Computação e Manipulação de Dados Informatizados


Compreendemos o PROCESSAMENTO DE INFORMAÇÃO como as ações que empreendemos sobre os dados informacionais. Essas operações podem assumir diversas formas, tais como:

- Ler, redigir, duplicar, traduzir, comunicar... - Categorização, ordenação, análise comparativa, arquivamento... - Cálculo, análise, e síntese... Por outro lado, o processamento de informações, ubiquamente presente em todas as atividades humanas, pode ser executado por nós mesmos ou com a assistência de diversos instrumentos e máquinas, tais como máquinas de escrever, calculadoras e computadores. Histórica evolução do processamento da informação. A dinâmica de processamento das informações tem se desenvolvido ao longo do tempo. Atualmente, é possível categorizar os métodos de tratamento em três tipos distintos:
- Tratamento manual: Ação realizada diretamente por indivíduos. Frequentemente, utilizamos instrumentos elementares, como lápis e ábacos. - Tratamento mecânico: envolve a utilização de dispositivos como calculadoras e máquinas de escrever, exigindo vigilância constante. Uma das pioneiras neste âmbito foi a prensa tipográfica de Gutenberg, datada do século XV. O processamento automático, por sua vez, é conduzido por computadores e máquinas automatizadas que manipulam informações de acordo com as diretrizes estabelecidas por um programa. Com a criação dos computadores no decorrer do século XX, emergiu a área da computação.
A Computação, enquanto disciplina da ciência da computação, dedica-se à otimização da eficiência e economia no tratamento de informações, utilizando para tal máquinas automáticas especializadas, conhecidas como computadores. Cada ação humana emprega um conjunto específico de informações, as quais devem ser manipuladas de maneira adequada:

- Um comerciante lida com aspectos como produtos, preços e clientes... Um arquiteto aplica fórmulas e elabora planos... Um estudante se dedica à análise de textos, à resolução de problemas e à realização de exercícios. Em todas as circunstâncias, a computação empenha-se em identificar o sistema de informação que otimiza o desempenho das atividades humanas. Os sistemas computacionais abordados pela Ciência da Computação são formados por uma combinação de máquinas, softwares e metodologias que são empregadas para o processamento de dados específicos. Sempre considera três etapas:

Os computadores são um sistema integrado de dispositivos, interconectados entre si, com a capacidade de processar informações de forma automatizada, de acordo com as diretrizes de um programa. Assim, os computadores transcendem a categoria de meros dispositivos simples; eles são formados por uma complexa rede de máquinas e instrumentos que operam de maneira sincronizada para realizar o processamento automático de informações. O conjunto de componentes físicos que integra um computador é denominado HARDWARE. Além disso, demandam sistemas que especificem o tipo de tratamento a ser aplicado às informações. Os programas utilizados pelos computadores são designados como SOFTWARE. Categorías de sistemas computacionales. Conforme a capacidade de armazenamento e a rapidez no processamento das informações, os computadores são categorizados em três grupos:


- GRANDES COMPUTADORES (mainframes).

 Grandes computadores projetados para gerenciar volumes substanciais de dados em alta velocidade, capazes de atender múltiplos usuários simultaneamente. São utilizados por corporações de grande porte e centros de pesquisa. 

-Miniature Computing Devices.

 Apresentam uma elevada capacidade e rapidez de operação, embora sejam inferiores aos quadros principais. Seu volume e a quantidade de usuários potenciais são, ademais, reduzidos. 

-Microcomputers. 

Computadores compactos, frequentemente designados para um único usuário, apresentam notável eficiência operacional e excelente velocidade de processamento. Incluem-se neste grupo os computadores pessoais.
Evolução histórica dos computadores. Ao longo dos últimos 50 anos, e devido ao rápido desenvolvimento da microeletrónica, o tamanho e o preço dos computadores continuaram a diminuir, enquanto a sua fiabilidade, velocidade e desempenho geral aumentaram continuamente. As principais etapas desta evolução foram as seguintes:
 
-Precursores dos computadores: O aparecimento dos computadores não foi um acontecimento repentino; Ao longo do tempo encontramos diversas máquinas mecânicas que tentam facilitar a realização de cálculos e automatizar alguns trabalhos: o somador de Pascal (XV), a calculadora de Leibniz (XVII), o motor analítico de Babbage (XIX), o classificador de tokens perfurados Hollerit (XIX). .
 
