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Arquitetura e componentes de computadores. Estudo pessoal

Matemática computacional
As Tabelas-Verdade fornecem um teste rigoroso e completo para a validade ou invalidade de formas de argumento da Logica Proposicional, alem de se constituir em um algoritmo. Quando existe um algoritmo que determina se as formas de argumento expressaveis num sistema formal sao validos ou n~ao, esse sistema e dito decidvel. Desta forma, eles garantem a decidibilidade da Logica Proposicional.

O Condicional normalmente parece um conceito bastante confuso para o iniciante, principalmente quando se tenta converter um condicional expresso em Português para uma forma simbolica.

Os circuitos de um computador que executam operações sobre dados, tais como adição e subtração, são isolados em uma região chamada Unidade Central de Processamento UCP (CPU – Central Processing Unit), ou processador.

Os dados que estão armazenados na memória principal do computador são transferidos através de barramentos que interligam estes componentes.

A comunicação com o mundo externo, os usuários, se dá pelos dispositivos de Entrada e Saída (E/S). A comunicação entre o computador e estes dispositivos se dá através dos controladores de cada dispositivo de E/S. Em computadores comuns, estes controladores correspondem placas de circuito encaixadas na placa principal do computador (placa mãe). A arquitetura básica de um computador, demonstrando a organização de seus componentes básicos.

Esta seção apresenta uma descrição sobre cada unidade desta Arquitetura, descrevendo seus componentes e funções básicas.

Ate este momento, examinamos a logica simbolica considerando apenas proposicoes. As tecnicas de inferencia se restringiam a suposicao de que as premissas e as conclus~es fossem proposicoes.

No entanto, a logica proposicional possui um poder de representac~ao limitado, nao sendo sufi ciente para expressar muitas coisas obvias e elementares, por exemplo, o fato de duas formulas atomicas possurem algumas caractersticas em comum. Para isto, se introduz o conceito de Predicado em uma formula at^omica.

A logica que se baseia na analise dos predicados em qualquer proposic~ao e chamada Logica de Predicados. A Logica de Predicados se preocupa em introduzir nocoes logicas para expressar qualquer conjunto de fatos atraves de tres tipos de expressoes: termos, predicados e quanti cadores.
Calculo de Predicados e a extensao do Calculo Proposicional em que se consideram variaveis e quanti cadores sobre variaveis. Os dois quanti cadores mais importantes s~ao o quanti cador universal e o existencia

Os conjuntos numéricos reúnem diversos conjuntos cujos elementos são números. Eles são formados pelos números naturais, inteiros, racionais, irracionais e reais.

Confira abaixo as características de cada um deles tais como conceito, símbolo e subconjuntos.

Conjunto dos Números Naturais (N)

O conjunto dos números naturais é representado por N. Ele reúne os números que usamos para contar (incluindo o zero) e é infinito.

Subconjuntos dos Números Naturais

  • N* = {1, 2, 3, 4, 5…, n, …} ou N* = N – {0}: conjuntos dos números naturais não-nulos, ou seja, sem o zero.
  • Np = {0, 2, 4, 6, 8…, 2n, …}, em que n ∈ N: conjunto dos números naturais pares.
  • Ni = {1, 3, 5, 7, 9…, 2n+1, …}, em que n ∈ N: conjunto dos números naturais ímpares.
  • P = {2, 3, 5, 7, 11, 13, …}: conjunto dos números naturais primos.

Conjunto dos Números Inteiros (Z)

O conjunto dos números inteiros é representado por Z. Reúne todos os elementos dos números naturais (N) e seus opostos. Assim, conclui-se que N é um subconjunto de Z (N ⊂ Z):

Subconjuntos dos Números Inteiros

  • Z* = {…, –4, –3, –2, –1, 1, 2, 3, 4, …} ou Z* = Z – {0}: conjuntos dos números inteiros não-nulos, ou seja, sem o zero.
  • Z+ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, …}: conjunto dos números inteiros e não-negativos. Note que Z+ = N.
  • Z*+ = {1, 2, 3, 4, 5, …}: conjunto dos números inteiros positivos e sem o zero.
  •  = {…, –5, –4, –3, –2, –1, 0}: conjunto dos números inteiros não-positivos.
  • Z* = {…, –5, –4, –3, –2, –1}: conjunto dos números inteiros negativos e sem o zero.

Conjunto dos Números Racionais (Q)

O conjunto dos números racionais é representado por Q. Reúne todos os números que podem ser escritos na forma p/q, sendo p e q números inteiros e q≠0.

