I – O que é computador?

1. Definição

Em qualquer atividade humana, verifica-se que a resolução dos problemas

consiste em uma série de tarefas. Entre elas, as fundamentais são: decidir o quê e

como fazer e executar as operações. Nas atividades em que se emprega o compu-

tador, os homens tomam as decisões, e a máquina as executa.

O computador é mais do que um simples aparelho concebido para desempe-

nhar cálculos e operações lógicas com facilidade, rapidez e confiabilidade. Hoje em

dia, ele é largamente utilizado na realização de uma série de tarefas complexas que, se

fossem feitas manualmente, despenderiam de um tempo muito maior.

Um exemplo é o cálculo da média final dos alunos de uma turma. O controle

feito no diário é trabalhoso e demorado; porém, com o uso de uma simples planilha

eletrônica no computador, esse controle fica fácil. Ao entrar com os dados, a média é

calculada rapidamente, de maneira automática. Uma prova pode ser confeccionada

em um editor de texto, com a possibilidade de escolha do tamanho e da cor da letra,

de posicionamento do texto, da inserção de figuras, entre outras. Uma aula pode ser

apresentada em slides, com efeitos, figuras, empregando recursos multimídia. Além

disso, uma infinidade de conteúdos está disponível na rede mundial de computadores

(Internet), viabilizando a pesquisa e a atualização das informações apresentadas em

sala.

Enfim, um computador é uma máquina eletrônica, projetada para auxiliar as

pessoas na execução de uma variedade de tarefas, ajudando-as a transformar idéias

em realidade.

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Capítulo II – Histórico e evolução dos computadores

2. Introdução

O Ábaco, usado pelos chineses há cerca de 2.000 anos, é o instrumento de

cálculo mais antigo de que se tem notícia e, usado ainda nos dias de hoje, pode ser

considerado como a primeira máquina de processamento de dados. É importante

frisar que, desde os primórdios aos nossos dias, a história do processamento de dados

e a do próprio cálculo ligam-se cada vez mais intimamente à evolução da vida econô-

mica e do pensamento lógico do homem.

Em 1642, o matemático francês Blaise Pascal, então com 19 anos, construiu

uma máquina de somar que já demonstrava a praticabilidade do cálculo mecanizado.

Considerada a primeira máquina, ela tinha mecanismos com capacidade para oito

dígitos, construída para auxiliar o pai, um coletor de impostos.

Alguns anos mais tarde, em 1670, o grande matemático alemão Leibniz come-

çou a desenvolver uma máquina para mecanizar o cálculo de tabelas trigonométricas

e astronômicas. Um protótipo dessa máquina, que fazia multiplicações e divisões dire-

tamente, foi construído em 1694, já com os rudimentos do que seria, mais tarde, o

computador.

Em 1804, o francês Joseph M. Jacquard, ao inventar um sistema de controle

das operações de um tear através de um conjunto de cartões perfurados, criou os

fundamentos de um programa de controle armazenado e dos futuros sistemas

operacionais.

O matemático inglês Charles Babbage projetou e construiu, em 1822, uma

máquina que permitia cálculos com uma precisão de até seis casas decimais, e que já

continha os princípios básicos dos atuais computadores eletrônicos.

Para facilitar a análise estatística dos dados do censo americano de 1890,

Herman Hollerith criou uma máquina para tabular as informações codificadas e arma-

zenadas em cartões perfurados, criando, assim, a solução para a entrada de dados

necessários à alimentação de uma máquina processada.

No início da década de 40, as universidades de Harvard, na Pensilvânia –

EUA, e de Cambridge, na Inglaterra, começaram a desenvolver as primeiras máquinas

que podem ser chamadas, realmente, de computadores: máquinas enormes, pesando

cerca de cinco toneladas, com milhares de válvulas e de relês eletromecânicos e cen-

tenas de quilômetros de fios. Eram máquinas experimentais, destinadas a cálculos

científicos, e que faziam operações com algarismos de 23 dígitos em três décimos de

segundo. O mais famoso exemplar dessa época é o ENIAC (Electronic Numerical

Integrator and Calculator), o primeiro computador eletrônico programável, lançado

em 1946, pela Universidade da Pensilvânia, utilizando a tecnologia mais avançada de

válvulas eletrônicas.

