Turban guias 1 - · PDF fileGuia de Tecnologia1 GT1.1 Os componentes de um sistema de computador ... para os idiomas inglês e europeus ocidentais, mas não são suficientemente amplos

Guias de Tecnologia1 Hardware2 Software3 Dados e Bancos de Dados4 Telecomunicações5 Visão Técnica da Análise e Projeto de Sistemas

Guia de Tecnologia

1GT1.1 Os componentes de um sistema de computador

GT1.2 A evolução do hardware de computador

GT1.3 Tipos de computadores

GT1.4 O microprocessador e o armazenamento primário

GT1.5 Dispositivos de entrada e de saída

Hardware

GT1-2 Guias de Tecnologia

GT1.1 Os componentes de um sistema de computadorO hardware do computador é composto pelos seguintes componentes: a unidade central de processamento (central processing unit – CPU), armazenamento primário, armazenamento secundário, dispositivos de entrada, dispositivos de saída e dispositivos de comunicação. Os dispositivos de comunicação são abordados detalhadamente no Guia de Tecnologia 4.

Os dispositivos de entrada aceitam dados e instruções e os convertem em um formato que o computador possa compreender. Os dispositivos de saída apresentam dados em um formato que as pessoas possam compreender. A CPU manipula os dados e controla as tarefas realizadas pe-los outros componentes. O armazenamento primário (interno, que faz parte da CPU) armazena dados temporariamente e programa as instruções durante o processamento. O armazenamento secundário (externo, como cartões de memória ou pendrives) armazena dados e programas para uso futuro. Os dispositivos de comunicação gerenciam o fluxo de dados a partir de redes públi-cas (como a Internet e as intranets) para a CPU e da CPU para redes de computadores. Uma visão esquemática de um sistema de computador é mostrada na Figura GT1.1.

ASCII. Os computadores são baseados em circuitos integrados (chips), os quais incluem, cada um, milhões de transistores em subminiatura que estão interconectados em uma pequena área (menor que uma polegada quadrada) do chip. Cada transistor pode estar tanto em uma posi-ção “ON” quanto “OFF”.

Os estados “ON-OFF” dos transistores são utilizados para estabelecer um 1 ou 0 binário para armazenar um dígito binário (ou bit). Um número suficiente de bits para representar de-terminados caracteres – letras, números e símbolos especiais – é conhecido como byte (8 bits, geralmente). Visto que um bit tem apenas dois estados, 0 ou 1, os bits que compõem um byte podem representar qualquer um dos 28 (ou 256) caracteres únicos.

Que caractere o byte representa depende do esquema de codificação utilizado. Os dois sistemas de codificação mais usados são:

1. ASCII (American National Standard Code for Information Interchange). 2. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code).

O EBCDIC foi desenvolvido pela IBM e é usado principalmente em computadores do tipo mainframe. O ASCII é o esquema de codificação padrão para microcomputadores. Esses esquemas de codificação – e os caracteres que eles apresentam – são mostrados na Figura GT1.2. Além dos caracteres, é possível representar símbolos pré-estabelecidos em um código binário. Por exemplo, o sinal de adição (+) é 00101011 em ASCII.

Os 256 caracteres e símbolos representados por códigos ASCII e EBCDIC são suficientes para os idiomas inglês e europeus ocidentais, mas não são suficientemente amplos para os idiomas asiáticos e outros que usam alfabetos diferentes.

O Unicode é um código de 16 bits que tem a capacidade de representar mais de 65.000 ca-racteres e símbolos. O sistema emprega os códigos usados pelo ASCII e também inclui outros alfabetos (como o cirílico e o hebraico), caracteres especiais (incluindo símbolos religiosos) e alguns dos símbolos utilizados em diversos países asiáticos.

REPRESENTANDO DADOS, FIGURAS, TEMPO E TAMANHO EM UM COMPUTADOR

Figura GT1.1 Os com-ponentes do hardware do computador. Um “bar-ramento” é um canal de conexão.

Dispositivosde entrada

Dispositivos decomunicação

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Dispositivosde saída

Armazenamentosecundário

Unidadede controleBarramento

Barramento

Redeexterna

Barramento Barramento

Unidadelógica e aritmética

Armazenamento primário

Unidade central de processamento

1 • Hardware GT1-3

Representando figuras. As figuras são representadas por uma grade sobreposta à figura. O computador mede a cor (ou nível de luz) de cada célula da grade. Essa unidade de medição é chamada de pixel. A Figura GT1.3 mostra uma representação em pixel da letra A e sua con-versão em um código de entrada.

Tempo e tamanho de bytes. O tempo é representado em frações de (um) segundo:

• Milissegundo = 1/1.000 segundo • Microssegundo = 1/1.000.000 segundo • Nanossegundo = 1/1.000.000.000 segundo • Picossegundo = 1/1.000.000.000.000 segundo

O tamanho de um arquivo ou espaço de armazenamento é medido em bytes. As medidas de tamanho são:

• Kilobytes (kB) = 1.000 bytes (1.024, na verdade) • Megabyte (MB) = 1.000 kilobytes = 106 bytes • Gigabyte (GB) = 109 bytes • Terabyte (TB) = 1012 bytes • Petabyte (PB) = 1015 bytes • Exabyte (EB) = 1018 bytes • Zettabyte (ZB) = 1021 bytes

GT1.2 A evolução do hardware de computadorO hardware do computador evoluiu ao longo de quatro estágios – ou gerações – de tecno-logia. Cada geração proporcionou aumento de poder de processamento e de capacidade de armazenamento. Além disso, cada geração apresentou redução de custos, conforme você vê

Caractere

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Código EBCDIC

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Código ASCII

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Figura GT1.2 Esquemas internos de codificação de computação.

Diagrama de pixels Código de entrada

Figura GT1.3 A repre-sentação em pixels da letra A.


na Tabela GT1.1. Essas gerações são distinguidas pelas diferentes tecnologias que executam as funções de processamento.

• 1G: Os computadores de primeira geração (1946 – 1956) usavam válvulas a vácuo para armazenar e processar informações. As válvulas a vácuo consumiam grandes quantidades de energia, geravam muito calor e duravam pouco. Portanto, a primeira geração de com-putadores tinha memória e capacidade de processamento limitadas.

• 2G: A segunda geração de computadores (1957 – 1963) usava transistores para armazenar e processar informações. Os transistores consumiam menos energia do que as válvulas a vácuo, produzindo menos calor, além de serem mais baratos e mais confiáveis. Com maior capacidade de processamento e armazenamento, os computadores 2G começaram a ser amplamente utilizados para propósitos científicos e comerciais.

• 3G: Os computadores de terceira geração (1964 – 1979) usavam circuitos integrados para ar-mazenar e processar informações. Os circuitos integrados são feitos por meio da impressão de numerosos pequenos transistores em chips de silício. Esses dispositivos são chamados de semicondutores. Os computadores 3G empregaram softwares que poderiam ser usados por pessoas sem formação técnica, ampliando assim o papel do computador nos negócios.