Q = {0, ±1, ±1/2, ±1/3, …, ±2, ±2/3, ±2/5, …, ±3, ±3/2, ±3/4, …}

Note que todo número inteiro é também número racional. Assim, Z é um subconjunto de Q.

Subconjuntos dos Números Racionais

  • Q* = subconjunto dos números racionais não-nulos, formado pelos números racionais sem o zero.
  • Q+ = subconjunto dos números racionais não-negativos, formado pelos números racionais positivos e o zero.
  • Q*+ = subconjunto dos números racionais positivos, formado pelos números racionais positivos, sem o zero.
  • Q = subconjunto dos números racionais não-positivos, formado pelos números racionais negativos e o zero.
  • Q* = subconjunto dos números racionais negativos, formado números racionais negativos, sem o zero.

Conjunto dos Números Irracionais (I)

O conjunto dos números irracionais é representado por I. Reúne os números decimais não exatos com uma representação infinita e não periódica, por exemplo: 3,141592… ou 1,203040…

Importante ressaltar que as dízimas periódicas são números racionais e não irracionais. Elas são números decimais que se repetem após a vírgula, por exemplo: 1,3333333…

Conjunto dos Números Reais (R)

O conjunto dos números reais é representado por R. Esse conjunto é formado pelos números racionais (Q) e irracionais (I). Assim, temos que R = Q ∪ I. Além disso, N, Z, Q e I são subconjuntos de R.

Mas, observe que se um número real é racional, ele não pode ser também irracional. Da mesma maneira, se ele é irracional, não é racional.

Subconjuntos dos Números Reais

  • R*= {x ∈ R│x ≠ 0}: conjunto dos números reais não-nulos.
  • R+ = {x ∈ R│x ≥ 0}: conjunto dos números reais não-negativos.
  • R*+ = {x ∈ R│x > 0}: conjunto dos números reais positivos.
  • R– = {x ∈ R│x ≤ 0}: conjunto dos números reais não-positivos.
  • R* = {x ∈ R│x < 0}: conjunto dos números reais negativos.

Intervalos Numéricos

Há ainda um subconjunto relacionado com os números reais que são chamados de intervalos. Sejam e b números reais e a < b, temos os seguintes intervalos reais:

Intervalo aberto de extremos: ]a,b[ = {x ∈ R│a < x < b}

Intervalo aberto

Intervalo fechado de extremos: [a,b] = {x ∈ R│a ≤ x ≤ b}

Intervalo fechado

Intervalo aberto à direta (ou fechado à esquerda) de extremos: [a,b[ = {x ∈ R│a ≤ x < b}

Intervalo aberto à direita

Intervalo aberto à esquerda (ou fechado à direita) de extremos: ]a,b] = {x ∈ R│a < x ≤ b}

Intervalo aberto à esquerda

Propriedades dos Conjuntos Numéricos

Diagrama de conjuntos numéricos

Diagrama dos conjuntos numéricos

Para facilitar os estudos sobre os conjuntos numéricos, segue abaixo algumas de suas propriedades:

  • O conjunto dos números naturais (N) é um subconjunto dos números inteiros: Z (N ⊂ Z).
  • O conjunto dos números inteiros (Z) é um subconjunto dos números racionais: (Z ⊂ Q).
  • O conjunto dos números racionais (Q) é um subconjunto dos números reais (R).
  • Os conjuntos dos números naturais (N), inteiros (Z), racionais (Q) e irracionais (I) são subconjuntos dos números reais (R).

Para saber mais sobre matemática baixe esta apostila

4.1.1. Memória Principal

A memória do computador consiste numa coleção de registradores numerados consecutivamente (endereçados), onde cada um possui um tamanho denominado de tamanho da palavra, que pode variar em 16, 32, 64 e 128 bits, com a palavra de 32 bits sendo a mais comum hoje em dia, e a palavra de 64 bits aumentando de popularidade.

Cada registrador tem um endereço, chamado de localização na memória, estas são organizadas linearmente em ordem consecutiva. O número único que identifica cada palavra é chamado de endereço.

A memória possui um espaço de endereçamento representado pelo tamanho em bits do seu endereço, logo, um espaço de endereçamento de 32 bits pode acessar qualquer palavra de memória em qualquer lugar no intervalo de 0 a 232-1.

O espaço de endereçamento pode ser dividido em regiões distintas usadas pelo sistema operacional, dispositivos de E/S, programas de usuário e pilha do sistema operacional.

Figura 4.2. Mapa de Memória do Computador

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As regiões ilustradas na Figura 4.2, “Mapa de Memória do Computador” compõem um possível mapa de memória. Os endereços acima de 2048 são reservados para uso do sistema operacional. O espaço do usuário é onde um programa do usuário será carregado. A porção do espaço de endereçamento entre 231 e 232 – 1 está reservada para dispositivos de E/S.

