Introdução aos Sistemas: Elementos e Interações

CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 1 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr O que é um sistema Sistema é um conjunto de elementos ou componentes que interagem para se atingir objetivos Os próprios elementos e as relações entre eles determinam como o sistema trabalha Os sistemas têm entrada mecanismos de processamento saída e feedback Como por exemplo tomemos o processo de assar bolo É óbvia as entradas tangíveis para o bolo são a farinha ovos açúcar manteiga etc tempo energia técnica e conhecimento também são necessários como entradas ao sistema O tempo é investido na compra e medição dos ingredientes a energia é necessária para misturar os ingredientes e assalos O conhecimento definiria a proporção e a ordem na qual os ingredientes são misturados A técnica seria a habilidade de entender e seguir as instruções de uma receita a base do conhecimento Os mecanismos de processamento consistem primeiramente em combinar os ingredientes em uma vasilha de modo que a mistura tenha uma consistência certa e então assala em um espaço de tempo apropriado e em temperatura correta Há um mecanismo de feedback termostato no forno O forno liga e desliga para manter uma temperatura constante A saída será o bolo acabado É importante notar que elementos ou componentes independentes de um sistema interagem Quando aquecidos a farinha ovos o açúcar e a manteiga interagem para formar o bolo acabado Os sistemas podem ser relativamente simples tal como o processo de assar o bolo ou mais complexos Lojas varejistas hospitais indústrias mercados atacadistas e etc todos podem ser vistos como sistemas Os elementos dos sistemas podem incluir maquinaria empregados gerenciamento e coisas do gênero As entradas desses sistemas incluem trabalho capital terra mercadorias equipamentos e assim por diante A saídas desses sistemas são os bens e os serviços oferecidos pelas empresas Na maioria desses casos as metas do sistema são a maximização de lucros e a satisfação do cliente Bons sistemas ajudarão sua organização atingir suas metas aperfeiçoando os processos empresariais e adicionando valor aos seus produtos bens e serviços Também é importante notar que alguns sistemas trabalham melhor do que outros E alguns simplesmente não funcionam Uma receita ruim ou uma linha de montagem mal projetada pode resultar em um bolo impossível de se comer ou em um carro que nunca funciona apropriadamente Sistema Meta Elementos do sistema Entradas Mecanismos de Processamento Saídas Fabrica de bicicleta Bicicletas de melhor qualidade Armação Componentes Trabalho Suprimentos Solda Pintura Montagem Bicicletas acabadas Universidade Aquisição de Estudantes Professores Ensino Pesquisa Serviços Estudantes cultos CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 2 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr conhecimento Administradores Livros Equipamentos pesquisa significativa serviços a comunidade ao estado e a nação Serviço de saúde Serviço de saúde de melhor qualidade Médicos Pacientes Enfermeiras Equipamentos Diagnósticos Cirurgias Medicamentos Testes Pacientes saudáveis serviços à comunidade Exemplos de sistemas e suas metas e elementos O que é sistema da informação Um sistema de informação é um tipo especializado de sistema e pode ser definido de inúmeros modos Para nosso propósito um sistema de informação SI é uma série de elementos ou componentes interrelacionados que coletam entrada manipulam e armazenam processo disseminam saída os dados e informações e fornecem um mecanismo de feedback Entrada Em sistemas de informação a entrada é a atividade de captar e juntas os dados primários Ao se produzir cheques de pagamento por exemplo as horas trabalhadas de cada empregado devem ser coletadas antes que o cheque de pagamento possa ser calculado ou impresso A entrada pode tomar muitas formas E um sistema de informação projetado para produzir cheques de pagamento por exemplo os cartões de horas dos empregados poderiam ser a entrada inicial No sistema telefônico 911 um telefonema recebido seria considerado uma entrada A entrada de um determinado sistema de informação de marketing poderia ser uma pesquisa ou respostas de uma entrevista Note que independentemente do sistema envolvido o tipo de entrada é determinado pela saída desejada do sistema Feedback Entrada Processamento Saída Os componente de um sistema de informação O feedback é fundamental para o sucesso da operação de um sistema A entrada pode ser um processo manual ou automatizado Um scanner em uma mercearia que lê códigos de barras e apresenta o item de mercearia e o preço em uma caixa registradora computadorizada é uma forma de entrada computadorizada Independentemente