• 4G: Os computadores do início da quarta geração (1980 – 1995) usavam circuitos VLSI para armazenar e processar informações. A técnica VLSI permite a instalação de centenas de milhares de circuitos (transistores e outros componentes) sobre um pequeno chip. Atra-vés da técnica chamada ULSI, 100 milhões de transistores eram colocados em um só chip. Esses computadores eram baratos e amplamente utilizados para negócios ou no dia a dia.

• 4G (recente): Os computadores fabricados a partir de 2001 usam circuitos GSI (grand scale integrated circuits) para armazenar e processar informações. Mil milhões de transis-tores podem ser colocados em um chip através da tecnologia GSI.

As quatro primeiras gerações de hardware do computador foram baseadas na arquitetura de Von Neumann, que processava as informações sequencialmente, uma instrução de cada vez. A quinta geração (5G) de computadores emprega processamento maciçamente paralelo para pro-cessar múltiplas instruções simultaneamente. Os computadores maciçamente paralelos utilizam redes flexivelmente conectadas, vinculando milhares de chips baratos, comumente usados para resolver grandes problemas de computação, atingindo, assim, velocidades de supercomputado-res. Com chips conectados em rede, as máquinas maciçamente paralelas podem executar mais de um trilhão de operações de ponto flutuante por segundo – um teraflop. Uma operação de ponto flutuante (floating point operation – flop) é uma operação aritmética básica de computa-dor, como adição ou subtração, em números que incluem um ponto de fração decimal.

GT1.3 Tipos de computadoresOs computadores se distinguem por suas capacidades de processamento.

Os supercomputadores são computadores com maior poder de processamento. O princi-pal emprego dos supercomputadores foi nas áreas científica e militar, mas seu uso está cres-cendo rapidamente no mundo dos negócios em virtude de seus preços baixos. Os supercom-putadores são especialmente valiosos para grandes modelos de simulação de fenômenos do

TABELA GT1.1 Gerações de hardware

Gerações

Recurso 1G 2G 3G 4G (primeiras) 4G (1988) 4G (2001)

Sistema de circui-to elétrico

Válvulas a vá-cuo

Transistores Circuitos Inte-grados

LSI e VLSI ULSI GSI

Armazenamento Primário

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Tempos de ciclo 100 milisseg. 10 microsseg. 500 nanosseg. 800 picosseg. 2.000 picosseg. 333 MHz

Custo médio US$2,5 milhões US$250 mil US$25 mil US$2,5 mil US$2,0 mil US$1,5 mil


mundo real – onde cálculos e representações matemáticas complexas são necessários – ou para criação e processamento de imagem. Os supercomputadores são utilizados no cálculo de previsões climáticas, para testar armas de maneira não destrutiva, para projetar aeronaves (o Boeing 777, por exemplo) de maneira mais barata e eficiente, e para fazer sequências cinema-tográficas (como em Jurassic Park).

Os supercomputadores usam a tecnologia de processamento paralelo. No entanto, ao con-trário da computação neural – que também faz processamento maciçamente paralelo – os su-percomputadores usam CPUs não interconectadas. A diferença é mostrada na Figura GT1.4. O processamento paralelo também é usado em computadores menores, os quais utilizam, ge-ralmente, de 2 a 64 processadores.

EntradaSaída

Entrada(s)

Saída(s)

Supercomputadores Maciçamente paralelos(computação neural)

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Figura GT1.4 Super-computadores versus computação neural. (X é uma CPU.)

Os mainframes não são tão poderosos nem tão caros quanto os supercomputadores. As gran-des corporações, onde o processamento de dados é centralizado e grandes centros de dados são mantidos, geralmente usam computadores mainframes. As aplicações que executam em mainframes podem ser grandes e complexas, permitindo que os dados e as informações sejam compartilhados por toda a organização.

Os computadores de médio porte incluem minicomputadores e servidores.

Minicomputadores. Os minicomputadores são menores e mais baratos que os mainframes, e são projetados, normalmente, para realizar tarefas específicas, como controle de processos, pesquisa científica e aplicações na engenharia. As empresas de grande porte ganham maior flexibilidade ao distribuir o processamento de dados entre minicomputadores das unidades organizacionais em vez de centralizar a computação em um único local. Esses minicompu-tadores são conectados uns aos outros e muitas vezes a um mainframe, por meio de links de telecomunicação.

Servidores. Os servidores normalmente suportam redes de computadores, permitindo aos usuários compartilhar arquivos, software, dispositivos periféricos e outros recursos de rede. Os servidores têm grandes quantidades de armazenamento primário e secundário, bem como poderosas CPUs. As organizações com sites grandes e pesados requisitos de comércio eletrôni-co estão administrando suas aplicações Web em múltiplos servidores – em fazendas de servi-dores (server farm). As fazendas de servidores e de comércio eletrônico são grandes grupos de servidores mantidos por uma organização ou por um fornecedor comercial, disponibilizados para clientes. Como as empresas juntam cada vez mais servidores em suas “fazendas”, eles estão usando servidores do tamanho de caixas de pizza, chamados de racks. Esses computado-res não esquentam tanto e, portanto, podem ser empilhados ocupando menos espaço. Para au-mentar ainda mais a densidade, as empresas estão usando um design de servidor chamado de blade. Um blade é uma placa do tamanho de um livro na qual as unidades de disco, a memória e o processador são montados.

Servidor blade. Um blade é um componente de um sistema e os blades podem ser servidores individuais que se conectam a um único gabinete ou placas de portas que proporcionam maior conectividade a um switch. Um blade em geral é um dispositivo de hardware substituível a quente.

Um servidor blade é uma arquitetura de servidor que abriga múltiplos módulos de servidores (blades) em um único chassi. Ele é amplamente utilizado em centros de dados para economizar espaço e aprimorar a gestão do sistema. O chassi fornece a fonte de alimentação energia e cada blade tem sua própria CPU, disco rígido e memória. Os servidores blade geralmente fornecem seus próprios sistemas de gerenciamento e podem incluir uma rede ou sistema de armazenamento.

MAINFRAMES

COMPUTADORES DE MÉDIO PORTE


Com os servidores blade de uso comercial, o armazenamento de disco é externo e os blades não têm discos. Essa abordagem permite uma recuperação de falha mais eficiente porque as aplicações não estão restritas a um hardware específico e a uma instância particular do sistema operacional. Os blades são anônimos e intercambiáveis.

Os servidores virtuais tornam possível a alocação de várias aplicações em um único servidor físico, rodando cada uma dentro de seu próprio ambiente de sistema operacional, conhecido como máquina virtual. Dessa forma, quando um servidor virtual falha ou é reinicializado, os outros continuam a funcionar sem interrupção.