É importante manter clara a distinção entre o que é endereço e o que é dado. Uma palavra na memória, pode ter distintas representações dependendo do seu uso. Ela pode armazenar uma instrução contendo a operação e os operandos (dados de entrada) para a realização de uma específica operação, mas também pode armazenar o endereço de uma outra região de memória. Logo, o endereço é um apontador para uma posição de memória que contém dados, e estes são informações significativas para a realização de alguma atividade no computador, ou a representação de alguma informação.

4.1.2. Unidade Central de Processamento (UCP)

A Unidade Central de Processamento, ilustrada na Figura 4.3, “Componente lógicos da UCP”, é composta por duas partes principais: a unidade lógica e aritmética (ULA), formada por circuitos que manipulam os dados através de operações binárias (dois operandos) e unárias (um operando). Exemplos incluem a soma e operadores lógicos: andor e not. E a unidade de controle, cujos circuitos são responsáveis por coordenar as operações da UCP.

Para o armazenamento e a comunicação entre estas duas unidades a UCP contém circuitos de armazenamento chamados de registradores, que se assemelham às células de armazenamento da memória principal.

Alguns registradores funcionam como posições intermediárias de armazenamento para os dados manipulados pela UCP. Nestes registradores são armazenados os dados de entrada para a ULA e ainda proporcionam um local de armazenamento para o resultado das operações.

Os dados a serem manipulados pela ULA tem origem na memória principal, sendo de responsabilidade da unidade de controle transferir estes dados aos registradores, informar à ULA sobre quais registradores estão os dados de entrada, ativar o circuito da operação apropriada e informar em que registrador deve guardar o resultado da operação.

A transferência desta informação oriunda da memória principal se dá através do barramento que é responsável por transmitir padrões de bits entre a UCP, os dispositivos de E/S e a memória principal.

Executar uma simples operação de soma é mais complexo que apenas somar estes números. Coordenado pela unidade de controle, os registradores intermediam a comunicação da memória principal e a ULA. Este processo pode ser resumido assim:

Passos

  1. Obter da memória um dos valores da soma e guardar em um registrador;
  2. Obter da memória o outro número a ser somado e armazená-lo em outro registrador;
  3. Acionar o circuito de adição tendo os registradores do passo 1 e 2 como entrada, e escolher outro registrador para armazenar o resultado;
  4. Armazenar o resultado na memória principal;
  5. Finalizar operação.

4.1.3. Unidades de Entrada/Saída

Entrada/Saída (E/S) compreende todas as maneiras como o computador se comunica com os usuários e outras máquinas ou dispositivos. Os dispositivos de entrada aceitam dados e instruções do usuário, os dispositivos de saída retornam os dados processados.

Os dispositivos de saída mais comuns são a tela de vídeo, conhecida como monitor, e a impressora. Os dispositivos de entrada mais conhecidos são teclado e mouse. Os sistemas de multimídia possuem alto-falante como saída e microfone como entrada adicional.

Os dispositivos de E/S trabalham com a memória do computador do seguinte modo: os dados captados pelos dispositivos de entrada são representados em pulsos elétricos e transmitidos ao computador, ali estes pulsos são convertidos em dados binários e armazenados na memória do computador. No caminho inverso, a informação binária é transformada em pulso elétrico e encaminhada para o dispositivo de saída especialista para tratá-lo e gerar uma saída ao usuário.

Um dispositivo especial de E/S de um computador é o disco rígido (HD), nele são armazenados todos os dados que devem persistir num sistema computacional, mesmo na ausência de energia. Todos os programas que não estão em execução se encontram no disco, seu único problema é o tempo excessivo para a recuperação e escrita de uma informação, havendo assim a necessidade de se trabalhar com a memória volátil (memória principal), mais rápida, porém mais cara.

4.1.4. O Modelo de Barramento

O objetivo do barramento é reduzir o número de interconexões entre a UCP e seus subsistemas. Em lugar de mantermos um caminho de comunicação entre a memória e cada um dos dispositivos de entrada e saída, a UCP é interconectada com os mesmos via barramento de sistema compartilhado.

Figura 4.4. Modelo de Barramento do Computador

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Os componentes são interconectados ao barramento da forma ilustrada na Figura 4.4, “Modelo de Barramento do Computador”. A UCP gera endereços que são colocados no barramento de endereços, e a memória recebe endereços do mesmo. O caminho inverso desta operação não é possível, como pode ser observado na figura.