para se atingir a saída desejada a entrada precisa é fundamental Processamento Em sistemas de informação o processamento envolve a conversão ou transformação dos dados em saídas úteis O processamento pode envolver cálculos comparações e tomada de ações alternativas e armazenagem dos dados para uso futuro CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 3 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr O processamento ode ser feito manualmente ou com um a assistência de computadores No aplicativo de folha de pagamento as horas trabalhadas de cada empregado devem ser convertidas em pagamento líquido O processamento necessário pode envolver primeiro a multiplicação das horas do empregado para se obter o pagamento bruto Se horas semanais trabalhadas superam 40 horas o pagamento de horas extras também pode ser determinado Por exemplo taxas federais e estaduais podem ser mantidas ou subtraídas do pagamento bruto muitos empregados têm seguros de saúde e de vida planos de poupança e outras deduções que também devem ser subtraídas do pagamento bruto para se obter o pagamento líquido Saída Em sistemas de informação a saída envolve a produção de informações úteis geralmente na forma de documentos relatórios e dados de transações As saídas podem incluir cheques de pagamento a empregados relatórios para gerentes e informações fornecidas a acionistas bancos agencias governamentais e outros grupos Em alguns casos a saída de um sistema pode se transformar em entrada para outro Por exemplo a saída de um sistema que processa pedidos de venda pode ser usada como entrada para controlar outros como entrada de um sistema de faturamento de clientes A saída pode ser produzida de várias formas Para um computador as impressoras e as configurações de tela são dispositivos de saídas comuns A saída pode também ser um processo manual envolvendo relatórios e documentos manuscritos Feedback Em sistemas de informação feedback é uma saída usada para fazer ajustes ou modificações as atividades de entrada ou processamento Por exemplo erros ou problemas podem fazer com que os dados d entrada sejam corrigidos ou que um processo seja modificado No nosso exemplo de uma folha de pagamento Talvez o número de horas trabalhadas de um empregado tenha entrado no computador como 400 horas em vez de 40 Felizmente a maioria dos sistemas de informação checa para dar certeza de que os dados caíram dentro de certas faixas predeterminadas Para as horas trabalhadas a faixa poderia ser de 0 a 100 horas É improvável que um empregado trabalhe mais de 100 horas em uma semana Neste caso o sistema de informação determina que 400 horas é fora do alcance e fornece um feedback tal como um relatório de erro O feedback é usado para checar e corrigir a entrada do número de horas trabalhadas para 40 Se não detectado este erro resultaria em um pagamento líquido muito alto impresso no cheque de pagamento O feedback também é importante para os administradores e tomadores de decisão Por exemplo uma saída de um sistema de informação poderia indicar que os níveis do estoque CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 4 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr para alguns itens estão ficando baixos Os administradores poderiam usar esta saída para a decisão de pedir mais estoque fornecendo assim um feedback Os novos pedidos de estoque então se tornam entradas do sistema Formas de processamento de dados Processamento batch O processamento em lotes ou batch era o mais utilizado nos centros de processamento de dados na década de 1950 e consistia em executar uma série de programas em sequencia sem a intervenção do usuário final portanto não havia nessa época o conceito de interação entre usuário e máquina O processamento em batch hoje é praticamente descartado e poucas são as aplicações desse tipo apenas em casos muito específicos Processamento OnLine O processamento online ou processamento interativo mudou totalmente o conceito de sistemas passando agora os programas a trabalhar de maneira interativa com os usuários Assim ao mesmo tempo em que era dada a entrada do pedido contendo produtos esses eram dados baixa do estoque posicionando o sistema em tempo real Entendese por sistema em tempo real aquele que está estruturado para processar os dados numa velocidade igual ou maior à concorrência dos eventos físicos através do tempo O Software Software é o conjunto de programas que fazem o computador funcionar Eles executam funções básicas que não terão enfoque na nossa disciplina e tarefas de interesse mais direto que são os programas que utilizamos o próprio Windows os processadores de texto as planilhas etc O software consiste nos programas e nas instruções dadas ao computador e ao usuário