Estações de trabalho. Fornecedores de estações de trabalho originalmente desenvolveram as estações para fornecer os altos níveis de desempenho exigidos por usuários técnicos, como designers. As estações de trabalho são normalmente baseadas na arquitetura RISC (reduced instruction set computing) e fornecem tanto cálculos de alta velocidade quanto monitores de alta resolução. Esses computadores têm encontrado ampla aceitação na comunidade científica e, mais recentemente, no âmbito da comunidade empresarial.

Os microcomputadores – ou computadores pessoais (PCs) – são a menor e mais barata catego-ria de computadores de uso geral. Os computadores notebooks são pequenos, leves e fáceis de transportar, e cabem facilmente em uma bolsa ou mala.

Os netbooks são ainda menores, mais portáteis, menos caros e menos potentes do que notebooks: eles são usados, principalmente, para navegar na internet. Os netbooks foram inspi-rados pelo OLPC XO. O primeiro netbook projetado para consumidores foi o Asus EEE PC, que veio com um processador Intel Celeron, 512MB de memória RAM, um HD de 2GB a 4GB e sistema operacional Linux. Hoje, a maioria dos netbooks vem com processador Intel Atom, 1GB de memória RAM, HD SATA de 160GB a 250GB (5400RPM) e Windows 7 Starter.

TABELA GT1.2 Características de netbooks

Maioria dos netbooks Outras opções

Sistema operacional Windows 7 starter Linux ou Windows XP

CPU Single Core Intel Atom AMD Athlon Neo e dual Core Intel Atom

Tamanho da tela 10,1 polegadas de 7 a 12,1 polegadas

Memória 1GB 2 GB

HD 160 GB ou 250 GB SATA SSD ou HD SATA 5400 RPM

Preço de US$300 até US$400 de US$200 a US$500

Plataformas para computação e comunicação incluem dispositivos móveis como Personal Digital Assistant (PDAs), também conhecidos como computadores pessoais de mão. Outra plataforma são os aparelhos de telefone celular com capacidades de acesso sem fio à Internet, conhecidos como smartphones. Esses dispositivos normalmente utilizam uma versão micro de um sistema operacional, como Android, iPhone OS, Windows Phone 7 ou Web OS. Esses dispositivos têm as seguintes características:

• Custam muito menos do que os PCs. • Seus sistemas operacionais são muito mais simples do que os de um PC desktop. • Oferecem um bom desempenho em tarefas específicas, mas não substituem as funções

completas de um PC desktop. • Fornecem tanto recursos de computação quanto recursos de comunicação. • Fornecem um portal Web que pode ser visualizado em uma tela.

Um PDA é um computador palmtop que combina um processador com um sistema ope-racional multitarefa utilizando uma caneta para reconhecimento da escrita, em vez de entrada de teclado. Alguns PDAs permitem que os usuários se comuniquem via fax, e-mail e pager ou acessem serviços online. Um smartphone tem recursos de computação e comunicação. Com-parações entre smartphones são mostradas na Tabela GT 1.3.

MICROCOMPUTADORES

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Tablets e e-readers. A tecnologia dos tablets oferece telas sensíveis ao toque que você pode ativar com os dedos ou com uma caneta, abrindo mão assim de mouses e teclados. Um tablet pode incorporar toda a potência do Windows 7 Pro para notebooks de uma maneira tão sim-ples quanto escrever num papel.

O iPad é um tablet e e-Reader da Apple. Ele roda uma versão modificada do iPhone OS e foi projetado para que toda a interação acontecesse pela tela sensível ao toque. Há duas versões diferentes do iPad: 3G e Wi-Fi. O iPad 3G pode usar a rede 3G das operadoras no Brasil para acessar enviar e receber dados, exceto para fazer ligações. É importante salientar que o iPad não é um telefone. O modelo 3G inclui todas as características do modelo Wi-Fi e também uma melhor entrada para cartão SIM, antena 3G e GPS.

O iPad tem três opções de armazenamento interno: 16GB, 32GB ou 64GB. É importante considerar a quantidade de memória que você precisará antes de adquirir um iPad, pois não há como modificar suas configurações de hardware. Ele não tem entradas para cartão de memória nem portas USB. No entanto, há aplicativos que oferecerem armazenamento baseado na Web.

O iPad pode rodar mais os mais de 200 mil aplicativos do iPhone, que podem ser maxi-mizados em tela cheia. O iPad também tem alguns aplicativos feitos especificamente para ele, que não rodam no iPhone.

Os e-readers são dispositivos utilizados para ler livros digitais, jornais e assim por diante. A maioria dos e-readers vem com 3G, sem custos de serviço, que é usado para conectar a livrarias e baixar alguns livros. A maior parte dos e-readers não tem luz de fundo, o que torna a leitura menos cansativa aos olhos em comparação com monitores de computador. Isso significa, no entanto, que será necessária uma fonte de luz externa, assim como para ler um livro normal. Comparações entre e-readers são apresentadas na Tabela GT1.4.

Wi-Fi. A disseminação da fidelidade sem fio, ou Wi-Fi, vem tendo enorme impacto sobre a capacidade de se conectar à Internet por meio de laptops e celulares. Wi-Fi é o nome comum dado às redes sem fio baseadas no padrão 802.11b (agora 802.11n), um recurso padrão para a maioria dos laptops e PDAs.

O Wi-Fi permite que as pessoas encontrem um hot spot para conexão com a Internet. O iPAQ 5450 da HP é o primeiro computador portátil que tanto tem rede local sem fio (WLAN) quanto conectividade bluetooth. Ele também tem um scanner de segurança de impressão digital embutido: uma pequena barra logo abaixo do botão de navegação sobre o qual o usuário desliza seu dedo para ser identificado. O IEEE 802.11n é o padrão sem fio que foi finalizado em 2009.

GT1.4 O microprocessador e o armazenamento primário

A unidade de processamento central (central processing unit – CPU) é o centro de todas as atividades de processamento do computador, onde todo o processamento é controlado, dados

MICROPROCESSADOR

TABELA GT1.4 Comparação entre e-readers

E-book reader Sony Reader Daily Edition PRS-900BC

Amazon Kindle (wireless global) Barnes & Noble Nook

Tamanho da tela 7,1 polegadas 6 polegadas 6 polegadas

Wireless Primeiro Sony Reader a vir com serviço 3G. O serviço é forne-cido pela AT&T

A versão Global wires usa Serviço 3G da AT&T

Versões anteriores vem com Sprint 3G

Serviço 3G da AT&T 3G usa Wi-Fi

Entrada do usuá-rio

A tela inteira é touchscreen Teclado físico embaixo da tela com outros botões dos lados

Pequeno touchscreen no fundo tela

Memória 2G internoSuportando cartões de memó-

ria SD e Memory Sick Duo

2 GB internoSem cartão de memória

2 GB internoSuporta cartões de até 16

GB de memória

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são manipulados e onde são feitos os cálculos aritméticos e as comparações lógicas. A CPU consiste em uma unidade de controle, uma unidade de lógica aritmética (ALU) e uma memó-ria principal (armazenamento primário). Devido ao seu pequeno tamanho, a CPU também é chamada de microprocessador.