Na década de 50, começaram a surgir as primeiras máquinas comerciais, de

custo bastante elevado e ainda usando a tecnologia das válvulas eletrônicas, consti-

tuindo o que se convencionou chamar a primeira geração de computadores.

O desenvolvimento da tecnologia dos transistores, na década de 60, possibilitou

a construção de máquinas menores, mais baratas e mais confiáveis, caracterizando

a chamada segunda geração de computadores.

A terceira geração caracterizou-se, historicamente, pela utilização dos circuitos

integrados, numa grande miniaturização dos transistores, possibilitando uma expan-

são considerável dos modelos comerciais.

Assim surgiram as “famílias” de computadores dos grandes fabricantes, como

IBM, Burroughs e UNIVAC, nos Estados Unidos; SIEMENS, na Alemanha; C.I.I. na

França; e, posteriormente, os equipamentos japoneses da Fujitsu, NEC e Hitachi.

É comum dizer-se que a passagem da primeira para a segunda, e da segunda

para a terceira geração foram “revoluções” tecnológicas (de válvulas para transistores,

e de transistores para circuitos integrados, respectivamente), mas que, daí em diante, o

que aconteceu foram apenas “evoluções” da tecnologia.

A chamada quarta geração, na década de 70, seria apenas a integração dos

circuitos em larga escala (VLSI – Very Large Scale Integrator), e a quinta geração, da

década de 80 até os dias atuais, seria a utilização de técnicas fotográficas para uma

maior miniaturização dessa VLSI.

Atualmente, há computadores com uma grande capacidade de processamento

e armazenamento de informações, leves, dotados de alta tecnologia e que podem ser

adquiridos para uso doméstico por um baixo custo. Essas características foram

determinantes no processo de popularização da informática, fenômeno que ainda

estamos conhecendo.

GERAÇÃO

(datas aproximadas)

1ª (1946)

2ª (1956)

3ª (1967)

4ª (1975) e 5ª

(Atualmente)

Características (constituição)

• Circuitos eletrônicos e válvulas. Custo

elevado. Pesavam toneladas e ocupavam

galpões inteiros. Problemas com o alto

aquecimento. Grande consumo de

energia. Uso restrito.

• Início do uso comercial. Circuitos

eletrônicos transistorizados. Computadores

imensos; custo ainda muito alto.

• Circuitos integrados. Redução no

tamanho. Aumento na capacidade de

processamento. Início da utilização de

computadores pessoais.

• Chips em silício; circuitos com

integração em escala muito ampliada.

Tamanho reduzido e grande capacidade

de processamento. Supercomputadores.

Robótica. Aplicações on-line.

Rapidez na execução das operações internas

Operações internas em milissegundos (10-3 seg.).

Operações internas em microssegundos (10-6 seg.).

Operações internas em nanossegundos (10-8 seg.).

Operações internas inferiores a 0,5 nanossegundos

(10-8 seg.).

FOTOS

Quadro 1.1 – Evolução dos computadores

2.1 Tipos de computadores

De uma maneira geral, os computadores podem ser classificados de acordo

com o seu tamanho, a sua velocidade de processamento, sua capacidade de

armazenamento, o seu número e a sua variedade de unidades periféricas suportadas, em:

• Grande porte: os chamados Main Frames e Supercomputadores, enormes,

muito rápidos e que gerenciam grandes bancos de dados corporativos, uma extensa

rede de teleprocessamento, inúmeros periféricos, e que exigem instalações físicas espe-

ciais e apropriadas, com controles de temperatura e da umidade do ar.

