Introdução a Matemática Computacional Introdução a Ciência da Computação Aquiles Burlamaqui UERN 2007.2

Introdução a Matemática Computacional

Introdução a Ciência da Computação

Aquiles BurlamaquiUERN2007.2

Professor: Aquiles Burlamaqui


Apresentação Formação

Graduação: Ciência da Computação – UFRN

Mestrado: UFRN – Dimap - Sistemas e Computação: Engenharia de

Software

Atuais Atividades Doutorando:

UFRN – DCA – Sistemas Inteligentes. Pesquisador do Laboratório Natalnet Gerente dos Projetos (GIGA-VR,GT-MV,Jogos Massivos para

TVDI) Gerente da Dynavideo



Conteúdo Programático Unidade I

1.Conceitos Fundamentais 2.Evolução histórica 3.A informação e sua representação: Os sistemas de

numeração, representação de números inteiros e reais, codificação alfanumérica.

Unidade II 4.Conceitos básicos de eletrônica digital: Álgebra de

Boole, portas lógicas. 5.Arquitetura Básica de Computador:

cpu,memórias,dispositivos de E/S e barramento. 6.Arquitetura de Von Neumann.

Unidade III 7.Noções Básicas sobre programação e paradigmas de

Linguagens. 8.Visão geral sobre as áreas da Computação.



Planejamento Carga horária: 90h

SEGUNDAS das 7:00h as 12:20h



Metodologia

Aulas Teóricas-Práticas:

Em todas as aulas haverão uma discussão inicial, onde serão expostos conceitos assim como atividades práticas que servirão como parâmetro para avaliação.

Avaliação: A avaliação será feita de forma continua. E

Baseada em três provas escritas. Assim como trabalhos em sala aula.



Bibliografia

J.Glenn Brookshear; Ciência da Computação - Uma Visão Abrangente; 7º Edição; Bookman.

Internet www.google.com



Motivação

Por que estudar Ciência da Computação?



Motivação

Por que estudar Ciência da Computação? Ciência que fornece base cientifica para

as aplicações computacionais existentes e as que viram a existir.



Conceitos Fundamentais

O que é um Computador ?

Quem usa?



Conceitos Fundamentais O que é um Computador ?

1. O que computa; calculador, calculista.

2. Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas transformações nos dados,com o objetivo de alcançar um fim determinado.

Quem usa? Industrias, empresas, universidades, população

em geral;




Três pilares Físico

Lógico

Humano




Três pilares Físico

Hardware (CPU + Periféricos) Lógico

Firmware (Instruções de Fábrica) Software (Programas)

Algoritmo

Humano Peopleware (Profissionais)




Algoritmo الخوارزمي موسى بن محمد الله عبد أبو

Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī

Algorithmi de numero indorum Al-goreten (conceito que se pode aplicar

aos cálculos) Definição:



Conceitos Fundamentais Algoritmo

الخوارزمي موسى بن محمد الله عبد أبو Abū ‘Abd Allāh Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī Algorithmi de numero indorum

Al-goreten (conceito que se pode aplicar aos cálculos) Definição:

Receita de bolo Um algoritmo é uma seqüência não ambígua de

instruções que é executada até que determinada condição se verifique. (wikipédia)

Conjunto ordenado e não-ambíguo de passos executáveis que definem uma atividade finita.(Brookshear)




Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro):




Algoritmo Exemplo (Ligar o Carro):

Ligar o carro Pisar na embreagem Passar a primeira marcha Soltar a embreagem lentamente,enquanto

pisa no acelerador.

Algoritmo para fritar um ovo?




Algoritmo Calcular a média na disciplina?




Algoritmo Se não for seguido um formalismo,

podemos ter problemas.



Conceitos Fundamentais Algoritmo

De modo a torná-lo não ambíguo uma formalização é necessária.

Definição de regras de semântica e sintaxe. Linguagens de Programação

Uma linguagem de programação é um método padronizado para expressar instruções para um computador.

É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador.



Como tudo começou ?



Como tudo começou ?

Necessidade de contar.



Evolução histórica

4000 a.C. - O Ábaco Chinês, Russo, japonês.




