em meados dos anos 1990, ao olhar o parque industrial, levaria um grande susto. Quanta coisa mudou! - PDF
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Marisa Peralta Canedo
1 A UU L AL A Software Se alguém adormecesse em 1960 e acordasse em meados dos anos 1990, ao olhar o parque industrial, levaria um grande susto. Quanta coisa mudou! Um problema O que mais impressiona são as máquinas que trabalham sozinhas. E os computadores, que maravilha! Parte lógica do computador Na Aula 10, você viu que o computador é uma máquina formada de hardware e software (parte física e parte lógica). Mas, de fato, o que vem a ser esta parte lógica do computador e qual sua real importância? Nós humanos também somos hardware e software, em certo sentido. Temos nossa parte física, cabeça, tronco, braços, pernas etc., isto é, nosso corpo. Na cabeça temos a consciência - nossos conhecimentos na memória, os pensamentos e a forma de pensar, adquiridos com a experiência de vida. A consciência que temos, e que nos permite comandar as ações do corpo, pode ser considerada nosso software. Numa comparação, podemos dizer que o software é para o computador aquilo que a consciência é para nós. Quando uma pessoa perde a consciência (devido a um acidente, por exemplo), deixa de comandar os movimentos do corpo. Quando um computador perde seu software, deixa de funcionar. Software: são os programas, isto é, a parte lógica, que representa a consciência do computador. É instalado na memória. Quando acessado pela UCP, comanda as operações do hardware (parte material do computador). No computador, o software aparece na forma de programas. Na realidade, são milhares, milhões e até bilhões de bytes "enfileirados" na memória. Quando a UCP (Unidade Central de Processamento) do computador acessa um programa, ela vai recebendo, passo a passo, essas informações binárias que definem as próximas operações do hardware.
2 A U L A Acesse: Os softwares de um computador Podemos dividir os softwares em três categorias. A figura a seguir procura ilustrar a relação entre usuário e hardware, intermediados por três camadas que representam as categorias de software. USUÁRIO APLICATIVOS SISTEMAS OPERACIONAIS SISTEMAS BÁSICOS HARDWARE camadas de software entre UCP e usuário Sistemas básicos Essa primeira categoria é formada por programas que servem principalmente para comandar certos detalhes do hardware não conhecidos pela maioria dos usuários. Faz parte desta categoria, por exemplo, o programa que inicia a operação do computador, estabelecendo o modo inicial de funcionamento dos chips programáveis quando se liga a máquina. Os sistemas básicos encontramse em memórias que não se perdem quando se desliga a máquina. Sistemas operacionais Esta segunda categoria de software possibilita ao usuário um uso mínimo da máquina. São programas denominados sistemas operacionais, pois permitem operar a máquina, ainda que em nível básico. Encontram-se em disco. Para serem executados, os sistemas operacionais devem ser copiados do disco para a memória. O sistema básico faz essa cópia durante o início da operação do computador. Como o software há muitos anos virou um produto comercial, os sistemas operacionais são conhecidos pelas suas marcas registradas. São exemplos de sistemas operacionais usados no país: MS DOS (sistema operacional em disco da Microsoft) Windows (também da Microsoft) OS/2 (da IBM) UNIX (da Bell) Mac OS (da Apple). O usuário interage com o sistema operacional por meio de comandos. Em sistemas operacionais gráficos (como Windows e OS/2), os comandos são
3 dados com um dispositivo apontador, do tipo mouse, normalmente sobre figuras na tela do computador. Nos sistemas não gráficos (como o MS DOS), deve-se digitar no teclado o nome do comando necessário para determinada operação. A U L A Por meio dos sistemas operacionais, o usuário executa operações como: gravar e ler dados em discos; definir informações que possibilitem o uso dos periféricos; e copiar outros programas do disco a fim de executá-los. Esta última operação nos leva à terceira categoria de software: os aplicativos. Aplicativos É provável que o computador seja uma das máquinas mais versáteis já inventadas pelo homem. Se o software terminasse no sistema operacional, o computador não teria essa versatilidade. Mas, como vimos, cabe ao sistema operacional, sob o comando do usuário, trazer outros programas. São estes programas que tornam o computador a máquina das mil e uma faces. Que outros programas o usuário pedirá ao sistema operacional a fim de aproveitar o jogo de cintura do computador? A secretária pedirá um programa editor de textos para produzir cartas, memorandos etc. O desenhista solicitará um