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Informática

Prof. Márcio Hunecke

Prof. Sérgio Spolador

Prof. Márcio Hunecke e Sérgio Spolador Página 7

CONCEITOS BÁSICOS DE INFORMÁTICA

O COMPUTADOR

Um sistema computacional é formado

basicamente por duas estruturas. Uma é

denominada estrutura lógica (software) e a

outra estrutura física (hardware). Ambas

funcionam em conjunto. São elas:

 Hardware: é o conjunto e elementos físicos

que compõe o sistema computacional. Como

por exemplo, memória, periféricos, cabos,

placas e chips que fazem do computador,

impressora, etc.

 Software: são os programas que, utilizando

o hardware, como por exemplo, o computador,

executam as diferentes tarefas necessárias ao processamento de dados.

TIPOS DE SOFTWARES QUANTO À FORMA DE DISTRIBUIÇÃO

PROPRIETÁRIO: seu código fonte não é distribuído e só poderá ser alterado, copiado e distribuído mediante autorização de seu proprietário. A distribuição de seu módulo executável é feita mediante licença de uso e é geralmente paga. Exemplos: Windows XP, pacote Office, Norton, entre outros.

LIVRE: disponibiliza seu código-fonte e executável. Podendo seu código-fonte ser alterado, copiado e distribuído mediante ou não pagamento. Exemplos: Linux, Mozilla, BrOffice, ou outros.

SHAREWARE : é um programa de computador disponibilizado gratuitamente, porém com algum tipo de limitação. Sharewares geralmente possuem funcionalidades limitadas e/ou tempo de uso gratuito do software limitado, após o fim do qual o usuário é requisitado a pagar para acessar a funcionalidade completa ou poder continuar utilizando o programa. Um shareware está protegido por direitos autorais. Esse tipo de distribuição tem como objetivo comum divulgar o software, assim os usuários podem testá-lo antes da aquisição.

FREEWARE : é qualquer programa de computador cuja utilização não implica o pagamento de licenças de uso ou royalties. É importante não confundir o free de freeware com o free de free software, pois no primeiro uso o significado é de gratuito, e no segundo de livre. Um programa licenciado como freeware não é necessariamente um software livre, pode não ter código aberto e pode acompanhar licenças restritivas, limitando o uso comercial, a redistribuição não autorizada, a modificação não autorizada ou outros tipos de restrições. Exemplos: AVG, jogos e utilitários em geral.

FIRMWARE: tipos de software que vêm gravados pelo fabricante em tipo de memória ROM. Exemplos: BIOS, SETUP, entre outros.

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TIPOS DE SOFTWARES QUANTO À FINALIDADE

 Software básico : responsável pelo gerenciamento dos recursos do computador e pela conversão da linguagem do homem para a da máquina e vice-versa. Exemplo: sistema operacional, drivers

 Software aplicativo : são sistemas que visam a atender a uma determinada área de atuação, são focados no usuário, servem para atender uma demanda específica. E x emplo: editores de texto, planilhas de cálculo, gerenciadores de bancos de dados.

 Software utilitário: são programas voltados a atender necessidades do computador/ sistema operacional, em geral estão ligados a manutenção. Exemplo : desfragmentador de disco, formatador de disco, limpeza de disco, verificação de erros, compactadores, antivírus.

PLACA-MÃE (MOTHERBOARD)

A placa mãe é a “espinha dorsal” do computador. É a base na qual são conectados o microprocessador, a memória, periféricos de entrada e saída, fonte de alimentação e qualquer soquete que ligue o computador a outras máquinas, som, vídeo ou rede sem a necessidade de serem conectados por meio de placas externas.

Recurso on-board => já vem integrado aos circuitos da própria placa-mãe como, por exemplo, som, vídeo, ou rede.

Recurso off-board => não vem integrado aos circuitos da placa-mãe, sendo necessário conectá- lo pelo seu meio de encaixe próprio (slot). Exemplo: placa de som, vídeo, rede ou Fax-modem.

BARRAMENTOS (BUS)

Barramentos são as vias físicas existentes na placa-mãe, pelas quais trafegam as informações entre os periféricos de entrada, processamento e saída em um computador.

Barramento Local

O barramento local é o principal barramento do micro. Nele, estão conectados os principais circuitos da placa mãe tais como: memória RAM, chipsets, processadores, memória cache, memória ROM.