- Computadores eletromecânicos.

 Em 1944, Howard Aiken (EUA) construiu a MARK-1, a primeira calculadora programável. Foi programado conectando pinos externos, era enorme e não confiável... mas a era dos computadores começou.
 
- Computadores de válvulas eletrônicas (1946). 

Enormes computadores que usavam cartões perfurados para coletar dados e programas. O primeiro desses computadores foi o ENIAC (Eckert e Mauchly, EUA), um protótipo com finalidades científicas e militares, a partir do qual foram construídos outros modelos com abordagem mais comercial.
 
- Computadores transistorizados (1956). Grandes computadores com muitos terminais que utilizavam cartões perfurados e fita magnética para inserir dados e arquivar os resultados.


 A capacidade de armazenamento.

A celeridade no processamento de dados. Os dispositivos periféricos que podem ser gerenciados. Em virtude da dicotomia inerente aos computadores, que são essencialmente constituídos por circuitos biestáveis, os quais têm a capacidade de apenas identificar a presença ou ausência de eletricidade ou magnetismo, a Unidade Central é capaz de processar apenas aqueles dados apresentados na forma de linguagem binária, ou seja, fragmentados em bits. Portanto, qualquer tipo de caractere – seja letra, dígito ou símbolo, o que inserimos no computador, por meio do teclado, será convertido em um byte (sequência de bits) antes de ser enviado à Unidade Central. Dessa forma, o computador opera internamente com bytes e, ao apresentar um resultado ao usuário, realiza a conversão dos dados em caracteres visíveis por meio da tela ou da impressora. Os componentes que integram a Unidade Central incluem:


 Memória interna (ou memória principal): Local onde ficam armazenados os programas em execução e os dados correlacionados. Pode ser categorizada da seguinte forma:


 Memória ROM: Armazena os programas e dados fundamentais para a operação do computador, os quais não podem ser alterados pelo usuário. 
 - Kilobytes = 1.024 bytes (considerando-se 1.000 bytes)
- Megabytes = 1.000 Kilobytes
- Gigabytes = 1.000 Megabytes = 1.000.000 Kilobytes
- Terabytes = 1.000 Gigabytes = 1.000.000 Megabytes
 A Unidade Central de Processamento (CPU) compreende a Unidade Aritmético-Lógica (UAL) e é frequentemente constituída por um microprocessador, incumbida da execução de programas e da supervisão da operação de todo o sistema. As características preponderantes de uma Unidade Central são a sua confiabilidade e a sua velocidade. A velocidade é determinada pela quantidade de bits que o microprocessador é capaz de processar simultaneamente em seus registros, assim como pela frequência de seu relógio interno. Computadores contemporâneos são capazes de operar em frequências que ultrapassam 2 GHz.

 Controlador de periféricos: incumbido de regular as operações dos dispositivos periféricos vinculados à Unidade Central, incluindo, mas não se limitando a, teclados, monitores, impressoras, modems e unidades de armazenamento. Os periféricos são interligados à Unidade Central através de interfaces designadas, comumente conhecidas como portas, conectores ou slots de expansão. Os barramentos constituem as vias de comunicação entre os componentes internos da Unidade Central. Há três categorias de barramento: o barramento de dados, que consiste em 8, 16 ou 32 fios paralelos através dos quais transitam os caracteres integrantes dos programas e dados. Barramento de endereços: Facilita a transmissão de números que correspondem a endereços de memória, tipicamente configurado com 20 ou 32 condutores. Barramento de controle: Responsável pela transmissão de sinais de controle.


OS PERIFÉRICOS E INTERFACES DE COMUNICAÇÃO


 Esses dispositivos possibilitam à Unidade Central do computador, encarregada do processamento de informações, estabelecer uma comunicação eficaz com os usuários. Há uma variedade de categorias de periféricos:
 Periféricos de entrada (input devices)
Facilitam a inserção de dados e programas no sistema computacional. Os periféricos de entrada mais prevalentes incluem:


 TECLADO: O principal dispositivo de entrada. Em geral, possui 102 teclas e possibilita a inserção de caracteres na memória volátil do computador. 

RETORNO: Transfere os caracteres para a memória de trabalho. 

SUPR, BACKSPACE: These commands are utilized to eliminate characters. 