Como um microprocessador funciona. A CPU opera como uma minúscula fábrica. En-tradas chegam e são armazenadas até que sejam necessárias, quando são então recuperadas, processadas e armazenadas como saídas para serem enviadas a outros lugares. A Figura GT1.5 ilustra esse processo, que funciona da seguinte forma:

• Entradas são dados e instruções breves sobre o que fazer com os dados. Essas instruções são provenientes do software de outras partes do computador. Os dados podem ser inse-ridos pelo usuário via teclado, por exemplo, ou lidos de um arquivo de dados em outra parte do computador. As entradas são armazenadas em registros até serem enviadas para o próximo passo do processamento.

• Os dados e as instruções viajam no chip por meio de vias elétricas chamadas de barramen-tos. O tamanho do barramento – análogo à largura de uma estrada – determina a quanti-dade de informação que pode fluir a qualquer hora.

• A unidade de controle direciona o fluxo de dados e as instruções dentro do chip. • A ALU recebe os dados e as instruções dos registradores e faz a computação desejada.

Esses dados e as instruções foram traduzidos para a forma binária, ou seja, apenas em 0s e 1s (zeros e uns). A CPU só pode processar dados binários.

• Os dados, em formato original, e as instruções são enviados para registradores de armaze-namento e então enviados de volta para um local de armazenamento fora do chip, como a unidade de disco do computador (conforme discutido a seguir). Enquanto isso, os dados transformados vão para outro registrador e então para outras partes do computador (para serem visualizados no monitor, por exemplo).

• Esse ciclo de processamento, conhecido como um ciclo de instrução de máquina, ocorre milhões de vezes por segundo (ou mais). A velocidade de um chip – o que é uma referên-cia importante – depende de quatro coisas: da velocidade de clock, do comprimento da palavra, da largura de barramento e do design do chip.

1. O clock. Localizado dentro da unidade de controle, é o componente que fornece a sincro-nização para todas as operações de processador. A frequência de tempo do clock (medida em megahertz [MHz], ou milhões de ciclos por segundo) determina quantas operações o processador executa por segundo.

2. O comprimento de palavra é o número de bits (0s e 1s) que podem ser processados pela CPU.

3. A largura de barramento. Quanto maior o barramento (o caminho físico pelo qual viajam os dados e as instruções em forma de impulsos elétricos), mais dados podem ser transfe-ridos e mais rápido será o processamento. A largura de banda do barramento de um pro-

2 2 ExecuçãoDecodi-ficação

Registradores

Resultados

Unidade de controle Unidade de lógica aritmética

Microprocessador

Armazenamento primário(memória principal)

22 Busca Armazenamento

InstruçãoInstruçãoInstrução

Entradas dosoftware

Instrução

Figura GT1.5 Como a CPU funciona.


cessador é o produto da largura de seu barramento (medido em bits) vezes a frequência em que o bus transfere dados (medida em megahertz).

4. O design físico do chip. A distância entre transistores é conhecida como largura da linha. Historicamente, a largura da linha foi expressa em microns (milionésimos de metro), mas, como a tecnologia avançou, tornou-se mais conveniente expressar a largura de linha em nanômetros (bilionésimos de metro).

Figura GT1.6 Executando um programa em um computador.

RAM

Dispositivo deentrada

ALU Dispositivo de saída

Unidade de disco

Armazenamentosecundário

ArmazenamentoUnidade de

controle

Sistema operacional

3

2 1

6 11

9

7 4 10

5 6

Executando um programa em um computador. Para entender como um programa é exe-cutado em um computador, veja a Figura GT1.6. Um programa de computador pode ser ar-mazenado em um disco ou na unidade de disco (unidade “C”). Para executá-lo, o sistema operacional acessará o programa a partir de sua localização (passo 1 na figura) e o colocará da RAM (passo 2). Em seguida, a unidade de controle “busca” a primeira instrução no programa a partir da RAM (passo 3) e age sobre ele (por exemplo, envia uma mensagem para o usuário, usando um dispositivo de saída, para que ele digite um número ou diga “sim” ou “não” [passo 4]). Uma vez que a mensagem é respondida (passo 5) por um dispositivo de saída, por exem-plo, ela é armazenada na RAM. Isso conclui a primeira instrução. Então a unidade de controle “busca” a segunda instrução (passo 6) e o processo continua.

Se uma das instruções exige algum cálculo de computação, a unidade de controle a envia, juntamente com todos os dados relevantes armazenados na RAM, para a unidade de lógica aritmética (ALU) (passo 7). A ALU executa o processamento e entrega os resultados para a RAM (passo 8). Em seguida, a unidade de controle “busca” uma instrução a mais (passo 9), que diz o que fazer com o resultado – por exemplo, exibi-lo no monitor (passo 10) ou armaze-ná-lo no HD (passo 11).

Quando as instruções são “buscadas”, elas são decodificadas. O computador pode proces-sar um grande número de instruções por segundo, geralmente milhões. Portanto, medimos a velocidade dos computadores por “milhões de instruções por minuto”, ou MIPS.

Processamento paralelo. Um sistema de computador com dois ou mais processadores é cha-mado de sistema de processamento paralelo. Atualmente, alguns PCs têm de 2 a 6 processa-dores, enquanto estações de trabalho têm 20 ou mais. Computadores maiores podem ter uma centena de processadores.

Arquitetura de computador. O arranjo dos componentes e suas interações é chamado de arquitetura de computador. A arquitetura de computadores inclui o conjunto de instruções e o número de processadores, a estrutura dos barramentos internos, o uso de caches e os tipos e arranjos de interface de dispositivos de entrada e saída (E/S).


Cada processador vem com um único conjunto de códigos operacionais, ou comandos, que representam o conjunto de instruções do computador. Um conjunto de instruções é a série de instruções da máquina que o processador reconhece e pode executar. Atualmente, duas estratégias de conjunto de instruções – a CISC e a RISC – dominam os conjuntos de ins-truções de processador de arquiteturas de computadores. Essas duas estratégias diferem pelo número de operações disponível e de acordo com como e quando as instruções são movidas para a memória.

Um processador CISC contém mais de 200 comandos codificados únicos, praticamente um para cada tipo de operação. A meta do projeto do CISC é que seu conjunto de instruções pareça uma linguagem de programação sofisticada. Hardware barato pode ser utilizado para substituir softwares caros, reduzindo assim o custo de desenvolvimento de software. A desvan-tagem dessa facilidade de programação é que o os computadores com processador baseado em CISC têm aumentado a complexidade da arquitetura e diminuído o desempenho geral do siste-ma. Apesar desses inconvenientes, a maioria dos computadores ainda usa processadores CISC.

A outra abordagem é a de processadores RISC, que eliminam muitos dos códigos pouco utilizados encontrados no complexo conjunto de instruções. Subjacente ao design RISC está a alegação de que um subconjunto muito pequeno de instruções dá conta de uma porcentagem muito grande de todas as instruções executadas. O conjunto de instruções, portanto, deve ser projetado em torno de algumas instruções simples “fisicamente conectadas”, que podem ser executadas rapidamente. O restante das instruções necessárias pode ser criado em software.