Estes programas e instruções permitem ao computador processar folhas de pagamento enviar faturas aos clientes e fornecer aos administradores informação para aumentar os lucros reduzir custos e proporcionar um serviço melhor ao cliente Um programa de planilha com o manual do usuário é um exemplo de software O Sistema Operacional Software Básico Para gerenciar todos os recursos de hardware abordados acima necessitamos de uma certa organização nas tarefas que a máquina deve executar Essa organização é dada por um tipo especial de software o Sistema Operacional SO O SO consiste de uma série de programas gravados no HD que são levados à RAM no jargão dizemos que os programas são carregados na memória e rodam ou executam assim que ligamos o computador É o SO que recebe as ordens do usuário traduzindoas para uma linguagem compreensível pelo computador Ele também traduz em uma CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 5 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr linguagem mais acessível a resposta do computador aos nossos comandos Resumindo o sistema operacional pode ser considerado um intérprete e um gerenciador das atividades realizadas entre nós e o computador Alguns exemplos de sistemas operacionais disponíveis no mercado são Windows versões 95 98 ME 2000 XP Linux OS2 DOS etc Quando um computador novinho em folha sai da linha de montagem de fábrica não tem função nenhuma O hardware precisa do software para funcionar O software aplicativo não é capaz de comunicarse diretamente com o hardware Desse modo o sistema operacional serve como um intermediário entre o software aplicativo e o hardware Sistema Operacional é um conjunto de programas que se encontra entre o software aplicativo e o hardware é o software fundamental que controla o acesso a todos os recursos de hardware e software Consequentemente o termo software de sistema em geral é usado de forma alternada com sistema operacional mas o software de sistema abrange todos os programas relacionados com a coordenação operacional do computador Software de sistema inclui o sistema operacional mas também incluem outros elementos como compiladores de uma linguagem de programação e uma variedade de programas utilitários Observe que dissemos que um sistema operacional é um conjunto de programas O kernel núcleo é a parte mais importante de um sistema operacional Sua função é gerenciar todos os recursos do computador Ele permanece na memória e portanto é chamado de residente O kernel controla todo o sistema operacional e somente quando necessário carrega do disco de armazenamento para a memória outros programas do sistema operacional chamados de nãoresidentes Independentemente do sistema operacional em uso ao ligar o computador o kernel é carregado do disco rígido para a memória do computador tornandoo disponível Esse processo de carregar o sistema operacional para a memória é chamado de inicialização boostrapping ou booting do sistema O sistema operacional tem três funções principais 1 manter os recursos do computador como a CPU a memória as unidades de disco e impressoras 2 estabelecer uma interface com o usuário e 3 executar e oferecer recursos para software aplicativos Tenha em mente entretanto que grande parte do trabalho do de um sistema operacional não pode ser visto pelo usuário muitas tarefas essenciais são executadas em segundo plano Além disso todas as operações de entrada e saída embora sejam iniciadas por um programa aplicativo são executadas de fato pelo sistema operacional Interface com o usuário é a comunicação que ocorre entre o sistema operacional e como o usuário interage com o mesmo As duas formas básicas de interface com o usuário São a interface de linha de comando e a interface gráfica Graphical User Interface GUI A interface de linha de comando utiliza texto e exige que os comandos completos do sistema operacional sejam digitados As GUIs usam imagens e menus para que os usuários CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 6 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr introduzam comandos Os sistemas operacionais para computadores de grande porte devem controlar diversos programas de diferentes usuários todos em execução simultânea Sistemas Operacionais para computadores pessoais O termo plataforma referese a uma combinação de hardware de computador e sistema operacional A plataforma de microcomputador mais comum compõese de alguma versão do Microsoft Windows em execução em um PC com processador Intel muitas vezes chamado Wintel para abreviar Geralmente os softwares aplicativos processador de texto planilhas eletrônicas jogos etc podem ser executados somente em uma plataforma Da mesma maneira que não se pode colocar um motor Honda em um caminhão