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Porque aprender informática básica para iniciar na programação

Porque aprender informática básica para iniciar na programação

Se você quer resolver algum problema, às vezes se faz  necessário o uso  de alguma ferramenta para auxiliá-lo na dura tarefa. Se você quer resolver algum problema com uma ferramenta computacional, é necessário aprender informática básica.

Pois, além da importância e necessidade da solução do problema, é preciso conhecer a ferramenta que o ajudará no processo, suas funcionalidades e suas características. Do contrário haverá perda de tempo ou prejuízo no decorrer do trabalho.

Aonde quer que você olhe os computadores estão mudando o mundo. Mas a maioria de nós usa essa tecnologia revolucionária diariamente e não se questiona como os computadores realmente funcionam.

Vou abordar nesse artigo 11 conceitos para você aprender informática básica voltados para quem quer iniciar na programação de computadores, começando com o que faz de um computador um computador. Continue lendo e descubra o que você precisa saber para começar.

1 – O computador

computer todo lugar - Porque aprender informática básica para iniciar na programação

Computadores estão em todo lugar. Estão nos bolsos das pessoas, nos carros, nos pulsos, nas nossas mesas… Devem estar na sua mochila agora mesmo. Mas o que faz de um computador um computador?

Como humanos estamos sempre construindo ferramentas para nos ajudar a resolver problemas. Ferramentas como um carrinho de mão, um martelo, uma prensa móvel ou um trator reboque. Essas invenções nos ajudaram com o trabalho manual.

Com o tempo as pessoas começaram a imaginar se uma máquina poderia ser desenhada e construída para nos ajudar no trabalho intelectual que fazemos, como resolver equações ou rastrear as estrelas do céu.

Em vez de mover ou manipular coisas físicas como poeira e pedras, essas máquinas precisariam ser desenhadas para manipular informação.

Enquanto pioneiros da Ciência da Computação exploravam como desenhar uma máquina pensante, eles perceberam que ela deveria realizar quatro tarefas diferentes. Deveria receber entradas, armazenar a informação que entrou, processar a informação e então mostrar os resultados.

Agora isso pode parecer simples mas essas quatro coisas são comuns a todos os computadores.  É isso o que faz de um computador um computador.

Evolução dos computadores

computador antigo - Porque aprender informática básica para iniciar na programação

Os primeiros computadores foram fabricados em madeira e metal com alavancas mecânicas e engrenagens. No século 20, porém, os computadores começaram a usar componentes elétricos. Esses primeiros computadores eram bem grandes e bem lentos. Um computador do tamanho de uma sala podia levar horas apenas para fazer um simples problema matemático.

Os computadores começaram como calculadoras básicas e já era realmente incrível naquele tempo. Eles estavam apenas manipulando números naquela época. Mas agora podemos usá-los para conversarmos, para jogar jogos, controlar robôs e fazer qualquer loucura que você possa imaginar.

Computadores modernos não se parecem em nada com aquelas velhas máquinas frágeis, mas ainda assim fazem as mesmas quatro coisas: eles recebem a informação, armazenam-a como dados, processam e então apresentam os resultados.

As quatro tarefas básicas do computador

entrada saida - Porque aprender informática básica para iniciar na programação

Para entendermos o funcionamento do computador, vamos tomar como exemplo a criação de um memorando em um editor de textos. Como executamos essa tarefa?

Primeiro, digitamos pelo teclado – entrada de dados – as informações do memorando no editor de textos, como por exemplo, o Word da Microsoft. Na medida que você vai inserindo as informações, o computador vai processando-as de acordo com a formatação escolhida por você, dando ao memorando uma aparência mais profissional.

Por fim, você irá enviá-lo para outras pessoas, então vai imprimi-lo – saída de dados.

Vamos detalhar melhor a seguir as quatro tarefas básicas do computador.

2 – Entrada de Dados

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Primeiro nós iremos falar sobre a entrada. É a minha favorita pois é a entrada que faz com que o computador faça algo. Você pode dizer aos computadores o que fazer usando o teclado, pode dizer o que fazer usando o mouse, a câmera, ou o microfone.

