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FACULDADE PITÁGORAS

DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À INFORMÁTICA

Prof. Ms. Carlos José Giudice dos Santos

[email protected]

www.oficinadapesquisa.com.br

Objetivos:

Ao final desta unidade, o aluno deverá ser capaz de:

1. Conhecer a evolução histórica do computador desde ocomputador eletromecânico até os computadoreseletrônicos de quarta geração;

2. Saber o nome e as principais características doscomputadores que marcaram a história da informática;

3. Conhecer as pessoas que contribuíram para odesenvolvimento da teoria da computação e que foramresponsáveis pela construção de computadores que setornaram marcos históricos.

MARCOS DA ARQUITERURA

DE COMPUTADORES

Geração Zero – Computadores Mecânicos

(1642-1945)Do século XVI até meados do século XX, oscomputadores eram mecânicos (usavamengrenagens), funcionando com manivelasmovidas à mão.

A primeira pessoa a construir uma máquina decalcular operacional foi o francês Blaise Pascal,aos 19 anos de idade, em 1642.


PASCALINA – 1642

Esta máquina efetuava apenas operações deadição e subtração.

Fonte: pt.wikipedia.org Fonte: www.liceobanfi.brianzaest.it


CALCULADORA DE LEIBNIZ - 1672

Trinta anos mais tarde (1672), o matemáticoalemão Leibniz aperfeiçoou a Pascalina econstruiu a primeira máquina que efetuava asquatro operações aritméticas.

Fonte:catarinabaptista.worldpress.com

Fonte:acessoapostilas.sites.uol.com.br

A máquina diferencial de Babbage

Esta máquina foi construída por Charles Babbage em1822, para calcular tabelas de navegação náuticas.Era basicamente uma máquina de somar e subtrairbastante sofisticada que usava o método dadiferenças inventado por Isaac Newton para calcularequações polinomiais de qualquer ordem.

Fonte: pt.wikipedia.org Fonte: lightstairs.blogspot.com

A máquina diferencial de Babbage

Recomendo uma visita ao site do Piropo, emhttp://www.forumpcs.com.br/coluna.php?b=180093. É uma oportunidade para você conhecercomo esta máquina funcionava e até fazer umasimulação dela usando o Excel.

Apesar de brilhante, Babbage acabou por secansar dela, porque ela executava um únicoprograma. Assim, logo ele começou um novoprojeto.

O gênio Charles Babbage

Em muitos aspectos, Babbage era um homem à frentedo seu tempo. Inventou o velocímetro, ooftalmoscópio (usado para exame de fundo de olho), ocarro dinamômetro (vagão que mensura a força detração de uma locomotiva), entre outras invenções.

Considerava Deus o primeiroprogramador do universo. De acordocom sua teoria, Deus criou tudo apartir de leis (como comandos de umprograma), e desde a criação, este“programa” perfeito está “rodando”até hoje sem nenhuma intervenção.

Fonte: www.galeon.com

A máquina analítica de Babbage

Babbage projetou uma máquina ainda mais sofisticada(a Máquina Analítica), mas ninguém acreditava que elepudesse construí-la. Esta máquina podia serprogramada para executar instruções. Ele convidouuma jovem de nome Ada Augusta Lovelace paraescrever o programa para esta máquina. Infelizmentenão havia recursos financeiros e nem tecnologiadisponível na época para construir esta máquina.

Por isso esta máquina não chegou a ser construída.Babbage gastou muito de seu tempo, muitos recursosdo governo britânico e muito de sua própria fortunatentando construir esta máquina bem maissofisticada. Entretanto, não conseguiu.


Muitos se perguntavam se esta máquinafuncionaria se fosse construída. Em 1991, elafinalmente foi construída por pesquisadores doMuseu Nacional de Ciência e Tecnologia deLondres, de acordo com o projeto original, efuncionou. Babbage era realmente um gênio.

A máquina analítica era composta de quatropartes: entrada (por meio de cartõesperfurados), a armazenagem (memória), omoinho (unidade de cálculo) e a saída (saídaperfurada e impressa).


Perfurando um programa diferente nos cartõese introduzindo estas instruções na máquina, erapossível fazer com que ela realizasse cálculosdiferentes, ao contrário da máquinadiferencial, que fazia apenas um tipo decálculo.

Apesar de não ter conseguido construir estamáquina, seu projeto é a base do computadormoderno. Graças às suas ideias, hoje temoscomputadores que resolvem diversos tipos decálculos.

Próximos avanços da geração Zero

Z1 � Nome da máquina de calcular automáticaeletromecânica (com relés) construída peloestudante alemão Konrad Zuze no final dadécada de 30.

Fonte: pwhschool.tripod.com Fonte: wiki.ggc.usg.edu


Máquina de Atanasoff � Máquina de calcularautomática elétrica que usava aritmética binária ememória formada por capacitores (mesmo princípio damemória DRAM atual), no início da década de 40, nosEUA, no Iowa State College.