Durante a execução de um programa, cada instrução é levada até à ULA (Unidade Lógica e Aritmética) a partir da memória, uma instrução de cada vez, junto com qualquer dado que seja necessário para executá-la. A saída do programa é colocada em um dispositivo, tal como display de vídeo ou disco. A comunicação entre os três componentes (UCP, memória e E/S) é feita sempre pelos barramentos.

Características físicas e manutenção dos principais periféricos

Os periféricos são dispositivos instalados junto ao computador, cuja a função é auxiliar na comunicação homem/máquina. Estes dispositivos poderão estar na periferia (em torno) do computador ou dentro do próprio gabinete. O gabinete é uma caixa metálica na horizontal ou vertical, que tem a função de servir como suporte à placa-mãe, drives de comutação e outros dispositivos eletrônicos. Nele são conectados os periféricos. Geralmente, os gabinetes dos PC’s possuem chaves de comutação:

  • I/O ou On/Off – sua função é ligar ou desligar o computador.
  • Reset – este botão corta momentaneamente a alimentação elétrica fornecida à memória RAM, forçando a reinicialização do Sistema Operacional.
  • Turbo – tem a função de acelerar ou desacelerar a velocidade de processamento do computador. Nos computadores atuais esta chave caiu em desuso devido a existência de um único modo de funcionamento.

Periféricos de entrada-saída

O usuário ao utilizar o computador, precisa de meios que permitam a entrada de desejados e a conseqüente saída. Para isso existem os periféricos de entrada e saída. O periférico de entrada mais comum é o teclado, e o de saída é o monitor de vídeo do computador. No caso dos periféricos de entrada, além do teclado existem vários outros meios que permitem a entrada dos dados, alguns deles são:

  • Fita magnética
  • Caneta óptica
  • Cartão magnético
  • Teclado
  • Mouse
  • Scanner
  • Joystick (utilizados para manipulação de jogos)
  • Microfones, Etc.

A voz está sendo usada como dispositivo de entrada, mas devido a grande variedade de padrões de voz dos seres humanos, é difícil o desenvolvimento nesta área.

O monitor de vídeo é um dispositivo de saída temporário pois caso a energia seja interrompida as informações que estavam na tela serão perdidas, desta forma para que haja uma fonte de consulta permanente é preciso recorrer a outros periféricos de saída existentes, como por exemplo:

  • Impressora
  • Plotters
  • Microfilme
  • Caixas de som, etc.

FITAS MAGNÉTICAS

São encontradas dois tipos: de rolo (Open Reel Tape) e as cassete (Data Cassete). As fitas de rolo são normalmente utilizadas em computadores de grande porte.Também são utilizadas para cópias de segurança de arquivos. Como desvantagem apresentam uma certa lentidão operacional e somente permitem leitura seqüencial. As fitas cassete, utilizadas em computadores pequenos e de tecnologia antiga, apresentam as mesmas desvantagens das fitas de rolo, e geralmente apresentam erros de leitura após alguns dias de sua gravação ou mesmo se lida em um drive diferente. Foram substituídas pelos discos flexíveis e estes estão sendo substituídos por discos zip. A tendência é a substituição de “leitura/gravação magnética” para “leitura/gravação ótica” como encontrados nos compact disks de leitura/escrita.

CANETA ÓPTICA

Possui o formato de uma caneta comum, mas em sua extremidade possui um sinal luminoso, capaz de interpreta diferenças entre o preto e o branco, como usado em código de barras.

TECLADO

O teclado é utilizado para entrada de caracteres que são interpretados no programa e executados no computador. A família dos PCs possui um teclado padrão conhecido como enhanced, com 101 teclas.

Principais teclas utilizadas:

  • DEL/DELETE – possui a função de apagar os dados selecionados no computador
  • SHIFT – possui função de fixar os caracteres em letra maiúscula, e obter alguns caracteres posicionados na parte superior das teclas
  • INS/INSERT – sua função é ativar o modo de inserção de texto e, quando este já estiver ativado, desativá-lo. Assim qualquer caractere digitado é inserido onde estiver o ponto de inserção dentro do texto.
  • CRTL – esta tecla gera comandos especiais quando utilizada em conjunto com outra tecla. Esses comandos dependem do comando em uso.
  • CAPS LOCK – quando ativado, qualquer caractere será interpretado como maiúsculo, valido somente para teclas alfabéticas. Precionando a tecla novamente o comando será desativado.
  • ESC – geralmente usada para abandonar um programa ou um procedimento, causado por acidente.
  • TAB – usado em programas editores de texto com a função de avançar a tabulação do texto.
  • ALT – permite o uso extra de algumas teclas. É inativa.
  • ENTER – as teclas ENTER e RETURN possuem funções idênticas, confirmando a entrada de dados no computador.
  • BACKSPACE – retrocede o cursor, apagando o caractere imediatamente à esquerda do mesmo.
  • HOME – refere-se a um deslocamento do cursor, levando-o ao início de algo.
  • END – o inverso de HOME
  • PAGE UP – desloca o cursor uma tela acima
  • PAGE DOWN – desloca o cursor uma tela a baixo
  • SETAS – desloca o cursor no sentido indicado