E se estiver usando um computador no seu pulso, ele pode ouvir as batidas do seu coração. Ou no seu carro ele pode estar ouvindo o que o carro está fazendo. E a tela sensível ao toque pode sentir seu dedo e tomar como entrada o que quer que você esteja fazendo.

Todos esses diferentes tipos de entrada dão ao computador informação que é armazenada na memória.

Existem  dois tipos de memória: a RAM e a ROM.

3 – Memória RAM 

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A memória RAM (Random Access Memory) ou memória de acesso aleatório, trabalha em conjunto com o processador para executar as tarefas mais rapidamente.

Se toda vez que você executasse um comando para a formatação do memorando do nosso exemplo, o sistema precisasse solicitar informações no disco rígido (HD – Hard Disk), o processamento ficaria muito lento.

Você já reparou que quando você salva o arquivo, o processo demora um pouco? Para isso existe a memória RAM, que torna a solicitação mais rápida, devido ao processo de gravação em memória.

Mas isso não exclui a tarefa de salvar seu trabalho no disco rígido, pois a memória RAM é volátil, isto é, quando desligamos o computador as informações são apagadas.

4 – Memória ROM 

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A memória ROM (Read-Only Memory) ou memória somente leitura, tem um papel importante no carregamento do sistema operacional. Todas as configurações de carregamento inicial estão gravadas nela.

Nessa memória as informações são mantidas, pois existe uma bateria que fornece energia para alimentá-la.

Veremos mais adiante o que é um sistema operacional.

5 – Processamento

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O processamento das informações é realizado pela CPU (Central Processing Unit) ou unidade central de processamento. É aqui que são realizadas as tarefas enviadas pelo usuário e as tarefas para um perfeito funcionamento do sistema.

O processador do computador pega a informação da memória e a manipula ou a muda usando um algoritmo, que é uma série de comandos. E então ele manda a informação processada para ser armazenada na memória novamente. Isso continua até que a informação processada esteja pronta para ser apresentada.

6 – Saída de Dados

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Como um computador apresenta a informação depende de como o computador foi desenhado. Um computador pode mostrar texto, fotos, vídeos, jogos interativos ou até mesmo realidade virtual.

A saída de um computador pode até mesmo incluir sinais que controlam um robô. E quando os computadores estão conectados à internet, um computador se torna a entrada de outro e vice-versa.

Os computadores que usamos hoje são bem diferentes daquelas primeiras máquinas pensantes. E quem sabe como os computadores de amanhã parecerão? Minha esperança é que você consiga ajudar a decidir o que você quer que os computadores de amanhã se pareçam.

Mas entre todos os computadores, independentemente dos diferentes tipos de tecnologia que utilizam, eles sempre estão fazendo as mesmas quatro coisas. Eles recebem a informação, armazenam-a como dados, processam e então apresentam os resultados.

7 – Unidades Métricas 

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Um outro requisito importante é o conhecimento da maneira como o sistema armazena as informações. Quando se fala em armazenar, logo vem à cabeça ocupação de espaço. O computador é um equipamento eletrônico que trabalha com energia elétrica, e, portanto, as informações são gravadas com tensão elétrica.

Você já deve ter escutado que computadores trabalham com zeros e uns. Mas quase ninguém hoje em dia lida diretamente com esses uns e zeros.

Uns e zeros tem uma grande importância no funcionamento interno dos computadores. Dentro de um computador há fios elétricos e circuitos que carregam toda informação de um computador.

Mas como se armazena ou representa a informação usando eletricidade? Bem, se você tiver um único fio elétrico passando por ele o sinal pode ser tanto ligado ou desligado. Não há muitas escolhas mas já é um importante começo. Com um fio podemos representar um sim ou não, verdadeiro ou falso, 1 ou 0, ou qualquer outra coisa com apenas duas opções.

Bit

Este estado ligado / desligado de um fio é chamado  bit. E é a menor parte de informação que um computador pode armazenar. Ele é definido por 0 – ausência de tensão elétrica e 1 – presença de tensão elétrica. 

Com mais fios podemos trabalhar com mais informação. Mas para entender isso precisamos aprender sobre o chamado sistema numérico binário.