Fonte: ic.uff.br Fonte: samuraize.site90.com


Máquina de Stibitz � máquina de calcularautomática com relés, construída no início da décadade 40, nos EUA, no famoso Bell Labs. Usava um novotipo de relé (projeto inicial à esquerda) e a saída eraem uma impressora em forma de terminal (à direita).

Fonte: history-computer.com/ModernComputer/Relays/Stibitz.html


Mark I � Primeiro computador eletromecânicode uso geral, projetado por Howard Aiken econstruído pela IBM, nos EUA, na Universidadede Harvard. Era uma versão eletromecânica damáquina analítica de Babbage. Foi o últimocomputador mecânico do mundo.

O Mark I ocupava 120 m2, pesava 5 toneladase fazia fazia somente as quatro operaçõesmatemáticas

O Mark I conseguia multiplicar números de 10dígitos em 3 segundos. Abaixo podemos ver aparte esquerda (à esquerda), o controle deEntrada/Saída (ao centro) e a parte direita (àdireita) deste computador.


Fonte: en.wikipedia.org

A primeira geração de computadores

Computadores eletrônicos de válvulas1945 – 1955 – Parte I

Colossus (1943) � Considerado o primeirocomputador eletrônico do mundo, foi construídopelo governo britânico para decifrar mensagensalemãs codificadas por uma máquina decriptografia chamada ENIGMA, durante aSegunda Guerra Mundial. Inicialmente, asmensagens eram analisadas por uma equipe dematemáticos, que descobriam as primeiras regrase deixavam o cálculo pesado para descobrir orestante do código para o computador.

O Colossus

O primeiro protótipo (Colossus Mark 1) tornou-seoperacional em 1943. O segundo (Colossus Mark 2) foiconstruído em 1944. Após a guerra ambos foramdesmontados com o intuito de manter a sua tecnologiasecreta. Embaixo à esquerda, o Colossus Mark 1original. À direita temos o mesmo computador (vistode outro ângulo) reconstruído em 2006.

Fonte: en.wikipedia.org

Enigma – A Máquina de Scherbius

Foi uma das máquinas de criptografia mais usadas peloexército e marinha alemãs, e que motivou aconstrução de um computador para decifrar o seucódigo. Foi inventada em 1918 por Arthur Scherbius,e ficaram conhecidas como Funkschlüssel C.

Fonte: www.gta.ufrj.br/grad/07_1/ass-dig/HistriadaCriptografia.html

Enigma – versãoda Marinha, àesquerda.

Rotor internoda máquina, àdireita.

Enigma – A Máquina de Scherbius

Um dos sites mais completos sobre a história dessamáquina é o www.cryptomuseum.com/crypto/enigma. Umoutro site mostra um simulador da máquina Enigma de trêsrotores (figura abaixo).

Fonte: www.numaboa.com/criptografia/dispositivos/861-enigma

A Máquina de Turing

É um modelo teórico de computador, ou seja, ummétodo para se projetar computadores que sejamcapazes de executar qualquer tipo de algoritmo.

Turing nasceu em Londres, em1912 e morreu (de suicídio) em1954. Ele é reconhecido como ohomem que criou a teoria dacomputação, além de ter sido umdos pioneiros da construção dosprimeiros computadores. Fezparte da equipe que decifrou aEnigma.


Computadores eletrônicos de válvulas

1945 – 1955 – Parte IIENIAC (1946) � Electronic Numerical Integratorand Compute – foi o primeiro computador eletrônicodos EUA, construído para o exército americano porMauchley e seu aluno Eckert. Era uma máquina de 20registradores de 10 dígitos decimais, com 18 milválvulas, 1500 relés e consumo de 140 mil watts. Logoem seguida diversos computadores semelhantesforam construídos por outras equipes – EDSAC,JOHNIAC, ILLIAC, MANIAC – todos nos EUA, e oWEIZAC, em Israel.



1945 – 1955 – Parte IIIMauchley e Eckertcomeçaram a trabalharno sucessor do ENIAC, oEDVAC (ElectronicDiscrete VariableAutomatic Computer)usando as ideias dogenial matemático Johnvon Neumann. Todos oscomputadores de hojeutilizam essa ideia.

Fonte: gadgetfanbr.blogspot.com

Válvulas

Eletrônicas

�

Fonte das imagens: gadgetfanbr.blogspot.com

A máquina de von Neumann

A tarefa de carregar e modificar um programa noEniac era extremamente tediosa. Em 1945, John vonNeumann fez alterações na máquina de Turing paratorná-la mais prática dividindo-a em 5 partes:

1. um dispositivo de entrada de dados,

2. uma memória para guardar os dados e instruções,

3. um dispositivo de processamento (CPU),

4. um sistema operacional (unidade de controle)capaz de gerenciar todo o processo

5. e um dispositivo de saída de dados.