A unidade de lógica aritmética. A unidade de lógica aritmética (arithmetic-logic unit – ALU) executa as operações aritméticas (ou lógicas) e as comparações. A ALU adiciona, sub-trai, multiplica, divide, compara e determina se um número é positivo, negativo ou zero. Todas as aplicações de computador são obtidas por meio dessas seis operações. As operações da ALU são executadas sequencialmente, com base nas instruções da unidade de controle. Para essas operações serem executadas, os dados devem primeiro ser movidos do armazenamento para os registros aritméticos da ALU. Registradores são áreas de memória de alta velocidade, especializadas, para armazenar resultados temporários das operações da ALU, bem como para armazenar certas informações de controle.

O armazenamento primário, ou memória principal, armazena instruções de dados e de progra-mas para a CPU. Ele tem quatro objetivos básicos:

1. Armazenar dados que tenham sido inseridos até que sejam transferidos para processa-mento na ALU.

2. Armazenar dados e resultados durante as etapas intermediárias de processamento. 3. Manter dados após o processamento até que sejam transferidos para um dispositivo de

saída. 4. Manter declarações ou instruções recebidas de dispositivos de entrada e de armazena-

mento secundário.

O armazenamento primário utiliza circuitos integrados. Esses circuitos são camadas inter-conectadas de materiais semicondutores marcados, formando unidades de memória de tran-sistores elétricos com posições “ON – OFF” que direcionam a corrente elétrica que passa por elas. Os estados de “ON – OFF” dos transistores são usados para estabelecer um 0 ou 1 binário para armazenar um dígito binário (ou bit).

O papel dos “barramentos”. Dados e instruções movem-se entre os subsistemas e o pro-cessador do computador via canais de comunicação chamados de barramentos. Um barra-mento é um canal pelo qual os dados trafegam em formato eletrônico. Três tipos de barra-mentos interconectam a CPU, o armazenamento primário e os outros dispositivos no sistema de computador. O barramento de dados transfere dados de/para o armazenamento primário. O barramento de endereços transmite sinais para localizar um determinado endereço de ar-mazenamento primário. O barramento de controle transmite sinais especificando a “leitura” ou a “escrita” de/para um determinado endereço de armazenamento primário, dispositivo de entrada ou de saída. A capacidade de um barramento, chamada de largura de barramento, é definida pelo número de bits que ele carrega de uma só vez.

Unidade de controle. A unidade de controle lê as instruções e direciona os outros compo-nentes do sistema de computador para executar as funções requeridas pelo programa. Ela in-

ARMAZENAMENTO PRIMÁRIO


terpreta e executa as instruções contidas em programas de computador, seleciona as instruções de programa do armazenamento primário, move-as para os registros de instruções na unidade de controle e então as executa. Ela controla os dispositivos de entrada e de saída, bem como processos de transferências de dados da/para a memória. A unidade de controle não muda ou cria dados: ela simplesmente direciona o fluxo de dados dentro da CPU. A unidade de controle pode processar apenas uma instrução por vez, mas pode executar as instruções tão rapidamente (milhões por segundo) que parece fazer muitas coisas diferentes ao mesmo tempo.

A série de operações necessárias para processar apenas uma instrução da máquina é cha-mada de ciclo de máquina. Cada ciclo de máquina consiste em um ciclo de instrução – que configura circuitos para realizar uma operação requerida – e um ciclo de execução, durante o qual a operação é efetivamente realizada.

Categorias de Memória. Existem duas categorias de memória: o registrador, que é rápido e faz parte da CPU, e os chips de memória interna, que residem fora da CPU e são mais lentos. Um registrador é um circuito na CPU que permite o armazenamento rápido e a recuperação de dados e instruções durante o processamento. A unidade de controle, a CPU e o armazena-mento primário têm registradores. Pequenas quantidades de dados residem no registrador por períodos muito curtos antes de sua utilização.

A memória interna é usada para armazenar dados pouco antes de serem processados pela CPU. Imediatamente após o processamento, ela compreende dois tipos de espaço de armaze-namento: RAM e ROM.

A memória de acesso aleatório (random-access memory – RAM) é o lugar em que a CPU armazena os dados e as instruções que está processando. Quanto maior a área de memória, maior a capacidade de armazenamento e execução dos programas. Mais de um programa pode ser executado ao mesmo tempo, cada um ocupando uma porção da RAM. A vantagem da RAM é que ela é muito rápida em armazenar e recuperar qualquer tipo de dado, seja ele textual, gráfico, áudio ou baseado em animação. Suas desvantagens são ser cara e volátil. Essa volatilidade significa que todos os dados e programas armazenados na RAM são perdidos quando a energia é desligada. Para diminuir essa potencial perda de dados, muitos dos progra-mas mais recentes realizam “salvamentos” automáticos periodicamente.

Muitos programas de software são maiores do que o armazenamento primário interno (RAM) disponível para armazená-los. Para contornar essa limitação, alguns programas são divididos em blocos menores, sendo cada bloco carregado na RAM apenas quando neces-sário. No entanto, dependendo do programa, o contínuo carregamento (e descarregamento) de blocos pode diminuir consideravelmente o desempenho, em especial pelo fato de o arma-zenamento secundário ser muito mais lento que a RAM. Algumas arquiteturas utilizam me-mória de cache de alta velocidade como um armazenamento temporário para os blocos mais utilizados. Em seguida, a RAM é utilizada para armazenar os próximos blocos mais usados, e o armazenamento secundário (descrito adiante) para armazenar os últimos blocos.

Há dois tipos de memória de cache na maioria dos computadores: o cache L1 (Level 1) está localizado no processador, e o L2 (Level 2) está localizado na placa-mãe. O cache L1 é menor e mais rápido que o L2. As fabricantes de chips estão projetando agora chips com os caches L1 e L2 no processador e com o cache L3 na placa-mãe. Uma vez que a memória de cache opera a uma velocidade muito mais elevada do que a memória convencional (RAM), essa técnica aumenta consideravelmente a velocidade de processamento, pois reduz o número de vezes que o programa tem de pegar instruções e dados da RAM para o armazenamento secundário.

As RAMs dinâmicas (dynamic random access memories – DRAMs) são os chips de RAM mais utilizados. São conhecidos por serem voláteis, uma vez que necessitam ser recarregados e atualizados centenas de vezes por segundo a fim de reterem a informação que armazenam.

A memória de leitura (read-only memory – ROM) é aquela porção de armazenamento pri-mário que não pode ser alterada nem apagada. A ROM é não volátil, isto é, as instruções de pro-grama são retidas continuamente dentro da RAM, sendo a energia fornecida para o computador ou não. A ROM é necessária para que os usuários possam ser capazes de restaurar dados ou pro-gramas depois de o computador ter sido desligado, prevenindo que sejam alterados. Por exemplo, as instruções necessárias para iniciar o computador (boot): um computador não pode perdê-las quando é desligado.

