Noções de Sistemas

Noções de Sistemas

Conjunto de partes integradas com uma finalidade comum.
Conjunto de elementos ligados entre si por cadeias de relações de modo a constituir um todo organizado.

Ex.: Sistema do Organismo Humano

Características de um Sistema

Objetivo
Componentes
Estrutura
Comportamento
Ciclo de Vida

Sub-sistema

Partes de um sistema.
Ex.: Sistema Respiratório, Cardiovascu-lar, Nervoso Central, Renal ou Digestivo.

Componentes Básicos de um Sistema

Computador: Hardware (Processador, Memória, Dispositivos de Entrada/ Saída) e Software (Programas)

Classificação dos Sistemas

Sistemas Simples X Complexos

Os sistemas são compostos de diversos componentes (partes) e relações. Um sistema será tão mais complexo quanto maior for a quantidade de elementos que o compõem ou a quantidade e complexidade das suas relações.

Um carrinho-de-mão possui um conjunto pequeno de componentes e também uma pequena quantidade de conexões entre estes componentes. É um sistema simples quando comparado a um caminhão, pois este possui milhares de componentes (peças) e inúmeras conexões entre elas.

A avaliação de simples X complexo é sempre relativa a algum referencial. Por exemplo, o caminhão é complexo quando comparado a um carrinho-de-mão, contudo pode ser considerado um sistema simples quando comparado a um Boeing.

Sistemas Abertos X Fechados

Um sistema fechado é aquele na qual o sistema não possui nenhuma interação com o meio que o cerca. Ao contrário, um sistema aberto é um sistema que possui interações com o ambiente.

Sistemas Adaptáveis X Não-Adaptáveis

O conceito de adaptabilidade está ligado à resposta dada pelo sistema às mudanças que ocorrem no ambiente em que está inserido. Um camaleão é bas-tante adaptável às cores do ambiente em que vive, mas por outro lado não se adapta bem a mudanças climáticas.

Sistemas Permanentes X Temporários

Este conceito óbvio é sempre levado em consideração quando se implementam novo sistemas. Exemplo: foi solicitado um policiamento reforçado no Riocentro. É permanente, para atender a vizinhança que tem sofrido roubos e furtos, ou é temporário, somente durante a Feira da Providência?

Sistema de Informação

Um sistema é dito "de informação", quando, pelo menos uma de suas partes componentes é um dado ou informação.

É um sistema, ou conjunto de regras e procedimentos, para o fornecimento preciso e oportuno de informações às pessoas de uma organização - basicamente a área administrativa, mas também qualquer funcionário que precise ou use informações.

Conceito de Informação

Dados que foram transformados (processados) e têm valor (utilidade) real ou aparente para a tomada de decisão.

É o valor da mudança do comportamento decisório causado pela informação, menos o custo de tornar essa informação disponível.
Também pode ser medido pelo custo de oportunidade, ou seja, quanto custa não ter a informação.

Tradudores, Compiladores, Interpretadores, Sistema Operacional

Tradutores, Compiladores e Interpretador

Compilador

Criação de um arquivo executável (geralmente em linguagem de máquina) a partir do código em linguagem de programação.
Exemplos de linguagens que são compiladores:
Clipper, Pascal, C/C++

Tradutor
Traduz o programa escrito pelo programador, em uma linguagem de alto nível (programa fonte), para um programa escrito em linguagem de máquina (programa objeto) que será interpretado pela CPU

Interpretador
Diferentemente do compilador, o interpretador não traduz o programa fonte inteiro para o código objeto.
Enquanto que o compilador traduz todo programa fonte para depois executar, o interpretador traduz e executa instrução por instrução por meio de um programa chamado interpretador.
Este processo torna a execução do programa mais lento.

Exemplo de linguagens interpretadas:
Basic
Dbase


Tipos de Codigo

Fonte
Instruções que o programador cria quando escreve um programa.

Objeto
Código usado para gerar um programa em linguagem de máquina.

Executável
Capaz de ser executado.
Relocável

Sistemas Operacionais

Quando um computador é ligado ele realiza diversas tarefas, uma delas é procurar nos dispositivos de armazenamento um sistema operacional.
Um Sistema Operacional é um programa especial que é carregado na memória no momento da inicialização do computador e ali permanece até a máquina ser desligada.
Exemplos: Windows 98, Windows XP, Windows 2000, Windows NT, Linux, Unix, OS/2, Lindows, etc.
Controla a interação do computador com o usuário, através da utilização de dispositivos de entrada e saída.
É responsável pelo controle da execução dos programas, pela organização e controle de acesso das informações nos dispositivos de armazenamento.
Serve de plataforma para a execução de outros programas.
Oferece uma Interface para o usuário se comunicar com computador
Linha de Comando
Gráfica (GUI – Graphical User Interface)