MOUSE

O mouse é um dispositivo de entrada do computador com botões de controle (geralmente dois ou três). É movido com a mão sobre uma superfície plana Possui um cursor que se movimenta pela tela do computador, acompanhando o movimento da mão do usuário.

SCANNERS

Convertem imagens, figuras, fotos, para um código de um programa específico, dando condições de transportar a imagem para a tela do computador e ainda para imprimir.

Temos três tipos de scanners:

  1. Scanners alimentados por folhas: tem rolamentos mecânicos que movem o papel pela cabeça de varredura. Possui uma precisão, mas trabalha apenas com papel de tamanho normal.
  2. Scanner manual: a cabeça de varredura é movida pela mão.
  3. Scanner de mesa: o mais caro, tem o seu funcionamento semelhante a de uma máquina fotocopiadora.

SISTEMAS DE VÍDEO

O sistema de vídeo é a parte mais importante do computador, pelo fato de que é o componente que mais interage com o usuário. E ele se divide em duas partes: um adaptador de vídeo (placa de vídeo) e um monitor.

a) Placa de vídeo: Utilizada para obter uma boa qualidade gráfica.

Terminologia:

Pixels: pixel é o menor elemento da imagem. É portanto, a menor área da tela cuja cor e brilho podem ser controlados;

Resolução da Tela: a resolução define a nitidez da imagem em uma tela em função do número de pixels;

Resolução de Caracter: um caracter é apresentado em um determinado modo de texto, o que significa que é feita a iluminação de determinados pixels dentro de áreas deste caracteres;

Razão de Imagem: a razão de imagem é uma relação entre largura e altura da tela;

Resolução em Pixels: o número de pixels pode ser calculado dividindo-se a dimensão da tela pelo passo dos pontos;

Modos de Vídeo: os monitores de vídeo são capazes de operar em diversos modos de vídeo, sendo que cada um possui uma relação específica;

  • Modo Gráfico: para poder transmitir linhas, círculos ou desenhos, o adaptador de vídeo tem que endereçar e controlar cada pixel em cada linha horizontal;
  • Modo Alfa – Numérico: é o modo texto. O adaptador de vídeo tem que endereçar o conjunto de linhas necessárias para formar um caractere de texto. Por exemplo: se a resolução é 720 x 400 pixels e o box do caractere (área) é uma matriz de 9 x 16, então o formato do texto é 80 caracteres por linhas de texto e 25 linhas por tela;

Existem diversos padrões de monitor de vídeo, conforme sua resolução gráfica. Os modos de vídeo mais comuns são:

Siglas:

  • CGC: Color Graphics Adapter
  • EGA: Enhanced Graphics Adapter
  • MCGA: Padrão Específico de Fabricante
  • VGA:Video Graphics Array
  • MDA: Adaptador de Vídeo Monocromático
  • 8514/A:Micro Channel Architecture
  • 8515/A: IBM
  • PCG:Professional Graphics Controller

Os padrões mais utilizados são:

  • VGA – possui umas resolução de 640 pontos horizontais por 480 linhas.
  • SVGA – pode chegar a uma resolução de 1024 por 768 pontos.

Varredura: a tela é percorrida da esquerda para a direita e de cima para baixo, perfazendo a seguinte contagem de pixels por tela. (80 colunas, 25 linhas);

Frequência Horizontal: durante cada período de varredura, o feixe de elétrons tem que fazer várias centenas de passagens horizontais pela tela;

Principais Valores de frequência horizontal:

  • MDA:  18,43 Hz
  • CGA:  15,70 Hz
  • EGA:  15,70 Hz
  • VGA:  31,46 Hz

Frequência Vertical: em TV, a frequência é de 60Hz. No monitor de vídeo, a frequência vertical dependerá do modo de vídeo, conforme analisamos no link anterior;

Principais Valores da Frequência Vertical

  • MDA:  50,08 Hz
  • CGA:  59,92 Hz
  • EGA:  60,03 Hz
  • VGA:  70,08 Hz

b) Monitores de vídeo

Onde são mostradas as informações, permitindo a comunicação direta do usuário com o sistema do computador.

Encontramos monitores de vídeo do tipo:

  • Monocromático: utiliza apenas uma cor no fundo preto, branco ou âmbar.
  • Policromáticos: apresentam diferentes resoluções gráficas e cores. Isto acontece devido ao números de pontos ou Pixels (Picture Elements) que contém a tela.

Hoje podemos encontrar também telas de cristal líquido, utilizadas em lap tops, também conhecidos como notebooks, computadores pessoais que podem ser transportados a qualquer lugar, funcionando através de uma bateria, sem exigir eletricidades para serem ligados.

IMPRESSORA

Dispositivo de saída utilizado para emissão de listagens de dados ou fontes de programas. As impressoras são classificadas, quanto a forma de comunicação, como Seriais ou Paralelas, e a tecnologia de impressão pode ser Laser, Jato de Tinta, Matriciais de Impacto, entre outras. É através dela que os dados são fixados no papel, é sem dúvida a mais importante saída de dados. Existem vários tipos de impressoras, tanto de baixa velocidade como de alta velocidade. Algumas possuem definição melhor que a outra, algumas imprimem em preto e branco e outras, colorido. Alguns tipos mais comuns de impressoras são:

  • Matriciais: semelhante à máquina de escrever, ela é muito útil onde se faz necessário a impressão de formulários de várias vias. A cabeça de impressão de uma matricial possui de 9 a 48 agulhas, também chamadas pinos de impressão alinhadas verticalmente. Essas cabeças movimentam-se em direção ao papel e tocam uma fita de tinta que projeta o caracter no papel. Ou seja, o papel é puxado através de um rolo e as letras são formadas quando agulhas batem com impacto na em cima do papel.
  • Jato de tinta: As Impressoras a Jato de Tinta possuem resolução muito boa (tão boa quanto a impressão de uma Laser) mas se assemelha a uma matricial: ambas possuem cabeças de impressão que percorrem toda a extensão da página, colocando uma linha de texto completa a cada passada. Esse movimento mecânico coloca as impressoras a Jato de Tinta na mesma classe das matriciais, em termos de velocidade, porém elas depositam tinta em pontos bem menores que as de impacto. O preço das impressoras a jato de tinta geralmente fica próximo das matriciais e são perfeitas em termos de custo, velocidade e qualidade. A grande diferença entre as impressoras a jato de tinta e suas duas primas está na cabeça de impressão. Utilizando uma tecnologia especial a impressora Jato de Tinta espalha pequenas gotas de tinta no papel. Ou seja, através de uma placa refletora as gotas de tinta caem no papel de acordo com a configuração desejada.

Impressora Jato de tinta

  • Laser: A Impressora Laser tem como ancestral a máquina fotocopiadora, pois usa um um módulo de impressão que usa o mesmo pó negro das máquinas xerox (cartucho de toner). Apesar disso, as impressoras laser apresentam o mais alto grau de tecnologia de impressão, incluindo o tratamento de imagens por laser, a movimentação precisa do papel e um microprocessador que controla todas essas tarefas. A impressão laser possui altíssima qualidade gráfica e funciona realizando os seguintes processos: ela interpreta os sinais vindos do computador, convertendo tais sinais em instruções que controlam o movimento do feixe de laser; movimenta o papel e vai polarizando-o com o laser o papel de forma que ele atraia o toner negro que irá compor a imagem e fundir o toner já polarizado no papel. O resultado é uma impressão excelente. A Impressora Laser não só produz cópias mais rapidamente que a impressora matricial, como as páginas são também mais fielmente detalhadas que as produzidas em matriciais.

PLOTTER

É um dispositivo mecânico usado para impressão de gráficos em folhas de papel. A dimensão do papel varia de acordo com o modelo, cobrindo desde o tamanho A0 até A4 geralmente utilizados em projetos de engenharia e outros. O mercado oferece os modelos que utilizam penas, tecnologias a jato de tinta, laser ou eletrostáticas para gerar a imagem no papel.

Periféricos de armazenamento

A função destes periféricos é de ler e gravar as informações. São os seguintes:

DISCO FLEXÍVEL

Também conhecido como floppy disk, é uma lâmina fina de material plástico, em formato circular, e que , tal qual as fitas cassetes comuns, é recoberta por uma camada de óxido de ferro com capacidade para armazenar campos magnéticos e protegida por uma capa fibrosa. A gravação desses discos é feita de maneira aleatória, de acordo com os espaços neles disponíveis. Já a leitura é feita de forma direta, isto é, o cabeçote de leitura vai direto ao dado desejado, sem ter que passar pelos outros dados. Existe um índice (diretório) em uma trilha específica, para localizar o início de cada grupo de dados (arquivos) e o endereço de cada registro dentro deste grupo de dados, que se deseja acessar. Os disquetes são denominados de memórias auxiliares (externa ou secundária). O equipamento utilizado para que possamos ler ou gravar um disquetes é o Disk Drive ou acionador de disquetes que contém o cabeçote de leitura e gravação. As leitoras de disquetes podemo ser classificadas de acordo com seus tamanhos (por exemplo, driver de 5 1/(polegadas) e Driver 3 1/2 (polegadas). Abaixo alguns tipos de disquetes:

DisqueteMedidaCapacidade
FDD5 1/4″360 Kb
HDD5 1/4″1,2 Mb
FDD3 1/2″720 Kb
HDD3 1/2″1,44 Mb
FDD = Dupla Face e Dupla Densidade
HDD = Dupla Face e Alta Densidade
Kb = 1024 bytes
Mb = 1.048.576 bytes

DISCO RÍGIDO

Os discos rígidos (winchester ou hard disks HD) são semelhantes aos floppy disks, diferenciando na concepção. É composto por uma chapa fina de alumínio com um revestimento de uma substância (óxido magnético), que é capaz de ser magnetizada, armazenando assim os dados. Ficam dentro de uma caixa metálica hermeticamente fechada. Eles têm a velocidade, a capacidade de armazenamento ou a taxa de transferência de dados muito superior aos disquetes (floppy disks). Giram em torno de 160 km/h e enquanto a máquina está ligada, a velocidade é de cerca 5.000 rotações por minuto. Ao contrário dos disquetes, o Hard Disk fica armazenado dentro de sua exclusiva unidade de acesso (Hard Disk Drive – HDD), tendo uma cabeça de leitura e gravação voltada para cada face do disco.

Um HDD tem como estrutura um braço de controle (posiciona os cabeçotes), cabeçotes de acesso e superfície dos discos (local de acesso) (Ver Fig. 1). Tanto os discos rígidos como os flexíveis se dividem em duas partes, em trilhas e setores. Cada disco apresenta no mínimo 300 trilhas.

Fig. 1 – Diagrama de um disco rígido

O cilindro (Fig. 2) é considerado um conjunto completo de trilhas.

Fig. 2 – Cilindro de um HD

O braço de controle posiciona todos os cabeçotes de acesso, de uma só vez, os quais acessam vários discos ao mesmo tempo, procurando as trilhas que contem os dados a serem acessados. Nesse momento permanecem girando, enquanto a cabeça de leitura desloca-se radialmente em relação ao centro do disco. No momento em que localiza a trilha procurada, a cabeça de leitura passa a ler ou escrever dados, permanecendo imóvel, enquanto os discos continuam girando.
Sua formatação é basicamente idêntica aos dos disquetes – trilhas e setores. As trilhas são em número relacionados com o tipo de disco utilizado. A contagem é feita de fora para dentro (o cilindro zero é o externo e o cilindro de numeração mais elevada encontra- se no diâmetro interno do disco.

Os setores são subdivisões das trilhas. Como se observa na Fig. 3, a superfície de cada disco é dividida em 17 setores. Alguns setores são sempre reservados, durante a formatação de setores, para programas e índices especiais usados pelo DOS, para seus controles:

  1. Setores de Registro BOOT – execução automática de um conjunto de instruções responsáveis, principalmente, pela “carga” de inicialização do sistema operacional;
  2. Setores de Armazenamento da FAT – contem informações oficiais sobre o formato do disco e o mapa de localização dos arquivos;
  3. Setores de Área de Diretório – tabela relacionando todos os arquivos gravados no disco e suas respectivas posição na FAT, bem como a data, hora de criação do arquivo e seu tamanho;
  4. Setores de Área de Dados – são os setores do disco onde estão gravados os dados.

Fig. 3 Trilhas e setores

Características Técnicas

Razão de Transferência de Dados: É a quantidade de dados que pode ser transferida do disco para o controlador em um segundo. Ex: 5 mbps (megabyte por segundo).

Tempo de Acesso: É o tempo da procura, ou seja, o tempo gasto na movimentação da cabeça.

Capacidade de Armazenamento: Trata- se da quantidade máxima de dados que podem ser armazenados no disco. Atualmente está em torno de Gigabytes

Altura do Disco: Refere- se à altura do disco, que foi padronizado em 3 tipos: meia altura, altura total ou terceira altura.

Fator de Forma: Este parâmetro refere- se à dimensão do disco: pratos de 5 ¼ ou 3 ½ polegadas.

Nota: Operação de SPOOLING

Uma operação muito comum em processamento de dados é o spooling que consiste em armazenar dados em um dispositivo, geralmente em disco ou fita magnética, chamado de spool. Ele serve para reter dados durante um determinado tempo para que os mesmos sejam usados, posteriormente, pela CPU ou por um periférico qualquer de saída.

O objetivo de spooling é o de liberar, o quanto antes, as unidades que estiverem tentando enviar dados a uma outra unidade que se encontra ocupada ou é lenta demais para acompanhar a transferência em tempo real.

Como exemplo: as informações resultantes de um processamento qualquer vão ser impressas. Como o processador é muitíssimo mais rápido que  o dispositivo de saída (impressora), usa- se a operação de spooling, assim os dados serão armazenados para posterior impressão.

As operações de spooling só podem ser feitas:

  1. a partir dos dispositivos de armazenamento para os de saída;
  2. a partir dos dispositivos de armazenamento para os de processos;
  3. a partir dos dispositivos de processo para os de armazenamento ou de saída;
  4. a partir dos dispositivos de entrada para os de armazenamento ou de processo.

Periféricos de comunicação

PLACA CONTROLADORA

A placa controladora fornece uma interface entre a CPU e o HARDWARE de fato de entrada e saída. Todos os subsistemas de entrada e saída possuem circuitos especializados de controle.

MODEM

Responsável pela transmissão de informações a longas distâncias, ele converte os sinais digitais do computador em sinais análogos para a transmissão dos dados no sistema telefônico. Um modem é um dispositivo de hardware que permite a conexão de dois computadores por meio de linhas telefônicas. Primeiro, o modem do computador emissor modula os sinais digitais do computador em sinais analôgicos que viajam pelas linhas telefônicas. Depois, o modem do computador receptor demodula o sinal analógico de volta para sinal digital que os computadores compreeendem.

PLACAS DE REDE

Devido a transmissão e o recebimento de dados através das redes de computadores podemos considerá-la como um periférico de entrada/saída de dados, de comunicação e também de armazenamento de dados. Através de placas de rede (por exemplo, Ethernet) conectadas internamente nos computadores usuários podem receber/enviar, compartilhar e armazenar informações utilizando redes locais (Intranet) ou a rede mundial (Internet). O acesso a rede mundial também pode ser feito com uma placa de fax/modem (externa ou interna) conectada a um computador doméstico e a uma linha telefônica.

Conceitos gerais e utilização básica das principais ferramentas das últimas versões do pacote MS-Office;

Redes de Computadores.
Topologias e elementos de redes;
Conhecimento em roteadores e switches (instalação e configuração);
Configuração TCP/IP, Conhecimento em softwares de acesso a rede de computadores (configuração);
Monitoramento de ativos de rede;
Políticas de QoS; internet, intranet, extranet e Correio Eletrônico (conceitos e aplicações).
Servidores: Recursos de Servidores (conceitos básicos):
Samba,
DHCP,
IPTABLES,
FTP,
SSH,
TELNET.
Apache,
Tomcat,
JasperServer;

Engenharia de Software:
Padrões de Projetos.
Processos de desenvolvimento de software.
Metodologias e métodos.
Qualidade de Software, Modelos de Maturidade e Manutenção de Software.
UML – Linguagem de Modelagem Unificada e RUP – Rational Unified Process.
Ferramentas CASE.
Conhecimentos em metodologias de desenvolvimento de sistemas, Análise de Requisitos, Requisitos Funcionais e não-Funcionais, Paradigmas de Programação, Desenvolvimento ágil de software, Programação Orientada a Objetos: PHP, JavaEE, JavaScript, VBScripts, .NET, HTML5, CSS, JQuery, Dojo, Javascript, JSF. Desenvolvimento para dispositivos móveis (Android, iOS).
scripts: Shell, VBS e PowerShell; Computação em nuvem;

Projeto de Banco de Dados, organização lógica e física de arquivos; Estruturas de Dados;
Métodos de acesso, Banco de Dados Relacional, modelagem de dados, análise de dados, modelo entidade-relacionamento, diagrama de fluxo de dados, dicionário de dados, linguagem SQL.
Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (conceitos básicos):
Oracle,
PostgreSQL,
MySQL,
Firebird
SQL Server
iReport,
Crystal Reports;

Segurança da Informação:
Firewall,
IDS,
IPS,
Antivírus e Antimalware (instalação e configuração).
Rotinas de Backup.
Gestão de Backup: Rotinas de Backup (Incremental, Diferencial e Full),
Restauração de backup, Rotinas de backup.

Governança de TI: Conhecimentos em ITIL e Cobit.
Conceitos básicos sobre PMBOK. 9. Inglês técnico (compreensão da terminologia geral da área de TI).