Barramento X

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só se encontra um único slot nas placas-mãe, visto que o AGP só interessa às placas de vídeo.

PCI EXPRESS

É o tipo de Barramento PnP, transmissão serial, e veio para substituir os barramentos PCI e AGP pelo fato de possuir maior taxa de transferência. Cada “caminho” do PCIe, envia informações a uma taxa de 250 MB/s (250 milhões de bytes por segundo)

Cada slot PCIe roda a um, dois, quatro, oito, dezesseis ou trinta e dois caminhos de dados entre a placa mãe e a placa ligada ao slot. A contagem dos caminhos é escrita com um sufixo "x", por exemplo, 1x para um único caminho e 16x para uma placa de dezesseis caminhos. Por exemplo, um slot PCIe 4x terá uma taxa de transferência de qutro vezes 250 (4 vezes 250), totalizando 1 Gbyte por segundo.

O barramento PCI Express é hot plug, ou seja, é possível instalarmos e removermos placas PCI Express mesmo com o micro ligado.

USB (Universal Serial Bus)

é um tipo de barramento PnP (Plug and Play) que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador. É muito mais rápida que a serial e que a paralela (ver quadro de velocidades). Existem várias versões para o padrão USB, que hoje se encontra na versão 3.0, sendo que a diferença mais significativa entre as versões é a velocidade.

Versão do USB 1.0 1.1 2.0 3.

Ano de Lançamento 1996 1998 2000 2009

Taxa de Transferência 1,5 Mbps - 12 Mbps 480 Mbps 4,8 Gbps

FIREWIRE

O FireWire é uma tecnologia de entrada/saída de dados em alta velocidade para conexão de dispositivos digitais, desde camcorders e câmaras digitais, até computadores portáteis e desktops. Amplamente adotada por fabricantes de periféricos digitais como Sony, Canon, JVC e Kodak, o FireWire tornou-se um padrão estabelecido na indústria tanto por consumidores como por profissionais. Desde 1995, um grande número de camcorders digitais modernas incluem esta ligação, assim como os computadores Macintosh e PCs da Sony, para uso profissional ou pessoal de áudio/vídeo. O FireWire também foi usado no iPod da Apple durante algum tempo, o que permitia que as novas músicas pudessem ser carregadas em apenas alguns segundos, recarregando simultaneamente a bateria com a utilização de um único cabo. Os modelos mais recentes, porém, como o iPod nano e o novo iPod de 5ª geração, já não utilizam uma conexão FireWire (apenas USB).

Fonte: Wikipedia

OS BARRAMENTOS USB E FIREWIRE SÃO HOT PLUG AND PLAY

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SLOTS

Slots são conectores que servem para encaixar as placas de expansão de um micro, ligando-as fisicamente aos barramentos por onde trafegam dados e sinais. Exemplo: placa de vídeo, placa de som, placa de fax-modem, placas de rede, pentes de memória, ou outro.

Adaptador de VÍDEO

Placa de vídeo, ou aceleradora gráfica, é um componente de um computador que envia sinais deste para o monitor, de forma que possam ser apresentadas imagens ao usuário. Normalmente possui memória própria, com capacidade medida em Megabytes.

Nos computadores de baixo custo, as placas de vídeo normalmente estão incorporadas na placa-mãe, não possuem memória dedicada, e por isso utilizam a memória RAM do sistema, normalmente denomina-se memória compartilhada. Como a memória RAM do sistema é geralmente mais lenta do que as utilizadas pelos fabricantes de placas de vídeo, e ainda dividem o barramento com o processador e outros periféricos para acessá-la, este método torna o sistema mais lento. Isso é notado especialmente quando se usam recursos tridimensionais (3D) ou de alta definição.