programa de auxílio ao desenho. O programador de máquinas CNC pedirá um sistema de auxílio à manufatura para produzir novas peças. Nas horas vagas (ninguém é de ferro), qualquer um pode pedir um jogo! O usuário pede programas destinados a determinadas aplicações (por isso chamados de aplicativos). Eles entram na memória carregados pelo sistema operacional e são executados. Há sistemas operacionais que admitem mais de um aplicativo por vez. Quando encerrado o aplicativo, o sistema libera a memória para que novos aplicativos possam entrar. A Tabela 1 relaciona os principais aplicativos. TABELA 1 APLICATIVOS UTILITÁRIOS USO Organização dos dados, manutenção, identificação e remoção de programas nocivos (vírus de computador), e outras funções operacionais. EXEMPLOS DE MARCAS Norton PC Tools PROGRAMAS DE COMUNICAÇÃO Comunicação entre máquinas, ponto a ponto e por intermédio de redes de computadores. Netware Navigator Internet Explorer continua
4 A U L A Acesse: continuação EDITORES DE TEXTO EDITORES GRÁFICOS PLANILHAS ELETRÔNICAS BANCOS DE DADOS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO PROGRAMAS DE AUXÍLIO AO PROJETO (CAD) PROGRAMAS DE AUXÍLIO À MANUFATURA (CAM) Elaboração de textos em geral, tais como cartas, memorandos, programas de computador etc. Permitem a edição de aspectos visuais dos documentos. Elaboração e edição de desenhos artísticos. Elaboração de cálculos matemáticos sobre tabelas de números. Com os números, permite a construção de gráficos. Armazenamento e controle de informações, tais como folha de pagamentos, estoque de materiais e cadastros. Elaboração de programas para computadores. Confecção de desenhos de projetos em diversas áreas: mecânica, eletrônica, civil e outras. Elaboração de programas para confeccionar peças em máquinas CNC. Carta Certa Word Fácil PageMaker Ventura Publisher Excell Lotus Quatro Pro Dbase FoxPro Access Turbo C Turbo Pascal Visual Basic AutoCad Cadkey VersaCad Master Cam Smart Cam Software e automação Podemos dizer que a raiz do software está na automação. O software não faz a máquina pensar ; pelo contrário, ele apenas faz a máquina trabalhar. Ao criar um software, o programador define uma seqüência de operações que levam à realização de algo. Então, aquilo que um programa de computador faz, na verdade, é a automação de uma seqüência de operações. Vejamos um caso relacionado com programação de máquinas CNC (Comando Numérico Computadorizado). Programar um Comando Numérico Computadorizado consiste em passar para o computador da máquina todas as informações geométricas e tecnológicas necessárias à usinagem de uma peça. Entende-se por informações geométricas o percurso da ferramenta que definirá o contorno final da peça; e por informações tecnológicas, as condições de usinagem (avanço, profundidade e velocidade de corte) e as ferramentas a serem utilizadas. Como isto pode ser feito?
5 Pode-se passar estas informações utilizando-se uma das diversas linguagens de programação padronizadas para CNC. A figura a seguir mostra um exemplo de programa feito para torno CNC. O programa foi digitado num editor de textos e gravado em disco. A U L A A UCP do computador da máquina CNC é incapaz de entender a linguagem que foi usada para escrever o programa, pois ela só executa operações que venham de comandos em números binários. Então, para poder executar a peça, o computador deve possuir um programa aplicativo, que leia cada linha do programa e informe à UCP, em códigos binários, o que fazer. Ela então executa uma seqüência de operações que mobiliza o hardware periférico do torno (motores, atuadores etc.) a fim de fabricar a peça. A figura abaixo representa uma possível seqüência de operações codificadas em binário, sendo executada por uma UCP, a partir de uma linha de programa CNC. N10 G99 : DESBASTE N 20 TO606 N30 G X Z N40 M6 N50 G92 X280 Z90 N60 G96 N70 G47 S150 N80 G92 S1600 M4 N90 G46 N100 G X11 Z81 N110 G47 N120 G1 Z49 F.15 N0 X7.7 Z40 N140 X11 Z31 N150 ZO N160 M5 N170 G X280 Z90 programa para torno CNC Usuário N50 G92 X280 Z90 Interpretador Máquina CNC Programa CNC Programa da UCP interpretação de programa para máquina CNC Essa figura ilustra bem o papel do software na automação. Olhando da esquerda para a direita, vemos um esboço entre o usuário (quem fez o programa CNC) e a máquina. Este espaço é preenchido por três camadas de software, a saber: o programa do usuário em linguagem de máquina CNC; o aplicativo interpretador; o programa em linguagem da UCP, resultado da ação do interpretador. Se desaparecerem essas três camadas de software, o usuário terá que se aproximar do hardware da máquina CNC para produzir alguma peça. Sem software (neste caso em estudo), simplesmente não haveria automação! Software e automação da manufatura Que outros papéis o software desempenha no processo de automação, além de se interpor entre os usuários e as máquinas? Como o software é uma peça-chave na automação, a ponto de fazê-la desaparecer com sua ausência, é de se supor que a evolução dos softwares