Classificação dos Sistemas Operacionais

Multiprogramável e Monoprogramável
Multiusuário e Monousuário
Multiprocessado e Monoprocessado

Multiprogramável

Permite a execução simultânea de mais de um programa.
Por exemplo: Um texto pode estar sendo digitado no OpenOffice enquanto que uma pesquisa está sendo realizada num banco de dados.
Os programas dividem o tempo de uso da CPU.
Ex.: Unix, Windows NT, Windows 98

Monoprogramável

Apenas um programa pode ser executado por vez.
Ex.: MS-DOS

Multiusuário

Permite que mais de um usuário utilize o computador ao mesmo tempo.
Para isso ele deve ser multiprogramável.
Para que vários usuário usem o mesmo computador ao mesmo tempo, este tipo de sistema operacional permite que os usuários se conectem ao computador através de outros computadores.
Exemplo: Unix, Linux

Monousuário

Permite que apenas um usuário utilize o computador em um determinado instante.
Podem ser monoprogramáveis ou multiprogramáveis.
Exemplo: MS-DOS, Windows 98

Monoprocessado

São sistemas operacionais que suportam apenas a utilização de uma CPU.
Monoprogramáveis ou Multiprogramáveis.
Monousuário ou Multiusuário
Exemplo: MS-DOS, Windows 98

Multiprocessado

São sistemas operacionais que suportam a utilização de mais de uma CPU.
Controla o uso das CPU existentes, distribuindo o processamento
Exemplo: Unix, Windows NT

Objetivos, Funções e Caracteristicas dos Sistemas Operacionais:

Objetivos

É o núcleo do mecanismo que faz o computador funcionar.
Ele trabalha nos bastidores como intermediário entre as solicitações dos usuários e dos programas.
Gerencia e orienta o hardware do computador, lê e grava dados de e para unidades de disco.

Funções

Proporcionar uma interface de linha de comando ou uma interface gráfica para o usuário se comunicar com o computador.
Gerenciar os dispositivos de hardware do computador.
Gerenciar e manter os sistemas de arquivos em disco.
Dar suporte a outros programas.

Características

É a capacidade de definir áreas de trabalho diferentes.
Interface com o usuário.
Interpreta a ação de comandos.
Controla mais de uma única tarefa ao mesmo tempo, ou seja, multitarefa.

Conceitos de Dados, Informação e Conhecimento

Dado (Matéria-prima da informação)

Representação de fatos, conceitos ou instruções de maneira convencional ou preestabelecida e apropriada para interpretação ou processamento por meios manuais ou automáticos.
Exemplo: 2 + 2 + 6

Informação (Dados processados)

Resultados de um processamento de um ou vários conjuntos de dados
Exemplo:
Resultado da soma de 2 + 2 + 6 = 10

Conhecimento

“a questão central para o executivo moderno é ser capaz de usar o Conhecimento para criar novos produtos e serviços” Peter Drucker (1993).
Era o autoconhecimento e que deveria ser usado para a nossa autosatisfação e auto-estima,ou seja, ser usado para o nosso crescimento pessoal e para aumentar a nossa sabedoria.

Conceito de Registros e Arquivos

Registro

Em um banco de dados, uma linha de uma tabela; coleção de dados que podem ter comprimento fixo ou variável; um ou mais registros geralmente compõem um arquivo de dados

Arquivo

Coleção de dados armazenados pelo usuário;
Local onde está armazenado o código do programa ou textos ou imagens, etc.

Processamento de Dados

É o tratamento das informações por meio automático.

Sistema Batch

As tarefas são acumuladas para serem processadas posteriormente.
Ex.: Compensação de cheques. Os cheques são acumulados para serem posteriormente compensados ao final do dia.

Sistema On-Line

A tarefa é processada no momento em que é solicitada.
Este processamento não é feito no mesmo instante de tempo em que a tarefa foi solicitada.
A tarefa espera sua vez de ser processada, ficando numa “fila” de processamento.
Existe um tempo de espera de resposta para o usuário.
Exemplo: Internet

Sistema Real-Time

É um tipo especial de on-line.
Quando é solicitada uma tarefa, esta deve ser executada no mesmo instante.
É utilizado em sistemas que necessitam de respostas imediatas para uma solicitação.

Exemplo: Quando uma operação de saque é feita em caixa eletrônico é necessário que seu saldo seja atualizado no mesmo instante, caso contrário outra retirada pode ser feita com base no saldo antigo.

Sistema Time-Sharing

“Tempo Compartilhado”.
A CPU compartilha o seu processamento com vários programas e usuários.
Uma fatia de tempo é disponibilizada para execução de um pedaço de cada programa.

Hardware

Computador:

Equipamento eletrônico capaz de receber, guardar, recuperar, processar e transmitir informações. Pode ser utilizado em aplicações diversas, devido a possibilidade de interpretar comandos/instruções agrupados em programas.