• Médio porte: ou pequenos computadores, com tamanhos e capacidades in-

termediárias entre os Main Frames e os microcomputadores, são geralmente usados

como máquinas departamentais. Nessa categoria, podemos considerar os

minicomputadores e os chamados supermicros, máquinas de sala, sem maiores exi-

gências ambientais, apenas ar refrigerado.

• Pequeno porte: normalmente máquinas de mesa, com quase nenhuma exi-

gência ambiental, pequena capacidade de ligação de periféricos e que constituem a

grande maioria dos microcomputadores.

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Capítulo III – Hardware

3. Elementos básicos de um microcomputador

Um computador é integrado pelo hardware e pelo software.

O hardware é o equipamento propriamente dito, a máquina e seus elementos

físicos: gabinete, placas, fios, componentes em geral. O software é constituído pelos

programas que lhe permitem atender às necessidades dos usuários, como o editor de

texto e o de planilha eletrônica.

3.1 Hardware

Primeiramente, abordaremos os componentes básicos que constituem o hardware

de um computador pessoal (Personal Computer), que, de maneira geral, é bastante

semelhante nos diversos tipos de computadores: a unidade central de processamento

(CPU), a memória e os equipamentos de entrada e saída de dados. Todos esses com-

ponentes estão ligados e “encaixados” em uma placa principal, chamada placa-mãe

(mother-board).

3.1.1 CPU

Também chamado de microprocessador, ou simplesmente de processador, é, na

realidade, o “cérebro” do computador, a parte responsável pela execução dos traba-

lhos.

O nome de um microcomputador está, geralmente, relacionado ao seu

processador. Quando se compra um computador PENTIUM IV, na verdade esse é

o modelo do seu processador, e não o seu “nome”.

A potência de um computador é medida pela quantidade de instruções (ciclos)

que o seu processador consegue executar em um segundo. Essa potência é medida em

hz (hertz) e, hoje em dia, está na casa dos milhões, e até bilhões. Um computador

chamado PENTIUM III 800 Mhz é capaz de executar 800 milhões de instruções em um

segundo. Existem computadores que executam mais de 2,5 bilhões de instruções por

segundo, como o PENTIUM IV.

Os principais processadores para microcomputadores são os da Intel e da AMD,

usados nos IBM PCs e compatíveis, e os da Motorola, usados nos Apple/Macintosh.

3.1.2 Memória

A memória de um computador é a parte onde os dados e os programas são

armazenados eletronicamente, e pode ser de dois tipos:

• somente de leitura, ou ROM (Read Only Memory), que contém informações

necessárias para iniciar o computador e instruções básicas para a sua operação.

O seu conteúdo não pode ser alterado pelo usuário, porque, na verdade, ele é um

programa construído no hardware do computador, e que permanece gravado mesmo

quando a máquina é desligada;

• Memória de Acesso Aleatório, ou memória RAM (Random Access Memory),

ou, simplesmente, memória do computador, caracteriza-se por operar em grandes

velocidades e ser volátil, ou seja, as informações que contém são perdidas quando se

desliga a máquina. Isso porque as informações são armazenadas eletronicamente,

através de uma fonte de eletricidade constante, e, quando se interrompe o fornecimen-

to de energia elétrica, o seu conteúdo é automaticamente apagado.

Para que um computador possa executar as instruções de um programa e pro-

cessar os dados respectivos, é necessário que tanto o programa quanto os dados

estejam armazenados na memória RAM.

Normalmente, quanto maior a memória RAM, maior será a facilidade para a

execução dos programas e menor o tempo gasto nessa execução.

A unidade de armazenamento de informação na memória é o byte, conjunto de

8 bits (Bit, de Binary Digit – Digito Binário) que é a forma de representar, no sistema

numérico binário, uma letra, um número ou um caracter especial. A capacidade de

armazenamento da memória RAM, medida inicialmente em kilobytes (1 kbyte = 1024

bytes) é hoje expressa em megabytes (1 MB = 1024 kbytes), já sendo comum

microcomputadores com memórias de 512 MB e maiores.