Sistema Numérico Binário

No sistema decimal temos 10 dígitos do 0 ao 9 e foi assim como todos aprendemos a contar. No sistema binário só temos dois dígitos: 0 e 1. Com estes dois dígitos podemos contar até qualquer número.

Veja como funciona no sistema decimal que estamos acostumados: cada posição em um número tem um valor diferente. A posição 1, a posição 10, a posição 100 e por aí vai. Por exemplo um 9 na posição 100 é um 900.

Em binário, cada posição também carrega um valor. Mas ao invés de multiplicar por 10 a cada vez, multiplicamos por 2. Então é a posição 1, posição 2, posição 4, posição 8, e por aí vai. Por exemplo, o número 9 em binário é 1001.

Para calcular o valor adicionamos 1 x 8 + 0 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1. Quase ninguém faz esse cálculo porque os computadores fazem por nós. O que é importante é que qualquer número pode ser representado por somente uns e zeros.

Ou por um monte de fios que estão ligados ou desligados. Quanto mais fios se usa maior os números que você pode armazenar. Com 8 fios você pode armazenar números entre 0 e 255. Isto são 8 uns. Com apenas 32 fios você pode armazenar de 0 a 4 bilhões.

Byte

Usando o sistema numérico binário você pode representar qualquer número que quiser. Mas e quanto aos outros tipos de informação? Como texto, imagens ou sons? Ocorre que todas essas outras coisas podem também ser representadas por números.

Pense em todas as letras do alfabeto. Você pode associar um número para cada letra. A pode ser 1, B Pode ser 2, e por aí vai. Você pode então representar qualquer palavra ou parágrafo como uma sequência de números.

Para conseguirmos gravar um carácter, precisamos de um conjunto de 8 bits. Por exemplo, quando digitamos a letra “A”, o sistema envia um conjunto de 8 zeros e uns para representar essa informação, que seria “0100 0001”. 

Não se preocupe, isso é apenas a título de conhecimento, para aplicação prática na programação não desenvolvemos em zeros e uns, existem softwares específicos para fazer essa conversão. 

E como nós vimos, esses números podem ser armazenados como os sinais elétricos de ligado e desligado. Cada palavra que você vê em cada site ou no seu telefone está representada através de um sistema como este.

Então se você quiser entender como computadores trabalham internamente,  tudo se resume a simples uns e zeros e os sinais elétricos nos circuitos por trás deles. Eles são a espinha dorsal de todas as entradas do computador, armazenamento,  processamento e saída de informação.

8 – Hardware

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O computador é composto de Hardware e Software. 

Hardware é toda parte física do computador, em outras palavras, tudo que você pode pegar, tudo que é palpável. Quando você olha dentro de um computador você vê um monte de circuitos, chips, cabos e outras coisas. Isto é um hardware.

Mas o que você não vê é o software. Software é todo programa de computador ou código rodando nesta máquina.

9 – Software

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Para que o computador realize tarefas, é necessário passar as instruções para ele. A partir do momento que você liga o computador, as próximas etapas são executadas pelos programas. 

Software pode ser tudo, desde apps e jogos até páginas na internet.

Os programas em termos técnicos são definidos como Software. Isto é, a parte lógica do computador. Essa parte não é palpável.  

Como o hardware e o software interagem um com o outro

Olhando a CPU, ou unidade central de processamento, do computador, ela é o chip principal que controla todas as outras partes do computador. A CPU precisa fazer coisas diferentes, então dentro dela tem simples e pequenas partes que lidam com tarefas específicas.

Ela tem circuitos para fazer matemática e lógica simples. Ela tem outros circuitos para enviar e receber informação para e de diferentes partes do computador. A real mágica da CPU é como ela sabe qual circuito usar e quando usá-los.

A CPU recebe simples comandos que falam a ela qual circuito usar para fazer um trabalho específico. Um comando de adicionar fala a CPU para usar seu circuito para calcular um novo número. E depois,  o comando armazenar fala a CPU para usar um circuito diferente para salvar aquele resultado na memória.

Tudo é representado em binário

Assim como os números, todos esses simples comandos podem ser representados em binário com uns e zeros. Ligado e desligado dos sinais elétricos. Os comandos binários são armazenados na memória e a CPU junta e executa eles em sequência um após o outro.