Já em computadores mais sofisticados, o adaptador de vídeo pode ter um processador próprio, o GPU ou acelerador gráfico. Trata-se de um processador capaz de gerar imagens e efeitos visuais tridimensionais, e acelerar os bidimensionais, aliviando o trabalho do processador principal e gerando um resultado final melhor e mais rápido. Esse processador utiliza uma linguagem própria para descrição das imagens tridimensionais, algo como "crie uma linha do ponto x1, y1, z1 ao ponto x2, y2, z2 e coloque o observador em x3, y3, z3" é interpretado e executado, gerando o resultado final, que é a imagem da linha vista pelo observador virtual. O resultado final normalmente é medido considerando-se o número de vezes por segundo que o computador consegue redesenhar uma cena, cuja unidade é o FPS (quadros por segundo, frames per second). Comparando-se o mesmo computador com e sem processador de vídeo dedicado, os resultados (em FPS) chegam a ser dezenas de vezes maiores quando se tem o dispositivo.

Também existem duas tecnologias voltadas aos usuários de softwares 3D e jogadores: SLI e CrossFire. Essa tecnologia permite juntar duas placas de vídeo para trabalharem em paralelo, duplicando o poder de processamento gráfico e melhorando seu desempenho. SLI é o nome adotado pela nVidia, enquanto CrossFire é utilizado pela ATI. Apesar da melhoria em desempenho, ainda é uma tecnologia cara, que exige, além dos dois adaptadores, uma placa-mãe que aceite esse tipo de arranjo. E a energia consumida pelo computador se torna mais alta, muitas vezes exigindo uma fonte de alimentação melhor.

Adaptador de REDE

É a placa responsável pela comunicação entre dois ou mais computadores.

Adaptador de FAX-MODEM

Permite a comunicação entre computadores via linha telefônica. Realiza o processo de conversão de sinais digitais em analógicos e vice-versa. (modula e demodula)

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processadores de um só núcleo, as funções de multitarefa podem ultrapassar a capacidade da CPU, o que resulta em queda no desempenho enquanto as operações aguardam para serem processadas. Em processadores de múltiplos núcleos o sistema operacional trata cada um desses núcleos como um processador diferente. Na maioria dos casos, cada unidade possui seu próprio cache e pode processar várias instruções simultaneamente. Adicionar novos núcleos de processamento a um processador possibilita que as instruções das aplicações sejam executadas em paralelo, como se fossem 2 ou mais processadores distintos.

Os dois núcleos não somam a capacidade de processamento, mas dividem as tarefas entre si. Por exemplo, um processador de dois núcleos com clock de 1.8 GHz não equivale a um processador de um núcleo funcionando com clock de 3.6 Ghz, e sim dois núcleos de 0.9.

O surgimento dos processadores multicore, tornou-se necessário principalmente devido a missão cada vez mais difícil de resfriar processadores singlecore (processadores de apenas um núcleo) com clocks cada vez mais altos; devido a concentração cada vez maior de transistores cada vez menores em um mesmo circuito integrado. E além dessa e outras limitações dos processadores singlecore, existe a grande diferença entre a velocidade da memória e do processador, aliada à estreita banda de dados, que faz com que aproximadamente 75 por cento do uso do microprocessador seja gasto na espera por resultados dos acessos à memória.

MEMÓRIAS

As memórias são dispositivos que armazenam temporária ou permanentemente informações. Entre as memórias, podem-se destacar:

RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)

É uma memória de acesso aleatório. Só funciona enquanto o computador estiver ligado. Por este fato, as informações contidas nela só permanecerão enquanto existir impulso elétrico. Por esta característica ela é chamada de memória volátil, ou seja, quando desligado o computador, o seu conteúdo será apagado. Ela é chamada de memória principal ou de trabalho porque todo e qualquer programa, exceto os contidos na memória ROM, para ser executado, deverá ser carregado nela. Permite leitura e gravação. Caso a memória RAM “acabe”, isto é, caso você tente carregar mais dados na memória RAM do que ela comporta (por exemplo, a memória RAM já está cheia e você manda o micro carregar mais um programa), o processador transfere o conteúdo atual da memória RAM para um arquivo do disco rígido, chamado arquivo de troca , liberando espaço na memória RAM. O conteúdo do arquivo de troca é colocado de volta na RAM quando for solicitado algum dado que esteja armazenado. Esse recurso é conhecido como MEMÓRIA VIRTUAL. MEMÓRIA VIRTUAL : é um espaço reservado pelo sistema operacional no disco rígido, que serve como memória auxiliar à memória RAM, quando esta necessitar de mais espaço de armazenamento. A ação de salvar consiste em levar os dados da memória RAM para um disco de armazenamento.