Cada letra, número ou caractere especial é representado por um byte, conforme

a tabela:

Caractere Byte Código Decimal

a 01100001 97

A 01000001 65

1 00110001 49

3.1.3 Memória em disco

Também chamada de capacidade de armazenamento, a memória em disco

pode ser classificada em dois tipos: rígido e flexível.

A memória em disco rígido (hard disk ou winchester), ao contrário da RAM,

não é volátil, e as informações nela armazenadas não se perdem ao desligar o compu-

tador, mas ficam gravadas.

A capacidade de armazenamento também é medida em megabytes,

correspondendo um megabyte a, aproximadamente, um milhão de caracteres (letras e

números).

O disco rígido fica instalado no gabinete do computador e é composto, basica-

mente, por: um compartimento lacrado, com duas ou mais superfícies cobertas por

uma camada de óxido de ferro, onde são gravadas as informações; um ou mais

cabeçotes de leitura e gravação; e uma unidade de controle.

Figura 1.8 – Disco Rígido (Visão Interna)

Esses discos giram em alta velocidade, de até 6000 rpm (rotações por minuto),

mas a velocidade considerada do disco é o tempo de acesso médio, que é o tempo

necessário para se ler uma informação a partir de qualquer ponto do disco. O tempo

de acesso é medido em milissegundos (1/1000 de segundo) e, quanto menor for, mais

rápido será o armazenamento e a recuperação dos dados.

A capacidade do disco fixo é a quantidade de informações que ele pode arma-

zenar e é medida em gigabytes. Os discos disponíveis comercialmente têm capacidade

entre 10 a 80 gigabytes.

A grande maioria dos computadores possui também uma ou duas unidades de

disco flexível (floppy disks), onde podem ser inseridos disquetes flexíveis, para introdu-

zir informações, dados e programas a serem processados pelo computador.

Os discos flexíveis são constituídos por uma folha fina de plástico magnetizado,

onde são armazenados os dados, inseridos em uma capa protetora e são comercializados

em um tamanho padrão: 3 ½”, revestidos por plástico rígido que cobre e protege a

superfície magnética.

Os discos flexíveis são muito utilizados para o transporte de arquivos (copiar

arquivos de um computador para outro) e para criar cópias de segurança (back-up)

das informações contidas no disco rígido (programas e arquivos).

A capacidade de armazenamento dos discos flexíveis depende da densidade em

que são gravadas as informações: disquetes comuns, com capacidade de 1,44Mb; e o

zipdrive, que é capaz de armazenar mais de 100Mb

3.1.4 CD-ROM

Ao contrário do disco rígido, que permite leitura e gravação, o CD-ROM permi-

te apenas a leitura das informações armazenadas em seu interior (ROM, Read Only

Memory, Memória Somente de Leitura).

Tem um mecanismo igual a um CD (Compact Disk) de música, e é muito utilizado

para gravação de arquivos de programas, imagens gráficas, catálogos entre outros.

O uso de um CD-ROM exige um dispositivo (leitora) que pode ser interno ou

externo.

Sua capacidade de armazenamento é em torno de 680 a 840 Mb e o tempo de

acesso médio acima de 200 milissegundos.

Atualmente, existem CDs graváveis (CD-R, gravável somente uma vez)

e re-graváveis (CD-RW, gravável várias vezes), que exigem dispositivo próprio (Grava-

dora de CD).

3.1.5 Monitor de vídeo

Normalmente, o monitor é constituído por um tubo de raios catódicos, também

chamado de CRT (Cathode Ray Tube), semelhante ao tubo de uma televisão comum,

podendo ser monocromático ou colorido.

