Arquitetura de Computadores - Aula 1 - Visão Geral do Computador: Histórico e Evolução dos Computadores

Evolução dos Computadores:

Primeira Geração - Válvulas - Os primeiros computadores eram enormes e possuíam milhares de válvulas. As válvulas tinham a função de armazenar os estados digitais necessários ao processamento de informações. Elas, por aquecerem demasiado, apresentavam defeito constantemente, o que criava uma forte barreira à produção em escala de computadores (que eram bastante caros e necessitavam de constante manutenção).

Segunda Geração - Transístores - É a base da computação moderna,  pois ele é o responsável pelo fluxo de eletricidade e, por consequência do fluxo de dados que transita pelos circuitos de diversos tipos de equipamentos eletrônicos.

Terceira Geração - Circuitos Integrados - Circuito eletrônico, também chamado de chip, formado por componentes eletrônicos, como por exemplo, transístores.

Quarta Geração - Integração (de circuitos) em Alta Escala - Tem o mesmo conceito de circuitos integrados, o que difere uma da outras é o volume de integração, passou de algumas dezenas e centenas, milhares e milhões de transístores em cada chip.

O que é um computador? 
É uma máquina que pode nos ajudar a solucionar nossos problemas de forma ordenada.

Linguagem de Máquina: 
O computador é uma máquina formada por componentes mecânicos, elétricos e eletrônicos, as instruções que ele compreenderá serão compostas por sinais elétricos. Existe um conjunto de operações básicas que um processador pode executar. A forma que se tem de viabilizar de maneira inteligível com que um processador possa executar essas operações e também realizar outras tarefas como o acesso a memória formam a linguagem de máquina, conhecida também como linguagem de baixo nível.

Linguagem de Alto Nível:  
A linguagem de máquina é muito complexa para o entendimento do ser humano, por esse motivo os computadores modernos permitem que utilize outros tipos de linguagens as chamadas linguagem de alto nível, as quais são mais fácies de serem entendida. As linguagens de alto nível encapsulam funções em linguagem de máquina e permitem que o código seja inteligível a um ser humano.

O que estuda a Arquitetura de Computadores? 
A arquitetura de computadores estuda a estrutura dos componentes de uma máquina para que ela atenda aos objetivos de processamento. Também estuda os elementos em que consiste a forma de lógica de uma máquina.

Algoritmos e Programação - Aula 1 - Conceitos Introdutórios

Lógica - Sistematização do raciocínio sobre as leis e modelos que regem o conhecimento do real ou verdadeiro.

Processamento de Dados - Consiste em realizar qualquer processo de informação de entrada com o objetivo de gerar uma saída aceitável ou próximo disso.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Processamento_de_dados

Dispositivos de Entrada - Representa o grupo de componentes que podem ser conectados ao computador para permitir a comunicação dele com o mundo exterior, através dos quais podem ser enviados dados para o computador.

Entrada - São os dados passados do usuário ou de qualquer dispositivo de entrada do computador (como teclado, câmera, mouse) para serem processados pelo microprocessador.

Dispositivos de Saída - Representa o conjunto de componentes que poder ser ligados ou conectados ao computador para permitir a comunicação dele com o mundo exterior, através dos quais se recebe dados do computador..

Saída - São os dados já processados pelo microprocessador que são enviados a dispositivos de saída, por exemplo, um texto impresso na tela ou na impressora ou som saindo na caixa de som.
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Processador - Componente que executa as instruções existentes no programas, estando cada instrução em linguagem de máquina, o processador interpreta a instrução corrente determinando a próxima a ser executada, esse componente também é chamado de CPU componente (Unidade Central de Processamento)

Memória -Componente que armazena programas e dados executados e manipulados pelo computador de acordo com a vontade do cliente, esse componente também pode ser chamado de memória principal ou memória Ram.

ALGORITMO - Como uma receita de bolo, é uma sequência finita de procedimentos lógicos que têm um objetivo em comum a alcançar.

PROGRAMADOR - É o responsável por obter todas informações possíveis, o planejamento , desenvolvimento e disponibilização do programa.

PROGRAMAÇÃO - São sequências de linguagens escritas de programação a serem realizadas por um computador que procura atingir um objetivo (resolver um problema)

Etapas de Construção de um Software  (Ou Programa) :

I. Análise:

Uma vaga compreensão do problema é transformada em uma descrição precisa das tarefas que ficarão a cargo do software.  Fase inicial onde se coletam todos os dados de importância para a solução do problema. Nesta fase também se planeja todas as telas, entradas que um usuário pode passar e saídas possíveis do computador.

 - Define completamente as tarefas que devem ser executadas
- Está livre de contradições internas
- Pode ser lida tanto por especialistas no dominio do problema como por desenvolvedores.
- Pode ser revisada pelas diversas partes interessadas
- Pode ser testada contra a realidade

A fase de análise preocupa-se em descrever o que deve ser feito e não como deve ser feito.

O livro também cita o uso dos Use Cases, que provavelmente aprenderemos adiante no curso.

II. Projeto:

Organizar a programação em um conjunto de classes que se relacionam (a abordagem do livro é P.O.O.).

O objetivo é identificar as classes, suas responsabilidades e os relacionamentos entre si. (Em um sistema escolar a classe "Aluno" pode estender a classe "Pessoa"). Esta fase também identifica os métodos e variáveis.

Em suma, é a fase onde se constroem o algoritmo do programa definindo-se as estruturas de dados corretas para uso.

A escolha da linguagem de programação ainda não é o escopo dessa fase.

III. Codificação:

 Aqui toda a estrutura de algoritmos criada nas fases anteriores é transformada em código em linguagem de programação (ex. Java).

IV. Verificação:
É o processo de finalização do desenvolvimento do programa. Aqui são feitas simulações, benchmark, testes e verificações dos resultados alcançados pelo programa. Os dados de teste são analisados a fim de se verificar se cumprem exatamente o objetivo proposto. Tendo uma vez os objetivos sido atingidos em grau razoável, o software é liberado aos usuários.