SHIFT: Alter the function of keys, such as CAPS LOCK. 

ALT e CTRL: Utilizados em combinação com outras teclas para executar comandos adicionais. 

RATÃO (MOUSE): Um dispositivo empregado para a manipulação do cursor na interface visual da tela. As categorias englobam:
 Macintosh (de um botão)
Microsoft (de dois botões)
Mouse Systems (de três botões)


 TABLETA GRÁFICA: Utilizada para ilustração com um lápis magnético. Amplamente empregada na área do design gráfico. 

ESCÂNER: Facilita a digitalização de imagens, possibilitando sua integração ao computador. Pode ser de mesa ou operada manualmente. 

LEITOR DE CARACTERES ÓPTICOS (OCR): Captura caracteres de documentos e os transforma em formato digital. 

LEITOR DE BARRAS: Dispositivo que decodifica códigos de barras, comumente utilizados em ambientes comerciais. 

MICRÓFONO: Facilita a captação de áudio para o processamento no computador, abrangendo também aplicativos de reconhecimento de voz. 

CÂMERA DE VÍDEO: Registra imagens cinéticas, possibilitando a edição e a adaptação de conteúdos audiovisuais. 

PANTALLA TÁCTIL (Touch Screen): Facilita la entrada de datos mediante el contacto directo con la pantalla. Dispositivos de saída (output devices) são responsáveis por apresentar ao usuário os resultados processados pelo computador.

MONITOR: Exibe as imagens criadas pelo sistema computacional. Há monitores CRT, LCD e de alta definição, cujo suporte abrange desde resoluções de 320x200 até patamares superiores. 

IMPRESSORA: Dispositivo responsável por transformar dados digitais do computador em uma representação impressa. Pode manifestar-se através de tecnologias de contato, laser, jato de tinta ou térmica. 

TRAÇADOR (PLOTTER): Utilizado para a impressão de plantas e gráficos em formatos de grande dimensões. 

ALTAVOCES: Facilitan la reproducción de audio proveniente del ordenador, incluyendo música y voces. 

SINTETIZADOR DE VOZ: Transforma sinais digitais em áudio, possibilitando que o computador emita vocalizações. Dispositivos de Armazenamento
Referem-se a unidades permanentes que retêm dados no sistema computacional:
 DISCO FLEXÍVEL (FLOPPY DISK): Dispositivos que permitem a leitura e gravação de informações em discos magnéticos flexíveis. 

DISCO RÍGIDO (HARD DISK): Capaz de armazenar vastas quantidades de dados, apresentando desempenho superior e maior confiabilidade em comparação aos discos flexíveis. 

CD-ROM/DVD: Dispositivos de leitura ótica projetados para processar extensos volumes de informações. 

CINTA MAGNÉTICA (DATACARTIDGE): Processos de leitura e gravação de dados em mídias magnéticas. Dispositivos de comunicação periféricos
Facilitam a troca de informações entre sistemas computacionais:


MÓDEMS: estabelecem uma conexão entre o computador e uma linha telefônica para transmissão de dados. 


CARTÕES ADAPTATIVOS RDSI/ADSL: Facilitam a conexão de computadores a redes digitais, permitindo uma comunicação mais rápida. 
TARJETA DE CONEXIÓN A REDES (LAN): Facilita a interconexão de computadores em redes locais. 


MULTIPLEXERES: Facilitam a transmissão de mensagens provenientes de diversos computadores através de uma única linha de comunicação. Interfaces de comunicação referem-se a cabos e dispositivos que facilitam a interação entre a Unidade Central e seus periféricos, permitindo a transferência de dados e a transferência de comandos.