Os tamanhos dos monitores variam de acordo com a necessidade do usuário,

mas o tamanho mais usado comercialmente é o de 15".

Podem ser também de tela de cristal líquido, como os das calculadoras, usados

normalmente nos computadores portáteis, chamados notebooks.

O monitor de vídeo exige uma placa controladora (conjunto de circuitos na

placa-mãe), responsável pelo funcionamento do monitor e pela tradução das instru-

ções em sinais gráficos. Essa placa é responsável, também, pela resolução das ima-

gens na tela e pelas cores disponíveis, e podem incluir uma memória RAM específica

adicional para aumentar o número de cores e a velocidade no processamento de

imagens.

O conjunto monitor de vídeo e placa controladora pode ser referido pelas siglas:

• VGA – Video Graphics Array, é o padrão mínimo atual para imagens gráfi-

cas, com milhares de cores e várias resoluções;

• SVGA – Super VGA, apresenta uma resolução maior que a VGA, além de

outras opções, e é atualmente o padrão de tela para programas que exigem imagens

gráficas de alta resolução;

• XGA – eXtended Graphics Array, placa específica da IBM que aumenta a

resolução e a nitidez das cores.

Resolução é a medida de quantos pontos de luz (chamados pixel) e quantas

cores uma tela pode exibir ao mesmo tempo. O pixel é a menor unidade para exibição

em uma tela, ou seja, um ponto entre milhares de pontos que compõem o texto ou as

figuras a serem exibidas.

As resoluções padrão mais usadas são:

• 640 x 480 – significa que a exibição na tela é de 640 pixels de largura por 480

de altura, e é a resolução padrão VGA;

• 800 x 600 – é a resolução usual para SVGA;

• 1024 x 768 – outra resolução SVGA, que apresenta imagens melhores, porém

menores;

• 1280 x 1024 – disponível para XGA, necessita de um monitor maior que o

tamanho padrão (15").

3.1.6 - Teclado

É bastante semelhante e funciona basicamente como o teclado de uma máqui-

na de escrever eletrônica, mas tem teclas adicionais para outras funções do computador.

Existem vários tipos de teclados, de acordo com o idioma utilizado, com os

caracteres especiais e características de cada língua (“ñ”, em espanhol; acentos dife-

renciais em português, trema, cedilha, por exemplo).

O layout padrão brasileiro atual é o ABNT2. Existem teclados comuns e

ergonômicos, desenvolvidos para evitar lesões por esforços repetitivos (LER).

3.1.7 Mouse

Tem esse nome porque sua figura, com o cabo ligado no computador, lembra

um “rato”, e é um dispositivo projetado para se encaixar na palma da mão, com dois

ou três botões, que permitem a comunicação entre o usuário e o computador. Confor-

me o movimento do mouse sobre a mesa, ele desloca uma imagem na tela do monitor,

chamada ponteiro ou cursor.

Os mouses são bastante utilizados em aplicações gráficas, executando tarefas

que seriam muito difíceis, ou até mesmo impossíveis de executar com o teclado, como

uma ferramenta de desenho livre.

3.1.8 Impressora

Os principais tipos de impressoras são:

• matricial;

• jato de tinta;

• laser.

Essas impressoras podem imprimir em preto ou em cores, são conectadas aos

computadores, por meio de uma porta paralela, uma porta serial ou USB – Universal

Serial Bus. Ou ainda, através da placa de rede, utilizando uma rede de computadores.

3.1.9 Scanner

Equipamento semelhante a uma copiadora, que pode ler e interpretar textos,

através de um software específico, chamado OCR (Optical Character Reader – Leitura

Ótica de Caracteres), ou importar imagens gráficas para o computador também atra-

vés de um software específico de digitalização de imagens gráficas.

Os scanners podem ser de página inteira (de mesa), que funcionam como uma

máquina copiadora, ou manuais, pequenos e que se deslocam sobre a figura ou sobre

o texto a ser introduzido no computador.