Uma sequência de comandos é de fato um programa de computador muito simples. O código binário é uma forma básica de software. Ele controla todo o hardware de um computador.

Hoje em dia, ninguém escreve software em binário, pois iria durar para sempre. Hoje o software que nós escrevemos são com linguagens de programação, que permitem que você digite comandos em alguma coisa que parece muito com a língua inglesa.

Para desenhar um retângulo na tela você apenas precisa de um comando. Esse comando de alto nível é convertido em centenas ou milhares de simples comandos binários que a CPU entende. O software fala à CPU o que fazer.

Mas quando você está ouvindo música ou navegando na internet ou no chat com um amigo, seu computador está rodando múltiplas peças de software de uma vez só. Como a CPU pode rodar todos eles de uma vez? Para descobrir temos que dar uma olhada no sistema operacional.

10 – Sistema Operacional

hardware x software - Porque aprender informática básica para iniciar na programação

O sistema operacional de um computador é o programa master, é quem gerencia como o software usa o hardware do computador.

Por exemplo o sistema operacional Windows roda na maioria dos computadores pessoais. O sistema operacional é um programa com habilidades especiais que o deixa controlar outro software do computador. Ele deixa você instalar novos programas carregando eles na memória do seu computador.

Ele decide quando um programa deve ser executado pela unidade central de processamento. E decide se um programa pode acessar dispositivos de entrada ou saída do computador. Seu computador está rodando muitos programas de uma vez.

Quando você liga seu computador, o primeiro programa que abre até você poder realizar qualquer tarefa é o Sistema Operacional. Ele é o responsável pelo funcionamento do sistema em si. As tarefas fundamentais que o sistema realiza depende dele.

Suponha que você quer desenvolver um editor de texto, como um bloco de notas. Os comandos de abrir, salvar e imprimir, já estão presentes na biblioteca do sistema operacional, e na realidade não precisamos reprogramar esses comandos, mas apenas referenciá-los.

Nossa função será de agregar outras funcionalidades não existentes no sistema. Quando estamos desenvolvendo o editor de texto, na verdade não estamos implementando diretamente o sistema operacional, mas desenvolvendo um Software Aplicativo. 

11 – Software Aplicativo 

Softwares aplicativos são aplicações personalizadas, que visam atender ou auxiliar em alguma tarefa específica, que não seja básica do sistema. Mas lembre-se que muitos recursos podem ser reutilizados, isto é, já existem na biblioteca do sistema operacional. 

Exemplificando melhor, pense em um carro. Se você optar por um básico, pode-se dizer que ele veio somente com o sistema operacional. Mas ele te dá a possibilidade de agregar outros recursos como som, ar condicionado, etc. Comparando, esses agregados são os softwares aplicativos. 

Conclusão

Para você que vai iniciar na programação, vale lembrar que assim como você faz o planejamento para realizar uma determinada tarefa, fazer um programa nada mais é do que escrever esse planejamento em passos para ser executado pelo computador.

E lembre-se que toda escrita e planejamento devem ter sequências bem definidas, para que não haja erros. Afinal, o computador não é tão inteligente o quanto parece, você é que é o seu raciocínio lógico, é quem define os passos para ele executar. 

Esse planejamento em passos nada mais é do que lógica de programação. Leia nosso artigo Porque a lógica de programação é tão importante para mais informações.

Em resumo, para você entender o processo de desenvolvimento, você precisa aprender informática básica.

Assim, você precisa entender que o computador é composto de uma parte física (hardware) e uma parte lógica (software), que seu funcionamento básico compreende o processo de entrada, armazenamento, processamento e saída de dados.

Também é importante que se saiba que a unidade de armazenamento básica do computador é o BYTE (8 BITS) e a diferença entre sistema operacional e software aplicativo. 

Se você quiser ver a versão em vídeo deste artigo, clique aqui para assistir no Youtube.

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Sobre o Autor

Júlio Felipe
Júlio Felipe

Sou desenvolvedor de software há quase duas décadas. Trabalhei em projetos que envolviam as linguagens de programação VBA, Lisp, Java, PHP, Python, C# e VB.NET. Atualmente tenho me especializado em aplicações para web com Python e Django.

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