1622 d.C. - A régua de cálculo William Oughtred




1642 - A máquina de Blaise Pascal Rodas dentadas e engrenagens Muito caro Soma e subtração




1672 - A Calculadora de Gottfried Leibnitz 4 operações




1801 - O Tear Programável Joseph Marie Jacquard Cartões perfurados




1822 - A Máquina que "ficou no papel“ Charles Babbage Maquina das diferenças




1834 - Charles Babbage máquina analítica “Pai do Computador”



Evolução histórica 1847 - A teoria de George Boole

“A Análise Matemática da Lógica” “Uma Investigação das Leis do

Pensamento“ Inventor da lógica matemática Introduziu o conceito dos

códigos binários




1890 – Hermann Hollerith Censo americano 1896 Fundou a Tabulation Machine Company Computing Tabulation Recording Company IBM - Internacional Business Machine



Evolução histórica 1948 - Teoria da Informação

Claude Shannon (MIT - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Bell Laboratories)

Semelhanças entre números binários com um circuito elétrico.

binary digit



Evolução histórica 1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 -

1955)

2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)

3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)

4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)

5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje)




1 GERAÇÃO Componente eletrônico - válvulas Tempo de Operação : milisegundos (seg) Tamanho : grande Pouco confiáveis Poucas horas de funcionamento Monoprogramáveis Programados em linguagem de máquina



Evolução histórica1ª Geração: tecnologia de válvulas (1940 - 1955)

1943 - Mark I IBM com a marinha Norte-Americana 17 metros de comprimento 2 metros e meio de altura 5 toneladas 760.000 peças 800 km de fios 420 interruptores para controle realizava uma soma em 0,3 s realizava uma multiplicação em 0,4 s e uma divisão em cerca de 10 s




1943 - Mark I




1945 - ENIAC Eletronic Numerical Integrator and

Calculator Utilizava válvulas eletrônicas Manipulação em Forma decimal Programação difícil




1945 - ENIAC




1945 - EDVAC Electronic Discrete Variable Computer Mesmo tamanho que o ENIAC Cem vezes mais memória interna que o

ENIAC Utilização dos códigos binários Programação com a linha de retardo




1945 - EDVAC




1951 - UNIVAC I Eletronic Numerical Integrator and

Calculator Primeiro Computador Comercial (15)




1954 - IBM 650 Eletronic Numerical Integrator and

Calculator Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha

uma massa de 892 Kg. 50 / 2.000 unidades



Evolução histórica 2 GERAÇÃO

Surgiu em 1958 Computador mais popular foi o IBM 1401 Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI) 100 vezes menor Não precisava aquecer para funcionar Consumo menor de energia Mais rápido e confiável Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg) Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos

magnéticos) Monoprogramável Linguagem assembler Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5 ($

120.000)



Evolução histórica2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)

TRADIC, da Bell Laboratories Menor aquecimento, Maior poder de cálculo Confiabilidade Consumo de energia bem menor



Evolução histórica2ª Geração: a utilização do transistor (1955-1965)

TRADIC, da Bell Laboratories




Surgiu em 1965 : IBM 360 Componente eletrônico : Circuito Integrado (LSI) Mais confiáveis Miniaturização dos componentes Baixíssimo consumo de energia Custo muito mais baixo Menor tamanho Multi-programação IBM 360 - vendeu 30.000 unidades



Evolução histórica3ª Geração: os circuitos integrados (1965-1980)

Transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip




4 GERAÇÃO Surgiu em 1975 Componentes eletrônicos - Circuitos

Integrados (LSI e VLSI) Tempo de operação - 0,5 nanosegundos

(10-9 seg) Popularização no uso Tecnologia de FIRMAWARE (Funções do

S.O)



Evolução histórica4ª Geração: circuitos de larga escala (1980-1990)

Circuitos de larga escala LSI - mil transistores por "chip" 1981 nasce o 286 1985 nasce o 386 1989 nasce o 486




Em fase de estudo Dúvidas quanto a existência Componentes eletrônicos : Circuito integrado

(ULSI) Inteligência artificial O hardware e construído visando o software CISC X RISC Multiprocessamento Tempo de operação : pico - segundo (10-12) Memória principal - Gigabytes Memória auxiliar - Terabytes



Evolução histórica5ª Geração: Ultra Large Scale Integration (1990 - hoje)

Pentium I, Pentium II, Pentium III Pentium IV AMD, etc

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