Single channel – Tipos de memórias simples, mais comuns, que transferem 64 bits por vez. Dual Channel – Tipos de memórias que devem ser usadas aos pares e, de preferência, seus módulos devem ter as mesmas características (mesmo tipo, freqüência, tamanho e fabricante). Os módulos de memórias dual channel transferem 128 bits, enquanto os módulos antecessores transferem 64 bits por vez.

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MEMÓRIA CACHE

Este tipo de memória (tipo RAM estática) é utilizado em um computador com a finalidade de acelerar o desempenho de processamento; pois, pelo fato do processador ter uma velocidade muito maior do que a memória principal RAM, haverá um tempo de espera por parte do processador, sempre que ele fizer uma solicitação à memória RAM. Para reduzir este tempo de espera, foi criada a memória cache. Ela é um tipo de memória que possui velocidade de acesso maior do que a RAM, portanto é uma memória de alta velocidade e seu custo é alto comparado com as outras memórias. ROM

A Memória ROM (Read Only Memory) é somente utilizada para leitura, pois nelas estão gravadas as características do computador. Essa memória vem de fábrica com toda a rotina necessária e não deve ser alterada; pois, além de seu acesso ser difícil, fica reservada a sua manutenção somente aos técnicos com conhecimento adequado. Dentro desta memória vêm basicamente:

BIOS (Basic Input Output System – Sistema Básico de Entrada e Saída): “ensina” o processador a trabalhar com os periféricos mais básicos do sistema, tais como os circuitos de apoio, a unidade de disquete e o vídeo em modo texto.

POST (Power-On Self-Test, Autoteste ao Ligar): um autoteste sempre que ligamos o micro. Por exemplo, ao ligarmos o micro verificamos que é feito um teste de memória, vídeo, teclado e posteriormente o carregamento do sistema operacional.

SETUP (Configuração): programa de configuração de hardware do microcomputador, normalmente chamama-se este programa apertando um conjunto de teclas durante o processamento do POST (geralmente basta pressionar a tecla DEL durante a contagem de memória. Esse procedimento, contudo, pode variar de acordo com o fabricante da placa mãe).

OBSERVAÇÃO – É muito comum haver confusão nos nomes. Veja que se acabou de chamar o POST ou o SETUP de “BIOS”. Atualmente, usa-se a nomenclatura “BIOS”, como algo genérico, podendo ser interpretado como “ tudo que está contido na memória ROM do micro ”, mas quando se fala de upgrade de BIOS, refere-se a atualização dos programas contidos na memória ROM ( SETUP, BIOS)

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor – semicondutor óxido metálico completmentar): tipo de memória volátil, mantida energeticamente por uma bateria, na qual ficam armazenadas as configurações do SETUP feitas pelo usuário, assim como mantém atualizados o relógio e o calendário do sistema.

Quando a bateria perde total ou parte de sua energia, a CMOS perde suas informações, ou seja, o SETUP volta a sua configuração de fábrica (DEFAULT), o calendário e relógio do sistema ficam desatualizados. Neste caso, deverá ser trocada a bateria.

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UNIDADES DE ARMAZENAMENTO

Os dados são enviados para a memória do computador, pelo teclado ou por um outro dispositivo de entrada, para serem processados mediante instruções preestabelecidas. Mas as informações contidas na memória são rapidamente repassadas para os dispositivos de saída ou ficam residentes enquanto o computador estiver ligado. Diante desses fatos, é necessário armazenar os dados em um meio capaz de mantê-los gravados de forma permanente. Para isso, são utilizadas as unidades de armazenamento permanente. Estas unidades são conhecidas como memórias de massa , secundária ou auxiliar.

Dentre elas, há os seguintes exemplos:

 HD - Disco rígido (unidade magnética) de vários tamanhos: 40, 50, 80, 160, 250, 500 GB, 1, 2 TB.

Os HDs são conectados ao computador por meio de interfaces capazes de transmitir os dados entre um e outro de maneira segura e eficiente. Há várias tecnologias para isso, sendo as mais comuns os padrões IDE , SCSI e, mais recentemente, SATA. Há também a possibilidade de conectar um HD através de uma porta USB, como é o caso da maioria dos HDs externos.