Ford e esperar que ele funcione não é possível usar uma verão do WordPerfect projetada para ser executada em um computador que usa a plataforma Wintel e executála em um Machintosh da Apple usando o sistema operacional Mac OS Alocação de recursos Alocação de recursos é o processo de atribuição de recursos do computador a determinados programas para que sejam usados Esses mesmos recursos são removidos ou seja liberados quando o programa que os utiliza é finalizado Em seguida são realocados em outra parte Compartilhamento da CPU Visto que a maioria dos computadores tem uma única CPU todos os programas devem compartilhála O processo de compartilhamento é controlado pelo sistema operacional Duas abordagens ao compartilhamento da CPU são multiprogramação e tempo compartilhado Um termo semelhante mais sonoro mas como significados muito diferente é multiprocessamento que se refere ao uso de um computador potente com várias CPUs para inúmeras instruções possam ser executadas simultaneamente cada uma em um processador distinto Multiprogramação Se houver uma única unidade centra de processamento o mais comum do ponto de vista físico é impossível que mais de um programa utilizea ao mesmo tempo Multiprogramação significa que dois ou mais programas são executados nesse mesmo intervalo de tempo ou seja concorrentemente em um computador O que isso de fato quer dizer é que os programas seguem ciclos um programa é executado durante determinado tempo e depois outro programa é executado Um programa pode usar a CPU enquanto outro faz outra coisa como enviar saída para a impressora ou aguardar a leitura de dados no disco Processamento concorrente significa que dois ou mais programas usam a CPU no mesmo intervalo de tempo durante o mesmo minuto por exemplo mas não exatamente no mesmo instante Em conseqüência disso há menos tempo ocioso em relação aos recursos de sistema do computador O processamento concorrente é eficaz porque as velocidades da CPU muitas vezes são mais rápidas do que as velocidades de entrada e saída CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 7 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr A multiprogramação é controlada por eventos Isso significa que os programas compartilham recursos com base no que ocorre nos programas Normalmente é permitido a um programa concluir determinada atividade evento como um cálculo antes de liberar o recurso a CPU nesse exemplo para outro programa que o aguarda O sistema operacional implementa a multiprogramação por meio de um sistema de interrupções Uma interrupção é um sinal que faz com que o processamento normal de um programa seja suspenso temporariamente Nos sistemas de computação de grande porte os programas executados em um ambiente de multiprogramação controlada por eventos geralmente são programas em lote que não requerem entrada do usuário Exemplos comuns são os programas de folha de pagamento de contas a receber e de análise de vendas e marketing Tempo compartilhado Um caso especial de multiprogramação é o tempo compartilhado geralmente é controlado pelo tempo em vez de por eventos Um procedimento comum é dar cada usuário uma fatia de tempo uma fração de segundo durante a qual o computador trabalha nas tarefas de um único usuário Entretanto o sistema operacional não espera o evento ser concluído no fim de cada fatia de tempo ou seja quando o tempo se esgota os recursos são tirados desse usuário e oferecidos a outro Isso provavelmente não é percebido pelo usuário Quando você se senta diante de um terminal em um sistema de tempo compartilhado o tempo de resposta é tão breve frações de segundo que pode parecer que o computador está trabalhando exclusivamente para você Tempo de resposta é o tempo entre o pedido que você digitou e a resposta do computador Mesmo que esteja efetuando um cálculo e o sistema operacional o interrompa enviandoo para o fim da fila para que outros usuários tenham sua vez talvez você não note que foi privado do serviço Porém nem todos os sistemas de computação oferecem um atendimento ideal o tempo todo se um sistema estiver tentando atender a muitos usuários simultaneamente o tempo de resposta pode diminuir de maneira perceptível Aplicações de tempo compartilhado comuns são aqueles em que há muitos usuários em que cada um tem uma série de ações breves e aleatórias exemplos incluem verificação de crédito sistemas de pontodevenda e sistema de reserva em empresas aéreas Todos esses sistemas têm muitos usuários talvez centenas que precisam compartilhar recursos do sistema Softwares aplicativos Um computador que só rode o sistema operacional não tem muita utilidade O sistema operacional serve principalmente para beneficiar o próprio computador portanto outros programas são necessários