A memória de leitura programável (programmable read-only memory – PROM) é um chip de memória no qual um programa pode ser armazenado. Mas, uma vez utilizada, a PROM não pode ser formatada e usada para outro fim. Assim como as ROMs, as PROMs são não voláteis.


GT1.5 Dispositivos de entrada e de saídaOs dispositivos de entrada e de saída (E/S) de um computador não são parte da CPU, mas canais de comunicação entre a CPU e o ambiente externo. Os dados e as instruções são inseridos no computador por meio de dispositivos de entrada, e os resultados de processamento são forneci-dos por dispositivos de saída. Os dispositivos de E/S amplamente utilizados são o tubo de raios catódicos (cathode-ray tube – CRT) ou a unidade visual de exibição (visual display unit – VDU), mídias de armazenamento magnético, impressoras, teclados, mouses e scanners. Os dispositivos de E/S são controlados diretamente pela CPU ou indiretamente por processadores especiais dedicados ao processamento de entrada e saída. De modo geral, os dispositivos de E/S são sub-classificados em dispositivos de armazenamento secundário (principalmente unidades de discos e fitas) e dispositivos periféricos (qualquer dispositivo de E/S que seja ligado no computador).

O armazenamento secundário é separado do armazenamento primário e da CPU, mas está diretamente conectado a ela. O armazenamento secundário armazena os dados em um for-mato compatível com o armazenamento de dados no armazenamento primário, mas fornece ao computador um espaço muito maior para armazenar e processar grandes quantidades de softwares e dados. O armazenamento primário, nos chips de memória, é volátil e muito rápido em armazenar e recuperar dados. O armazenamento secundário, por sua vez, é não volátil, usa muitas formas diferentes de mídia que são menos caras do que o armazenamento primário, mas é relativamente mais lento.

A fita magnética é mantida em um grande carretel aberto ou dentro de um pequeno car-tucho ou cassete. Atualmente, os cartuchos e cassetes estão substituindo os carretéis por serem mais fáceis de acessar e usar. As principais vantagens da fita magnética são o baixo custo, a relativa estabilidade, a durabilidade e a capacidade de armazenar grande volume de dados. A fita magnética é excelente para o backup ou arquivamento de dados, podendo ser reutiliza-da. A principal desvantagem da fita magnética é que ela deve ser pesquisada, do começo ao fim, para encontrar os dados desejados. Esse processo é chamado de acesso sequencial. A fita magnética em si é frágil e deve ser manuseada com cuidado. A fita magnética também requer muito trabalho para ser montada ou desmontada em um computador mainframe. O arma-zenamento em fita magnética é frequentemente usado para guardar informações que uma organização deve manter, mas raramente acessar ou usar.

As empresas que lidam com um grande número de arquivos (companhias de seguros, por exemplo) utilizam sistemas de fita magnética. As versões modernas do sistema de fita magné-tica utilizam cartuchos e, muitas vezes, um sistema robótico que seleciona e carrega automati-camente o cartucho apropriado.

Os discos magnéticos, também chamados de discos rígidos, amenizam alguns dos problemas associados à fita magnética ao atribuir endereços locais específicos para dados, de modo que os usuários possam acessar diretamente esses locais sem precisar passar por locais intermediários quando estiverem procurando por informações. Esse processo é chamado de acesso direto.

Um disco rígido é como um toca-discos com uma pilha de lâminas revestidas de metal (em geral montados permanentemente) que roda rapidamente. Os cabeçotes magnéticos de leitura/gravação, anexados a braços, permanecem posicionados sobre os discos. Para localizar um endereço de armazenamento ou recuperar dados, o cabeçote se move para dentro e para fora até localizar a posição correta e, então, iniciar a leitura.

A velocidade de acesso a dados em unidades de disco rígido é uma função da velocidade de rotação do disco e a velocidade dos cabeçotes de leitura/gravação. Os cabeçotes de leitura/gravação devem se autoposicionar e o disco deve girar até que a informação desejada seja locali-zada. As unidades de disco avançadas têm velocidades de acesso de 8 a 12 milissegundos.

Os discos magnéticos armazenam grandes quantidades de dados e de instruções, que po-dem ser acessadas rapidamente. Outra vantagem dos discos sobre os carretéis é que um robô pode trocá-los. Isso pode reduzir drasticamente as despesas de um centro de dados. A Storage Technology é a principal fornecedora desses robôs. As desvantagens dos discos são o preço (mais alto em comparação às fitas magnéticas) e a suscetibilidade a “panes de discos”.

Ao contrário das grandes unidades de disco fixas, uma abordagem é combinar um gran-de número de pequenas unidades de disco, cada uma com 10 a 40 gigabytes de capacidade, desenvolvidas originalmente para microcomputadores. Esses dispositivos são chamados de RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks). Como os dados são armazenados de forma

ARMAZENAMENTO SECUNDÁRIO


redundante em várias unidades, o desempenho do sistema é pouco afetado caso ocorra mau funcionamento em uma das unidades. Além disso, várias unidades oferecem vários caminhos diferentes para acessar os dados, melhorando o desempenho. Por fim, devido à eficiência de fabricação de pequenas unidades, o custo dos dispositivos RAID é significativamente menor do que o custo de grandes unidades de disco com a mesma capacidade.

Para tirar proveito de tecnologias mais rápidas, as interfaces das unidades de disco tam-bém devem ser mais rápidas. A maioria dos PCs e das estações de trabalho usa um dos dois padrões de interface de disco de alto desempenho: o Enhanced Integrated Drive Electronics (EIDE) ou o Small Computer Systems Interface (SCSI). O EIDE oferece bom desempenho, é barato e suporta até quatro discos, fitas ou unidades de CD-ROM. A última versão é chamada de Serial ATA (SATA). (Para mais detalhes, acesse serialata.org.) As unidades SCSI são mais caras do que as unidades EIDE, mas oferecem uma interface mais rápida e suportam mais dispositivos. As interfaces SCSI são, portanto, voltadas para estações de trabalho gráficas, armazenamento em servidor e grandes bancos de dados.

Os dispositivos de armazenamento óptico têm densidade de armazenamento extrema-mente alta. Normalmente, muito mais informação pode ser armazenada em um disco óptico de 5,25 polegadas do que em um disquete de tamanho equivalente (cerca de 400 vezes mais). Como um feixe de laser altamente concentrado é usado para leitura/gravação de informações codificadas em um disco óptico, as informações podem ser altamente condensadas. Além dis-so, a quantidade de espaço em disco físico necessária para gravar um bit óptico é muito menor do que a normalmente requerida por mídias magnéticas.