  1. Estudo do problema ou tarefa que desejamos que o computador resolva, análise e determinação das partes em que pode ser dividido.
  1. Elaboração do algoritmo do programa, ou seja, descrição detalhada (em qualquer linguagem) das ações que o computador deve executar para realizar a tarefa.
  1. Elaboração do programa: tradução do algoritmo para uma linguagem que o computador possa entender.
  • Linguagens de programação: são usadas para escrever programas. Podemos distinguir três tipos:
  1. Linguagens de nível máquina: utilizam apenas os sinais 0 e 1. Programar com elas é lento e complicado.
  1. Linguagens de montagem (assembler): mais fáceis que as anteriores, pois usam códigos mnemônicos.
  1. Linguagens de alto nível: próximas à nossa linguagem habitual, facilitam a programação. Exemplos incluem FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, LOGO, C e PROLOG.
  • MS/DOS: já em desuso, com comandos como DIR, FORMAT, e COPY.
  • Mac OS/Systems: utilizado nos computadores Macintosh.
  • Windows: sistema operacional mais utilizado mundialmente, proporcionando um ambiente de trabalho amigável.
  • Linux: gratuito e em expansão.
  • Processadores de texto (Microsoft Word)
  • Gestores de bases de dados (Microsoft Access)
  • Planilhas de cálculo (Microsoft Excel)
  • Editores gráficos (Microsoft Paint, Photoshop)
  • Programas de comunicação (para navegação ou envio de arquivos)

- Computadores baseados em circuitos integrados (1965). Já eram minicomputadores que normalmente usavam teclado e tela e armazenavam informações em discos magnéticos como o IBM 360 e o UNIVAC 90.

- Computadores baseados em microprocessador (1971). Eles permitiram reduzir ainda mais o tamanho de todos os computadores e principalmente na produção de microcomputadores pequenos e potentes, como os computadores pessoais.

Características dos computadores. Os computadores são máquinas automáticas que processam informações (cálculo, cópia, organização...) seguindo as instruções dos programas e sem a necessidade de intervenção humana contínua. Entre suas funcionalidades podemos destacar:

 - Eles são programáveis. Eles executam as instruções que recebem por meio de um programa.

- Versatilidade. Podemos fazer vários trabalhos: escrever cartas, traçar planos, controlar outras máquinas, explicar uma lição, jogar xadrez...

- Interatividade. Eles mantêm diálogos com seus usuários e agem com base em suas ordens e ações.

- Capacidade de armazenamento. Eles armazenam grandes quantidades de informações em discos muito pequenos.

- Velocidade. Eles fazem trabalhos mais rápido que as pessoas... E geralmente não cometem erros.

 Os elementos físicos dos computadores são designados pelo nome genérico de HARDWARE e são agrupados em:

 - A unidade central, que processa a informação.

- os periféricos, através dos quais a informação entra no computador e comunica os resultados do seu processo aos usuários.

A UNIDADE CENTRAL (Central Unit) é responsável por armazenar e executar os programas que introduzimos na memória, além de gerir o funcionamento global do computador. A sua potência é influenciada pelos seguintes elementos:


Memória RAM: Uma forma de memória volátil que armazena os programas e dados atualmente em utilização. Pode ser convencional, elevada ou ampliada, dependendo de sua localização. 

Memória de configuração: Embora também seja volátil, preserva seu conteúdo enquanto estiver sob a alimentação de uma bateria. Armazena informações de configuração, tais como hora e data.

 A memória pode ser conceptualizada como uma vasta matriz de células organizadas, nas quais cada caractere, convertido em byte, ocupa uma dessas unidades, denominadas registros de memória. Cada célula possui um identificador sequencial que serve como seu endereço na memória. A memória de um computador é definida pela quantidade de registros que ele contém, refletindo assim a capacidade total de bytes que pode ser armazenada. As medições são realizadas utilizando as seguintes unidades:

Denominamos software aos elementos lógicos dos computadores, ou seja, os programas que os utilizam. Os programas que fazem o computador funcionar não têm uma natureza física. Embora possam ser transferidos para diferentes suportes (disco, fita, papel...), sua natureza é exclusivamente lógica, sendo simples listagens que indicam ao computador como deve realizar determinadas tarefas.

O processo de elaboração de um programa é muito laborioso e inclui as seguintes etapas:

Podemos distinguir vários tipos de programas:

Como os computadores só entendem a linguagem de máquina, ao programar em linguagens de montagem ou de alto nível, é necessário usar programas tradutores que convertem o programa final para linguagem de máquina.

Os sistemas operacionais são programas responsáveis pela comunicação entre a Unidade Central e seus periféricos (teclado, tela, unidades de disco...) e permitem o controle do computador através de uma série de comandos. Existem sistemas operacionais para um único usuário (MS/DOS, Windows) e para múltiplos usuários (Unix, Xenix).

Os programas mais utilizados para computadores pessoais incluem:

Existem também aplicações de uso geral, como:

Além disso, há aplicações específicas usadas em áreas como contabilidade, design gráfico, educação, etc