para que o computador seja útil para as pessoas A o termo software aplicativo descreve os programas que servem às pessoas O software aplicativo foi CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 8 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr escrito para fazer todos os testes imagináveis Há literalmente milhares desses programas disponíveis para aplicações desde a edição de textos até a seleção de uma nova casa para morar Com tantas aplicações disponíveis classificála é tarefa para uma enciclopédia diz que Há porém várias categorias importantes que devemos mencionar Aplicações comerciais Utilitários Aplicações pessoais Aplicações de entretenimento Aplicações comerciais Apesar do aumento do uso de computadores no lar a grande maioria dos computadores pessoais ainda é usada em um ambiente comercialÉ claro que muitas das aplicações usadas em empresas são altamente valiosas para os indivíduos fora do ambiente de trabalho Embora seja possível pensar em um editor de texto com uma versão computadorizada de máquina de escrever esses programas têm realmente muito mais recursos do que em seus predecessores mecânicos Muitos editores de textos não apenas e lhe permitem fazer alterações e correções com facilidade mas também verificar a ortografia e até gramática do seu documento alterar a aparência da forma de letra o usada acrescentar gráficos difundir listas de endereços com cartas para malas diretas e gerar índices analíticos e sumários Você pode usar os editores de textos para criar quase qualquer tipo de documentos relatórios cartas comerciais documentos legais boletins informativos em ou até mesmo um livro Companheiro útil de um editor de texto é o software que gerencia o layout da página editoração eletrônica Combinando as funções de uma máquina de escrever tradicional com as de um artista gráfico o programa de editoração eletrônica funde o resultado dos editores de textos e dos programas gráficos para criar páginas de aparência profissional prontas para serem impressas Embora muitos editores de textos também apresenta essa possibilidade os programas de editoração eletrônica possui recursos mais sofisticados As empresas usamna para preparar layout de revistas e livros Os programas de planilha eletrônica são processadores de números O primeiro programa popular de planilha eletrônica desenvolvido para o computador Apple II foi o VisiCalc O nome era uma forma abreviada de Visible Calculator calculadora visível uma expressão que descreve muito bem que a função do programa O programa de planilha eletrônica exibe uma grade de colunas e linhas que você pode visualizar por partes uma de cada vez As áreas onde as linhas e as colunas se encontram chamamse células Você pode colocar textos número ou fórmulas nas células para criar uma planilha uma espécie de livrorazão livro com riscado variado para registro e contabilização de operações mercantis computadorizado As planilhas eletrônicas também são capazes de gerar gráficos e tabelas para mostrar mais vividamente os relacionamentos entre os números Como a maioria dos CURSO DE ENGENHARIAS METODOLOGIA DE AULA TEÓRICA DISCIPLINA INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO TÍTULO DA AULA INTRODUÇÃO ENGALPA02 Rev 0 17082021 Pág 9 de 9 PROF RODRIGO SAITO rodrigokanchietabr elementos do mundo dos computadores as planilhas eletrônicas evoluíram muito desde foram criados Hoje muitas planilhas eletrônicas são tridimensionais o que possibilita ao usuário criar não apenas uma única planilha mas uma pilha delas fazendo lembrar um bloco do livrorazão com cada planilha relacionada eletronicamente às outras O software de banco de dados amplia sua capacidade de organizar os dados armazenados no seu computador e oferece muitos modos diferentes de procurar fatos específicos Quando você coloca pastas em um arquivo em geral as organiza de acordo com alguma ordem lógica normalmente por ordem alfabética de nome Esse tipo de classificação pode ser feito também com um banco de dados mas você não está limitado apenas à organização de nomes Você pode arquivar as mesmas informações de acordo com várias categorias como por empresa região geográfica e data de nascimento ou da maneira que desejar Depois quando precisar recuperar informações do banco de dados poderá procuralas usando qualquer uma das categorias estabelecidas Se você não conseguir se lembrar do nome de uma certa pessoa mas sabe onde ela trabalha poderá encontrar o nome desejado ditando o nome da empresa Você também pode usar o computador para selecionar apenas os registros que satisfazem certas condições Por exemplo uma empresa pode usar um programa de banco de dados e para relacionar os nomes de todos os funcionários que fazem aniversário em um certo mês