Outra vantagem do armazenamento óptico é que o meio em si é menos suscetível à con-taminação ou deterioração. Em primeiro lugar, as superfícies de gravação (em ambos os lados do disco) são protegidas por dois pratos de plástico que impedem a poeira e a sujeira de conta-minar a superfície. Em segundo lugar, apenas um raio laser de luz entra em contato com a su-perfície de gravação, não um cabeçote voador: o cabeçote de uma unidade de disco óptico não se aproxima mais do que 1mm da superfície do disco. As unidades ópticas também são menos frágeis, e os discos em si podem armazenar muito mais informação, tanto rotineiramente como quando combinados com outros sistemas de armazenamento.

A memória de disco compacta de leitura (compact disk read-only memory – CD-ROM) tem alta capacidade, baixo custo e alta durabilidade. A tecnologia de CD-ROM é muito eficaz e eficiente para a produção em massa de muitas cópias de grandes quantidades de informação que não precisam ser alteradas, por exemplo, enciclopédias, diretórios e bancos de dados on-line. No entanto, por ser uma mídia de leitura, o CD-ROM só pode ser lido, e não usado para gravação. O CD-RW (compact disk rewritable) acrescenta a capacidade de regravação ao mercado de discos compactos graváveis.

Os discos de vídeo digital (DVDs) oferecem maior qualidade e capacidades de armazena-mento mais robustas.

Os discos Blu-ray oferecem maior qualidade e armazenamento mais robusto do que os DVDs. Além disso, os discos Blu-ray têm uma tecnologia de revestimento duro que os fazem mais resistentes a riscos do que CDs e DVDs.

Os cartões de memória para PC (também conhecidos como memory sticks ou cartão de memória flash) expandem a quantidade de memória disponível. Eles têm sido amplamente utilizados, especialmente em dispositivos portáteis como PDAs e smartphones.

A Tabela GT1.5 resume os principais dispositivos de armazenamento secundário e suas vantagens, aplicações e limitações.

Os usuários podem comandar o computador e comunicar-se com ele utilizando um ou mais dispositivos de entrada. Cada dispositivo de entrada aceita um formato específico de dados. Por exemplo, os teclados transmitem caracteres digitados e reconhecedores de letra “leem” os caracteres escritos à mão. Os usuários querem que a comunicação com os computadores seja simples, rápida e livre de erros. Assim, uma série de dispositivos de entrada atendem às diferentes necessidades de indivíduos e aplicações (Tabela GT 1.6).

Teclado. O dispositivo de entrada mais comum é o teclado. O teclado é projetado como uma máquina de escrever, mas com muitas teclas especiais adicionais. A maioria dos usuários de computador utiliza teclados regularmente. Infelizmente, parte dos usuários de computador tem desenvolvido lesão por esforço repetitivo (LER), que eles alegam ser decorrente do uso excessivo de teclados mal planejados. Como resultado, foram desenvolvidos teclados proje-

DISPOSITIVOS PERIFÉRICOS DE ENTRADA


TABELA GT1.5 Comparação entre dispositivos de armazenamento secundário

Tipo Vantagens Desvantagens Aplicação

Dispositivos de armazenamento magnético

Fita magnética Menor custo por unidade arma-zenada

Acesso sequencial significa baixa velocidade de recuperação

Arquivamento de dados cor-porativo

Unidade de disco Capacidade relativamente ele-vada e rápida velocidade de recuperação

Frágil; alto custo por unidade ar-mazenada

De computadores pessoais a mainframes

RAID Alta capacidade; projetado para tolerar falhas e oferece baixo risco de perda de dados; baixo custo por unidade armazenada

Custo alto, instalação semiperma-nente

Armazenamento de dados corporativos que requer acesso rápido e frequente

SAN Alta capacidade; projetado para grandes quantidades de dados corporativos

Custo alto Armazenamento de dados corporativos que requer acesso rápido e frequente

NAS Alta capacidade; projetado para grandes quantidades de dados corporativos

Custo alto Armazenamento de dados corporativos que requer acesso rápido e frequente

Disquetes magnéticos

Baixo custo por disquete; porta-bilidade

Baixa capacidade; custo muito alto por unidade armazenada; frágil

PCs

Cartões de me-mória

Portátil; fácil de usar; menos propenso a falhas do que uni-dades de disco

Custo alto PCs e laptops

Memory sticks Extremamente portáteis e fáceis de usar

Custo alto Dispositivos eletrônicos de consumo popular úteis para transferir arquivos de um dispositivo portátil para um computador desktop

USB flash drives Portátil; fácil de usar; rápido; re-quer apenas uma entrada USB

PCs

Unidade de disco SSD

Mais rápido do que o HDD Custo alto por unidade armazenada De computadores pessoais a armazenamento de dados corporativos

Armazenamento expansível

Portátil; alta capacidade Mais caro do que unidades de disco

Backup de unidade de disco interna

Dispositivos de armazenamento óptico

CD-ROM Alta capacidade; custo modera-do por unidade armazenada; alta durabilidade.

Velocidade mais lenta de recupe-ração do que unidades de disco; apenas determinados tipos podem ser regravados

De computadores pessoais a armazenamento de dados corporativos

DVD Alta capacidade; custo modera-do por unidade armazenada

Velocidade mais lenta de recupera-ção do que unidades de disco


FMD-ROM Capacidade muito alta; custo moderado por unidade arma-zenada

Velocidade mais rápida de recupe-ração do que DVD ou CD-ROM; velocidade menor de recuperação do que unidades de disco


Blu-ray Capacidade maior do que a de DVDs, atualmente mais de 50GB

Custo alto De computadores pessoais a armazenamento de dados corporativos


tados ergonomicamente. Por exemplo, alguns teclados estão agora “divididos” pela metade, procurando se aproximar vagamente do ângulo natural dos braços e pulsos.

Mouses e trackballs. O mouse de computador é um dispositivo de mão utilizado para apon-tar um cursor em um local desejado da tela, como um ícone, uma célula em uma tabela, um item em um menu ou qualquer outro objeto. Uma vez que a seta é colocada sobre um objeto, o usuário clica em um botão do mouse, instruindo o computador a executar alguma ação. O uso do mouse reduz a necessidade de digitar informações ou usar as teclas de setas mais lentas.

Uma variante do mouse é a trackball, frequentemente utilizada em design gráfico. O usuário segura um objeto como seguraria um mouse, mas em vez de mover o dispositivo intei-ro para movimentar o cursor, ele gira uma bola embutida no topo do dispositivo. Os compu-tadores portáteis têm algumas outras tecnologias similares ao mouse, como o pad glide-and--tap, utilizado no lugar de um mouse. Muitos dispositivos portáteis também permitem que um mouse convencional seja conectado quando desejado.

Outra variante do mouse, o mouse óptico, substitui a bola, os rolamentos e as rodas do mouse mecânico por uma luz, uma lente e um chip de câmera. Ele replica a ação de um mouse mecânico tirando fotografias da superfície por onde passa, comparando cada imagem sucessi-va a fim de determinar para onde está indo.

Telas sensíveis ao toque. Uma alternativa ao mouse ou a outros dispositivos relacionados com a tela é a tela sensível ao toque (touchscreen). A tela sensível ao toque é uma tecnologia que divide a tela do computador em diferentes áreas. Os usuários simplesmente tocam a área deseja (geralmente botões ou quadrados) para desencadear uma ação.

Stylus. Um stylus (ou estilete) é um dispositivo em forma de caneta que permite que o usuá-rio toque partes de um determinado menu de opções ou que escreva à mão informações no computador (como acontece com alguns PDAs). A tecnologia pode responder à pressão da caneta ou a caneta pode ser de um tipo óptico que emite luz percebida pelo computador.

Joysticks. Os joysticks são utilizados principalmente em estações de trabalho que possam reproduzir imagens dinâmicas. Eles também são usados em jogos de video game. O joystick move e posiciona o cursor no objeto desejado na tela.

TABELA GT1.6 Dispositivos de entrada

Categorias Exemplos

Dispositivos de codificação • Leitor de cartões perfurados • Teclado • Terminal de Ponto de Venda

Dispositivos indicadores(dispositivos de apontam para objetos na tela do computador)

• Mouse (incluindo rollerballs e trackballs) • Tela sensível ao toque • Touchpad (ou trackpad) • Caneta óptica • Joy stick

Reconhecimento óptico de caracteres(dispositivos que leem caracteres)

• Scanner/leitor de código de barras (ex.: nos pontos de venda) • Leitor óptico de caracteres • Leitor de caneta óptica • Leitor sem fio • Leitor de sinais ópticos

Reconhecedores de letra • Caneta

Reconhecedores de voz (dados são inseridos por voz) • Microfone

Outros dispositivos • Leitores magnéticos de caracteres a tinta • Câmeras digitais • Caixas eletrônicos • Cartões inteligentes • Digitalizadores (para mapas, gráficos, etc.) • RFID


Formulários eletrônicos. Os formulários eletrônicos fornecem um formato padronizado cujos títulos servem como prompts para a entrada de dados. Na interação de formulários, o usuário insere os dados ou comandos nos espaços (campos) designados nos formulários. O computador pode produzir alguma saída após a entrada de dados, e pode solicitar ao usuário que continue o processo de interação de formulário. Os formulários eletrônicos podem ali-viar muitos dos passos que requerem grandes recursos para o processamento de formulários, tornando desnecessárias a digitação tradicional e a impressão. Por fim, os centros de proces-samento não precisam redigitar os dados de formulários de papel, uma vez que os dados per-manecem no formato eletrônico durante todo o processo.

Quadro branco. Um quadro branco é uma área em uma tela de vídeo onde vários usuários podem escrever ou desenhar. Os quadros brancos são o componente principal das aplicações de teleconferência por permitir a comunicação de áudio e visual.

Automação de dados na origem. A automação de dados na origem captura dados em um formato legível pelo computador no momento em que os dados são criados. Sistemas de ponto de venda, códigos de barras ópticos e scanners de código de barras, outros dispositivos de re-conhecimento de caracteres ópticos reconhecedores de letra escrita à mão, reconhecedores de voz, digitalizadores e câmeras são exemplos de automação de dados na origem. Os dispositivos de automação de dados na origem eliminam os erros decorrentes dos erros de digitação dos dados e permitem que os dados sejam capturados imediata e diretamente, com correção de erros predefinida. Os principais dispositivos são descritos abaixo.

Terminais de ponto de venda. Muitas organizações de varejo utilizam terminais de ponto de venda (PDV). Os terminais de PDV têm um teclado especializado. Os terminais de restau-rantes fast-food, por exemplo, incluem todos os items no menu, às vezes até mostrando suas imagens. Os terminais de PDV em lojas de varejo são equipados com um scanner de código de barras, que lê os códigos etiquetados. Os dispositivos de PDV aumentam a velocidade de entrada de dados e reduzem a possibilidade de erros. Os terminais de PDV podem incluir vários recursos, como scanner, impressora, síntese de voz (que pronuncia, por voz, o preço do produto) e software de contabilidade.

Scanner de código de barras. Os scanners de código de barras escaneiam barras unidimen-sionais (1D) em preto e branco gravadas no código de produto universal (Universal Product Code – UPC)*. Esse código especifica o nome do produto e seu fabricante (ID do produto). Em seguida, um computador encontra no banco de dados o preço equivalente a ID do produ-to. Os códigos de barras são especialmente valiosos no processamento de grandes quantidades de itens onde o trabalho via teclado é muito lento e/ou impreciso. Suas aplicações incluem cai-xas de atendimento em supermercados, adesivos de bagagem das companhias aéreas e pacotes de empresas de transporte (como a FedEx, por exemplo). O leitor de caneta óptica é um leitor de código de barras especial, de mão, que também pode ler códigos legíveis por humanos.

Identificação de etiquetas por radiofrequência. A identificação por radiofrequência (Ra-dio Frequency Identification – RFID) é um sistema de tecnologia que utiliza ondas de rádio para identificar automaticamente pessoas ou objetos. Uma informação única (geralmente um número serial) é armazenada em um microchip (etiqueta ou tag) que está ligado a uma antena que pode transmitir a informação para um leitor próximo. O leitor então converte as ondas de rádio enviadas pela etiqueta RFID em informações digitais para o computador.

Leitor de sinal óptico. Um leitor de sinal óptico é um scanner especial para a detecção da presença de marcas de lápis sobre uma grade predeterminada, como uma folha de respostas de múltipla escolha utilizada em provas.

Sensores. Os sensores são tecnologias extremamente comuns incorporadas a outras tecno-logias. Eles coletam dados diretamente do ambiente e os inserem em um sistema de com-putador. Exemplos incluem o sensor de ativação do airbag, o sensor de controle de mistura/poluição de combustível, sensores de controle de estoque em lojas de varejo e outros tipos de sensores embutidos em aviões modernos.

Universal Serial Bus (USB). O USB é uma interface de baixo custo para periféricos de com-putador. O USB 1.1 tem uma taxa de transferência máxima de 12 Mbps, que não pode exe-

* N. de R.T.: Fora dos EUA, é mais comum o padrão EAN, definido pelo organização GS1.


cutar alguns periféricos rápidos, como unidades de disco externas. O USB 2.0 tem uma taxa de transferência máxima de 480 Mbps, 40 vezes mais rápida do que sua versão anterior. Ele é mais rápido do que seu concorrente IEEE 1394, que tem uma taxa de transferência máxima de 400 Mbps. O padrão mais recente de USB é a versão 3.0. Ele é cerca de 10 vezes mais rápido que o USB 2.0, com uma velocidade máxima de transferência de 5 Gbps.

Monitores. Os dados inseridos em um computador podem ser visualizados em seu monitor, que é basicamente uma tela de vídeo que exibe tanto a entrada quanto a saída de dados. Os monitores são produzidos em diferentes tamanhos, variando de centímetros a metros. O prin-cipal benefício do dispositivo é sua natureza interativa.

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