A interface IDE ( I ntelligent D rive E lectronics ou I ntegrated D rive E lectronics) também é conhecida como ATA ( A dvanced T echnology A ttachment) ou, ainda, PATA ( P arallel A dvanced T echnology A ttachment).

PATA faz transferência de dados de forma paralela, ou seja, transmite vários bits por vez, como se estes estivessem lado a lado.

SATA I : a transmissão é em série, tal como se cada bit estivesse um atrás do outro.

SATA II : taxa máxima de transferência de dados de 300 MB/s ou 2,4 Gbps (2,4 gigabits por segundo), o dobro do SATA I.

Esses BARRAMENTOS (IDE, SATA, PATA) também são amplamente utilizados para a conexão de dispositivos leitores e gravadores de DVDs, CDs.

SISTEMAS DE ARQUIVOS

Um sistema de arquivos permite ao usuário escolher qual será a forma de organização dos arquivos que será aplicado à unidade de armazenamento.

Quando a unidade de armazenamento for um disco rígido, e para utilização do sistema operacional Windows, podem-se escolher os seguintes sistemas de arquivos.

FAT32 : sistema mais veloz em comparação com o NTFS, porém não possui recursos de segurança. Neste sistema, há um desperdício maior de espaço em relação ao NTFS devido ao tamanho de seu cluster ou unidade de alocação. Para unidades de disco rígido acima de 2 GB, o tamanho de cada cluster é de 4 KB. Portanto, no armazenamento de um arquivo com tamanho de 10 KB, serão utilizados três unidades de alocação totalizando 12 KB, restando 2 KB desperdiçados, pois o sistema não utiliza bytes restantes de uma unidade já ocupada. Sendo assim, quanto maior for a ocupação de uma unidade de armazenamento com o sistema FAT32, maior será o desperdício de espaço.

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NTFS : sistema de arquivos que possui maiores recursos de segurança de dados e praticamente inexiste desperdício de espaço.

 Disquetes - discos flexíveis (unidade magnética) – tamanho 1,44 MB

 CD - disco óptico (unidade óptica) – tamanho 700 MB

 CD-ROM: já vem gravado e serve apenas para leitura  CD-R: vem virgem e admite apenas uma gravação fechada, que pode ser executada em partes mantendo a seção aberta.  CD-RW: vem virgem, porém admite várias gravações

 DVD (unidade óptica) – tamanhos de 4,7 ou 9,4 GB, entre outros

DVD-ROM: que já vem gravado e serve apenas para leitura

DVD-R: este tipo é um dos que tem maior aceitação nos mais diversos aparelhos. É a melhor opção para a gravação de filmes, pois é aceito por praticamente todos os DVD- players, com exceção para alguns dos primeiros modelos. O DVD-R, assim como o seu antecessor CD-R, só aceita gravação uma única vez e, após isso, seus dados não podem ser apagados. Sua capacidade de armazenamento padrão é de 4,7 GB. DVD-RW: é equivalente ao CD-RW, pois permite a gravação e a regravação de dados. A grande maioria dos DVD-players recentes são totalmente compatíveis com DVD- RW, mas exigem que a mídia esteja fechada para executar filmes. Mídia "aberta" significa que você pode inserir dados de maneira gradativa, como em um disquete. Porém, se você fechá-la (isso é feito através do software de gravação), a gravação de novas informações é impossibilitada, sendo necessário formatar o DVD-RW para reutilizá-lo. Assim como seu "irmão" DVD-R, a capacidade de armazenamento padrão do DVD-RW é de 4,7 GB.

 Fita (unidade magnética) – Vários tamanhos 2, 4, 8, 12, 18, 120, 320 Gb

UNIDADES DE MEDIDA DE INFORMAÇÕES

A unidade que representa o volume de dados gravados em um disco ou outro dispositivo de armazenamento é o byte, que representa um caractere.

As outras grandezas são:

 1 bit = menor unidade de medida de informação (1(ligado) ou 0 (desligado)).  1 Byte (B) = conjunto de 8 bits  1 Kilobyte(KB) = 1024 bytes - 2^10 ;  1 Megabytes(MB) = 1024 kilobytes - 2^20 ;  1 Gigabyte(GB) = 1024 megabytes - 2^30 ;  1 Terabyte (TB) = 1024 gigabytes - 2^40.