Hardware + Software
Segue a arquitetura de Von Neumann

Hardware :

É a parte física do computador. Equipamentos eletrônicos que permitem a entrada, processamento, armazenamento e saída de informações.

Os principais hardwares encontrados em um computador, podem ser agrupados nas seguintes categorias:
Dispositivo de entrada;
UCP;
Memória Principal;
Dispositivo de armazenamento ou memória auxiliar;
Dispositivo de saída

Bit Byte e palavra:

Bit: unidade mínima de uma informação no computador. Pode ser 0 (desligado) e 1 (ligado)
Byte: unidade formada por 8 bits
Unidade padrão para medir a capacidade de armazenamento de informações em um computador

Palavra:
Conjunto de bytes que um computador consegue processar em um certo instante
Computadores de 8 bits
Computadores de 16 bits
Computadores de 32 bits

Componentes básicos do computador:
Esquema de funcionamento:





UCP – Unidade Central de Processamento


CPU – Central Processing Unit
Local onde os dados são realmente processados
Uma CPU se encontra em um chip chamado de Microprocessador
Processador


Divide-se basicamente em três partes:
Unidade de Controle (UC): Interpreta as instruções que devem ser processadas
Unidade Lógica-Aritmética (ULA): Realiza o processamento de operações de propósito geral: aritméticas e lógicas


Registradores (Memória Interna): Locais onde os dados referentes a execução de uma determinada instrução são temporariamente armazenados

Unidade de Controle :

Controla as atividades do computador
Tem a função de interpretar e executar instruções armazenadas na memória de forma a solicitar que alguma operação seja realizada
Controla a seqüência da execução das instruções

Possui instruções pré-definidas
Executar conjuntos de instruções Þ Programa
As instruções variam de fabricante para fabricante
Os fabricantes tendem a agrupar as CPUs em famílias

Compatibilidade Ascendente
Manter a compatibilidade com novos componentes

Ciclo de Execução

São as etapas necessárias para a execução de uma instrução

1 – Busca da instrução
2 – Execução da instrução


Ciclo de execução
É medido em MHz = Clock
Milhões de ciclos por segundo
300MHz = 300 milhões de ciclos/segundo
A execução de um programa consiste, basicamente, na troca de informações entre a memória e a CPU, pois é na memória que se encontram as instruções e os dados que formam o programa

A memória é dividida em regiões. Cada região contém instruções e dados e são endereçados por um número
As instruções de um programa estão organizadas seqüencialmente na memória

ULA – unidade lógica aritmética

Operações Aritméticas
Soma, subtração, adição e divisão
Operações Lógicas
Funções que retornam Verdadeiro ou Falso

Registradores

Dispositivos de armazenamento temporário localizado na CPU
Armazenam dados e instruções a serem processados
Utilizados para armazenar dados necessários para realizar alguma operação

São voláteis
Custo alto
Tempo de acesso extremamente baixo
A capacidade dos registradores é variável ficando em torno de alguns bytes

Pelo tipo do computador
Evolução tecnológica
Mainframes – 64 bits
Minicomputadores – 32 bits
PCs – 8 a 64 bits

Basicamente um CPU contém os seguintes registradores:
PC (Program Counter)
MAR (Memory Adress Register)
MBR (Memory Buffer Register)
IR (Instruction Register)
I/O AR (I/O Adress Register)
I/O BR (I/O Buffer Register)
AC (Acumulador)


PC (Program Count)
Guarda a posição de memória da próxima instrução a ser executada. Ao final de cada execução o valor do PC é incrementado de forma a se obter a próxima instrução a ser utilizada


MAR (Memory Adress Register)
Registrador utilizado para a troca de informações entre a CPU e a Memória. Armazena o endereço de memória de uma informação a ser utilizada pela instrução

MBR (Memory Buffer Register)
Como o MAR, o MBR é utilizado para a troca de dados com a memória. Armazena o valor lido da memória (instrução ou dado) ou um valor a ser gravado na memória

IR (Instruction Register)
Guarda a instrução obtida da memória, para uma posterior execução
Tipos de Instruções
Transferência de dados do processador para memória ou vice-versa
Transferência de dados do processador para dispositivos E/S e vice-versa
Processamento de dados
Controle

I/O AR (I/O Adress Register)
Tem a mesma função do MAR, com a diferença que a interação é feita com dispositivos de entrada e saída
I/O BR (I/O Buffer Register)
Tem a mesma função do MBR, mas a interação acontece com os dispositivos de entrada e saída

AC (Acumulador)
Armazena os dados que receberão algum tratamento ou dados que já sofreram algum tratamento

Etapas da execução de uma instrução:

Busca a instrução
Interpreta a instrução
Busca de dados
Processa os dados
Escreve os dados