6 A U L A Acesse: provoque alguma alteração nos próprios processos automatizados. Com efeito, os novos programas de computador têm alterado bastante a maneira de se produzir, no mundo todo, sem afetar a relação entre o homem e a máquina. Nesse exemplo que acabamos de discutir, vimos que o software intermediou a relação entre o usuário e a máquina CNC. No caso em estudo, o usuário teve de escrever um programa com as informações geométricas e tecnológicas para usinar a peça. Pensemos agora num software que possa ajudar ainda mais o usuário. A figura a seguir ilustra uma nova forma de produzir a mesma peça. Tudo que o usuário tem de fazer é desenhar a peça (para isso, pode-se utilizar um dos muitos aplicativos tipo CAD disponíveis), e acrescentar as informações tecnológicas. O aplicativo de auxílio à manufatura produz o programa CNC que, via interpretador, chega à UCP. Como acessório, o novo aplicativo fornece um módulo de simulação, que pode mostrar numa tela de computador todo o processo de usinagem. Ao simular, o usuário pode verificar com antecedência possíveis falhas (de percurso da ferramenta, de definições de ferramentas etc) e corrigi-las. USUÁRIO Aplicativo de Auxílio ao Projeto Desenho da Peça Aplicativo de Auxílio à Manufatura Simulador Programa CNC Programa UCP Máquina CNC MANUFATURA AUXILIADA POR SOFTWARE Informações Tecnológicas Quanto mais sofisticados são os softwares, mais aumenta a distância entre o usuário e a máquina. Mas, de que usuário estamos falando? Se não dispuser dos softwares que intermediam usuário e máquina, o usuário deverá conhecer profundamente a máquina e ter capacidade para produzir as peças manualmente. Nesse caso, terá de ser um profissional mais especializado em operações de usinagem em máquinas do que em tecnologia. Com os softwares, não é preciso ter habilidade manual para operações de usinagem. Isto passa a ser automaticamente feito pela máquina (comandada pelo software). Necessita-se, agora, de um profissional que domine as informações tecnológicas e saiba lidar com aplicativos de computador. Esperamos que você tenha compreendido os aspectos importantes dos softwares de computadores e saiba agora como eles interferem na automação. Verifique agora seus conhecimentos, respondendo os exercícios. Depois, confira suas respostas com as do gabarito.
7 Exercício 1 Relacione a primeira com a segunda coluna: a) Sistemas básicos 1. ( ) Permitem a operação do computador e traz outros programas para b) Sistemas operacionais a memória. 2. ( ) Programas específicos para deter- c) Aplicativos minadas tarefas, como os editores de texto. 3. ( ) Permitem a iniciação da máquina. Exercícios A U L A Exercício 2 Assinale V (Verdadeiro) ou F (Falso) para as afirmações sobre sistemas operacionais: a) ( ) sem eles os computadores não funcionam; b) ( ) Lotus 123 e Dbase são exemplos de sistemas operacionais; c) ( ) permitem a operação dos computadores, ainda que em nível básico; d) ( ) comunicam-se com o usuário por meio de comandos digitados no teclado, ou por meio de tela gráfica e dispositivo apontador. Exercício 3 Relacione a primeira com a segunda coluna: Aplicativos a) Editores de texto b) Programas de auxílio ao projeto c) Programas de auxílio à manufatura d) Programas de comunicação Marque com X a resposta correta. Funções 1. ( ) Elaboração de livros, como este que você está lendo. 2. ( ) Produção de programas para usinagem em máquinas CNC. 3. ( ) Comunicação com redes como a Internet. 4. ( ) Confecção de desenhos técnicos. Exercício 4 A função de um programa interpretador é: a) ( ) traduzir instruções da UCP para uma linguagem qualquer; b) ( ) executar um programa CNC para usinar uma peça; c) ( ) traduzir instruções dadas em uma linguagem qualquer para a linguagem da UCP; d) ( ) simular a usinagem de uma peça na tela do computador. Exercício 5 Assinale as alternativas que representam afirmações válidas sobre a relação entre software e automação. a) ( ) O software aparece como intermediário entre usuário e máquina. b) ( ) Quanto mais sofisticado o software, maior a distância entre o usuário e as operações de máquina. c) ( ) Embora seja importante para a automação, a ausência do software faz pouca diferença em ambientes de fábrica automatizados. d) ( ) O surgimento de novos programas acaba interferindo na forma de produção em ambientes de fábrica automatizados.