PERIFÉRICOS DE ENTRADA

São chamados de periféricos de entrada os dispositivos utilizados para ativar comandos ou inserir dados a serem processados pelo computador, como por exemplo:

 Teclado  Mouse  Joiystick.  Caneta óptica

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O SISTEMA OPERACIONAL LINUX

Características Gerais

O sistema operacional Linux é composto por duas partes

principais:

Kernel - O kernel é o “núcleo” do sistema e é responsável pelas

funções de mais baixo nível, como o gerenciamento de memória,

gerenciamento de processos e da CPU. O kernel também é o

responsável pelo suporte aos sistemas de arquivos, dispositivos

e periféricos conectados ao computador, como placas SCSI,

placas de rede, de som, portas seriais, etc. Embora o kernel seja

uma parte importante do Linux, ele sozinho não constitui o sistema GNU/Linux. É

chamado Linux o conjunto do kernel e demais programas, como shells, compiladores,

bibliotecas de funções, etc.

Aplicações de Sistema - O kernel faz muito pouco sozinho, uma vez que ele só provê os

recursos que são necessários para que outros programas sejam executados. Logo, é

necessária a utilização de outros programas para implementar os vários serviços

necessários ao sistema operacional. As aplicações de sistemas são aquelas necessárias

para fazer com que o sistema funcione. Entre elas podemos citar o init, o getty e o syslog.

Uma distribuição LINUX consiste na organização do Kernel do programa e de todas as

demais aplicações que ela comporta. Existem distribuições bem pequenas – que cabem

em um disquete – e distribuições gigantescas – em mais de um DVD – variando seu

conteúdo e aparência.

Muitas destas versões são “não comerciais” (gratuitas) e outras são comerciais (pagas).

Mas todas elas têm o código fonte aberto.

Dentre as versões mais conhecidas, podemos citar:

MANDRIVA (= Conectiva + Mandrake)

KURUMIN (brasileira)

UBUNTU

SUSE

RED HAT – a mais usada mundialmente

SLACKWARE

DEBIAN

GENTOO

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O ambiente gráfico

No Linux a responsabilidade pelo ambiente gráfico não é do kernel e sim de um

programa especial, o XFree86. No entanto, este programa provê apenas as funções de

desenho de elementos gráficos e interação com a placa de vídeo. A interação final do

usuário com a interface gráfica se dá através de programas gerenciadores de janelas

(chamados de interfaces), como o KDE, o WindowMaker e o GNOME, e são eles os

responsáveis pela "aparência" do seu Linux.

Comparativo Windows x Linux

Para compararmos os dois sistemas, vamos levar em consideração o Windows, em

qualquer de suas versões, e o Núcleo (Kernel) do sistema Operacional LINUX, já que

existem várias versões de distribuição no mercado, cada qual regida por suas próprias

regras.

WINDOWS XP OU 7 LINUX

Proprietário Software Livre

Sistema Operacional Gráfico Sistema não Gráfico

Copyright CopyLeft – regido pela Licença GNU

Código Fechado Código Aberto

Software Comercial O Kernel não é comercial

Multiusuário e Multitarefa Multiusuário e Multitarefa

Não diferencia maiúsculas e minúsculas Diferencia maiúsculas e minúsculas

Utiliza extensões para identificar tipo de

arquivo

Não utiliza extensões para identificar tipo

de arquivo

Sistema de Arquivos FAT e NTFS Sistema de Arquivos EXT2, EXT3 e

ReiserFS

Gerenciando Arquivos e Pastas do Linux

No Windows temos uma estrutura baseada em letras identificando cada dispositivo

geralmente da seguinte forma:

Arquivos do sistema: Residem em C: onde temos os diretórios: Meus Documentos,

Arquivos de Programas, etc.

“Drive de disco flexível 3,5”: É acessado em A:

Unidade de CD-ROM: É acessado geralmente em D:

O caminho até um arquivo é descrito, por exemplo, dessa forma: C:\Meus

Documentos\arquivo.txt.

No GNU/Linux não temos essa estrutura baseada em letras, mas sim baseada em

pontos de montagem:

Arquivos do sistema: A partição que contém esses arquivos é chamada de raiz e seu

ponto de montagem é o “/. Numa estrutura padrão (aceitável para todas as versões)

teríamos, pelo menos, os seguintes diretórios: