Um computador é um dispositivo que pode armazenar e retornar as informações que processamos sempre que quisermos. Os computadores de hoje são capazes de rastrear conjuntos generalizados de processos chamados programas. Esses programas permitem que os computadores executem uma ampla variedade de tarefas. Um computador completo contendo o hardware, sistema operacional (software principal) e equipamento periférico necessário e usado para operação "completa" pode ser referido como um sistema de computador. Este termo também pode ser usado para um grupo de computadores conectados e trabalhando juntos, particularmente uma rede de computadores ou cluster de computadores. O primeiro computador elétrico é o ENIAC.
Os computadores surgiram em muitas formas diferentes ao longo da história. Os primeiros computadores de meados do século 20 eram do tamanho de uma grande sala e consumiam centenas de vezes mais energia do que os computadores atuais. No início do século 21, os computadores eram capazes de caber em um relógio de pulso e funcionar com uma pequena bateria. A principal razão pela qual eles podem ser fabricados tão pequenos é que, em 1969, os circuitos que cabem em espaços muito pequenos podem ser feitos com semicondutores. Os computadores que usamos hoje ganharam velocidade depois do 4004, que foi o primeiro título de processador da Intel. Nossa sociedade reconheceu o computador pessoal e seu equivalente portátil, o laptop, como símbolos da era da informação e o identificou com o conceito de computador. Eles são amplamente usados hoje. O princípio básico de funcionamento do computador é o sistema numérico binário, ou seja, códigos que consistem em apenas 0 e 1.
A capacidade de salvar o software desejado e executá-lo a qualquer momento é a principal característica que torna os computadores versáteis e os diferencia das calculadoras. A tese de Church-Turing é a expressão matemática dessa versatilidade e destaca que qualquer computador pode realizar as tarefas de outro. Portanto, seja qual for sua complexidade, de computadores de bolso a supercomputadores, eles podem fazer as mesmas tarefas sem memória e limites de tempo.
História do Computador
Muitos dispositivos conhecidos como "computadores" no passado não merecem essa definição pelos critérios de hoje. Computador na inicialização sözcüEra um nome dado a objetos que facilitavam o processo computacional. Exemplos de computador desse período inicial incluem a conta numérica (ábaco) e a Máquina Antikitera (150 aC - 100 aC). Séculos depois, à luz de novas descobertas científicas no final da Idade Média, o primeiro de uma série de dispositivos de computação mecânica desenvolvidos por engenheiros europeus pertence a Wilhelm Schickard (1623).
No entanto, nenhum desses dispositivos atende à definição atual de computador, pois eles não são software (ou instaláveis). Os cartões perfurados produzidos por Joseph Marie Jacquard em 1801 para automatizar o processo de tecelagem são considerados um dos primeiros vestígios de software (instalação) no processo de desenvolvimento de computadores, embora de forma limitada. Graças a estes cartões fornecidos pelo usuário, o tear poderia adaptar seu funcionamento ao desenho descrito com os orifícios no cartão.
Em 1837, Charles Babbage conceituou e projetou a primeira máquina de computador totalmente programável, que ele chamou de Motor Analítico (motor analítico). No entanto, ele não pôde desenvolver esta máquina por motivos financeiros e pela impossibilidade de concluir seu trabalho nela.
O primeiro uso em grande escala de cartões perfurados foi a calculadora projetada por Herman Hollerith em 1890 para ser usada em transações contábeis. O negócio ao qual Hollerith era afiliado na época era a IBM, que se tornaria um gigante global da computação nos anos seguintes. No final do século 19, começaram a surgir aplicações (tecnologias) que contribuiriam muito para o desenvolvimento de hardware e teorias de computação nos anos seguintes: cartões perfurados, álgebra booleana, tubos espaciais e dispositivos de teletipo.
Na primeira metade do século 20, muitos requisitos científicos foram atendidos com computadores analógicos cada vez mais complexos. No entanto, eles ainda estavam longe do nível de infalibilidade dos computadores de hoje.
Os aplicativos de computação continuaram a melhorar ao longo das décadas de 1930 e 1940, e o advento do computador eletrônico digital só ocorreu após a invenção dos circuitos eletrônicos (1937). Trabalhos importantes deste período incluem o seguinte:
- As "máquinas Z" de Konrad Zuse. Z3 (1941) é a primeira máquina que pode operar com base em números binários e operar com números reais. Em 1998, o Z3 provou ser compatível com Turing e, portanto, ganhou o título de primeiro computador.
- O Atanasoff-Berry Computer (1941) era baseado em tubos espaçadores e tinha uma base numérica binária, bem como um hardware de memória baseado em capacitor.
- O computador Colossus de fabricação inglesa (1944) mostrou que o uso de milhares de tubos, apesar de seu firmware limitado (instalabilidade), poderia render um resultado suficientemente confiável. II. Foi usado na Segunda Guerra Mundial para analisar as comunicações secretas das forças armadas alemãs.
- Harvard Mark I (1944), um computador com configurabilidade limitada.
- Desenvolvido pelo Exército dos Estados Unidos, o ENIAC (1946) é baseado em uma base de decimais e tem o título de primeiro computador eletrônico de uso geral.
Identificando as desvantagens do ENIAC, os desenvolvedores trabalharam em uma solução mais flexível e elegante e propuseram o que agora é conhecido como arquitetura de software oculta, ou mais comumente conhecida como arquitetura de von Neumann. Depois de mencionar esse design pela primeira vez em uma publicação de John von Neumann (1945), o primeiro dos computadores desenvolvidos com base nessa arquitetura foi concluído no Reino Unido (SSEM). O ENIAC, que adquiriu a mesma arquitetura um ano depois, foi batizado de EDVAC.
Com quase todos os computadores atuais compatíveis com esta arquitetura, o computador sözcüTambém é usado como definição do dia. Portanto, de acordo com esta definição, embora os dispositivos do passado não sejam contados como computadores, eles ainda são referidos como no contexto histórico. Embora a implementação do computador tenha sofrido mudanças fundamentais desde os anos 1940, a maioria permaneceu fiel à arquitetura de von Neumann.
Depois que os computadores baseados em tubos espaciais permaneceram em uso na década de 1950, os computadores baseados em transistores mais rápidos e baratos se espalharam na década de 1960. Como resultado desses fatores, os computadores passaram a ser produzidos em massa em um nível sem precedentes. Na década de 1970, a implementação do circuito integrado e o desenvolvimento de microprocessadores como o Intel 4004 mais uma vez viram um grande aumento no desempenho e confiabilidade, bem como uma redução de custos. Na década de 1980, os computadores começaram a ocupar seu lugar no equipamento de controle de muitos dispositivos mecânicos da vida diária, como máquinas de lavar. Durante o mesmo período, os computadores pessoais foram ganhando popularidade. Finalmente, com o desenvolvimento da Internet na década de 1990, os computadores se tornaram dispositivos familiares, como a televisão e o telefone.
De acordo com a arquitetura de von Neumann, os computadores consistem em quatro componentes principais: O computador tem lógica aritmética.
memória
A memória de um computador pode ser considerada um conjunto de células que contêm números. Ele pode ser escrito em cada célula e seu conteúdo pode ser lido. Cada célula possui um endereço único. Um comando seria, por exemplo, adicionar o conteúdo da célula número 34 com a célula número 5.689 e colocá-lo na célula 78. Os números que eles contêm podem ser qualquer coisa, número, comando, endereço, letra, etc. Apenas o software que o usa determina a natureza de seu conteúdo. A maioria dos computadores atuais usa números binários para salvar dados, e cada célula pode conter 8 bits (ou seja, um byte).
Portanto, um byte pode representar 255 números diferentes, mas eles só podem ser de 0 a 255 ou de -128 a +127. Quando vários bytes dispostos lado a lado são usados (geralmente 2, 4 ou 8), é possível gravar números muito maiores. A memória dos computadores modernos contém bilhões de bytes.
Os computadores possuem três tipos de memória. Os registros no processador são extremamente rápidos, mas têm uma capacidade muito limitada. Eles são usados para satisfazer a necessidade do processador de acessar a memória principal, muito mais lenta. A memória principal é dividida em memória de acesso aleatório (REB ou RAM, memória de acesso aleatório) e memória somente leitura (SOB ou ROM, memória somente leitura). Ele pode ser gravado na RAM a qualquer momento e seu conteúdo é preservado apenas enquanto a alimentação for mantida. Contém informações que só podem ser lidas e pré-carregadas na ROM. Ele preserva esse conteúdo independentemente da força. Por exemplo, embora qualquer dado ou comando resida na RAM, ele está localizado na ROM do BIOS, que regula o hardware do computador.
Um subtipo de memória final é a memória cache. Está localizado no processador e é mais rápido que a memória principal além de possuir grande capacidade de registros.
Input / Output é a ferramenta que um computador usa para trocar dados do mundo exterior. As unidades de entrada comumente usadas incluem teclado e mouse e exibições de saída (ou exibição, monitor), alto-falante e impressora. Discos rígidos e ópticos fazem as duas coisas.
Redes de computadores
Os computadores têm sido usados desde 1950 para coordenar informações em vários ambientes. O sistema militar dos EUA (SAGE) foi o primeiro exemplo abrangente de tais sistemas e foi o pioneiro em muitos sistemas comerciais para fins especiais, como o (Sabre). Na década de 1970, os engenheiros americanos conectaram computadores entre si (ARPANET) no âmbito de um projeto realizado nas forças armadas e lançaram as bases do que hoje é conhecido como rede de computadores. Com o tempo, essa rede de computadores não se limitou ao exército e unidades acadêmicas, mas se expandiu e hoje milhões de computadores dentro da Bilgisunar (Internet ou rede geral) foram formados. Na década de 1990, as redes de computadores se espalharam, com protocolos chamados de Rede Global (World Wide Web, WWW) desenvolvidos no centro de pesquisa do CERN na Suíça, aplicativos como e-mail e soluções de hardware de baixo custo, como Ethernet.
ferragens
O conceito de hardware abrange todos os componentes táteis de um computador.
| Unidades periféricas (entrada / saída) | Login | Mouse, teclado, joystick, navegador |
| saída | Monitor, impressora, alto-falante | |
| Ambos | Unidade de disquete, disco rígido, disco óptico | |
| conectores | curto alcance | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Longo alcance (redes de computadores) | Ethernet, ATM, FDDI |
Unidades de I / O
A entrada / saída permite a comunicação entre diferentes unidades funcionais (subsistemas) do sistema de computação ou o envio de sinais de informação diretamente para essas interfaces.
As entradas são sinais recebidos de unidades diferentes. As saídas são sinais enviados para essas unidades. Os dispositivos de E / S são usados por um usuário (ou outros sistemas) para estabelecer uma conexão com o computador. Por exemplo, o teclado e o mouse são os dispositivos de entrada do computador. O visor, o alto-falante e a impressora são os dispositivos de saída do computador. Dispositivos diferentes usam sinais de entrada e saída para se conectar ao computador. Placas de modem e conexão podem ser exemplos.
O teclado e o mouse recebem os movimentos físicos dos usuários como entrada e fazem esses movimentos físicos a um nível que os computadores podem entender. Unidades de saída (como impressora, alto-falante, tela) pegam os sinais de saída produzidos pelo computador como sinais de entrada e convertem esses sinais em saídas que os usuários podem ver e ler.
Na arquitetura do computador, a unidade de processamento central (CPU) e a memória principal formam o coração do computador. Porque a memória pode ler diretamente os dados na unidade central de processamento com suas próprias instruções e gravar os dados diretamente na unidade central de processamento. Como exemplo, uma unidade de disquete considera os sinais de E / S. Os métodos de E / S da unidade central de processamento ajudam a completar os drivers de dispositivo na programação de computador de baixo nível.
Os sistemas operacionais de ponta e a programação de alto nível tornam possível operar distinguindo os conceitos de E / S ideais e os elementos básicos. Por exemplo, a linguagem de programação C contém funções para organizar a E / S do software. Essas funções permitem a leitura de dados de arquivos e a gravação de dados nesses arquivos.
software
O conceito de software descreve todos os componentes intangíveis de um computador: software, protocolos e dados são todos software.
| SO | Unix / BSD | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| GNU / Linux | Distribuições Linux | |
| Microsoft Windows | Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows CE, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 Windows 8.1 Windows 10 | |
| DOS | DOS / 360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| Mac OS | Mac OS X | |
| Sistemas operacionais incorporados e em tempo real | Diretório de sistemas operacionais incorporados | |
| Bibliotecas | multimídia | DirectX, OpenGL, OpenAL |
| biblioteca de software | Biblioteca C | |
| Dados | protocolo | TCP / IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Formatos de documento | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| interface de usuário | Interface gráfica do usuário (WIMP) | Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Interface de usuário textual | Linha de comando, Shell | |
| Diğer | ||
| aplicação | escritório | Processador de texto, editoração eletrônica, software de apresentação, sistema de gerenciamento de banco de dados, planilha, software de contabilidade |
| Acesso ao computador | Navegador, cliente de e-mail, servidor da web global, software de mensagens instantâneas | |
| projeto | Design auxiliado por computador, produção auxiliada por computador | |
| Gráficos | Editor gráfico celular, editor gráfico direcional, modelador 3D, editor de animação, computação gráfica 3D, edição de vídeo, manipulação de imagens | |
| Áudio digital | Editor de áudio digital, reprodutor de áudio | |
| Engenharia de software | Compilador, conversor, intérprete, depurador, editor de texto, ambiente de desenvolvimento integrado, análise de desempenho, verificação de mudanças, gerenciamento de configuração de software | |
| Jogos | Estratégia, aventura, quebra-cabeça, simulação, RPG, ficção interativa | |
| Ek | Artificial +, software antivírus, gerenciador de documentos |
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