Um gênio chamado John von Neumann

John von Neumann era especialistaem ciências físicas e matemáticas, econsiderado um gênio da mesmaestirpe de Leonardo Da Vinci. Falavamuitos idiomas e conseguia guardarna memória tudo que já ouvira, viraou lera. Era capaz de citar, palavrapor palavra, textos de vários livros

que havia lido há vários anos. Em sua época, foi o maisimportante matemático do mundo. Uma coisa queficou óbvia para ele era que programar computadorescom uma quantidade imensa de cabos e interruptoresera uma tarefa lenta, tediosa e mecânica.



1945 – 1955 – Parte IVO UNIVAC (Universal Automatic Computer) foi oprimeiro computador comercial da história. Todos oscomputadores anteriores nasceram como projetos deguerra ou para fins científicos. Custava o equivalentea um milhão e meio de dólares. Foram fabricadas 46unidades.

Pouco anos após o aparecimento do UNIVAC, umaempresa que produzia máquinas perfuradoras decartões também começou a se interessar em fabricarcomputadores. Seu nome: IBM.

A segunda geração de computadores

Computadores transistorizados

1955 – 1965 – Parte IO primeiro computador eletrônico transistorizado(TX-0 - Transistorized eXperimental Computer 0) foiconstruído no MIT (Massachussets Institute ofTechnology) por uma equipe chefiada por KennethOlsen (fundador da DEC – Digital EquipamentCorporation) – em 1957.

Fonte da imagem: http://www.computermuseum.li



1955 – 1965 – Parte IA DEC projetou o primeiro minicomputador comercialdo mundo, o PDP-1, em 1961, baseado no TX-0.Ninguém acreditava que fosse dar certo, uma vez queum antigo presidente da IBM, J. T. Watson estimou omercado mundial de computadores em quatro ou cincounidades.

Fonte da imagem: http://computadoresdahistoria.blogspot.com



1955 – 1965 – Parte II

O PDP-1 era um computador de 16 bits que custava120 mil dólares. O primeiro PDP-1 foi doado ao MIT.Uma de suas inovações era possuir um monitormonocromático de 512 x 512 pontos. Logo os alunos doMIT aprenderam a programar pontos nesta tela parajogar guerra no espaço, e o mundo ganhou o seuprimeiro videogame.

Alguns anos mais tarde lançou o PDP-8, uma máquinade 16 mil dólares. A mais importante inovação do PDP-8 era um barramento único chamado omnibus.



1955 – 1965 – Parte IIIA IBM lançou uma linha decomputadores de altodesempenho (para aépoca) chamada de 7090.Uma vez que a DECvendeu cerca de 50 milunidades do PDP-8, elareagiu lançando uma linhade computadoresmenores, a linha 1400.

Fonte: http://computerhistory.org



1955 – 1965 – Parte IV

IBM 7094

Fonte: www-03.ibm.comIBM 1401

Fonte: http://columbia.edu



1955 – 1965 – Parte VEm 1964, uma pequena empresa desconhecida (CDC –Control Data Corporation) lançou uma máquinachamada 6600, cerca de 10 vezes mais rápidas que osmais rápidos computadores da IBM na época. Seufundador, um gênio chamado Seymour Cray se dedicoua construir computadores cada vez mais rápidoschamados de supercomputadores.

Neste mesmo ano a Burroughs lançou o B5000, oprimeiro computador projetado para ser programadoem linguagem de alto nível (ALGOL).



1955 – 1965 – Parte VI

CDC 6600

Fonte: http://unimepso1.blogspot.comBurroughs B5000

Fonte: http://tomshardware.com

A terceira geração de computadores

Computadores com circuitos integrados

1965 – 1980 – Parte IA IBM lançou uma linha de computadores de altodesempenho para substituir as antigas linhas 7090 e1400, totalmente incompatíveis entre si. Foi a série 360,que se tornou uma revolução no mundo da computação.

Todas as séries que o sucederam (370, 4300, 3080 e3090) tiveram a arquitetura do System/360 como base.

No mundo dos minicomputadores, a DEC avançouconstruindo o PDP-11, que, em alguns casos, chegava a terquase metade da velocidade dos computadores da IBM,custando cerca de um décimo destes.

A terceira geração de computadores

Computadores com circuitos integrados

1965 – 1980 – Parte II

IBM System 360

Fonte: http://wired.com

IBM System 3090

Fonte: www-03.ibm.com

A quarta geração de computadores

Computadores VLSI

1980 – ???VLSI significa Very Large Scale Integration,ou seja, circuitos integrados com alta escala deintegração. Isso significa que em um CI quecabia algumas centenas de transistores passoua caber de milhares a até bilhões detransistores.

A quarta geração de computadores é a geraçãodo microprocessador, inventado em 1971.


Computadores VLSI - 1980 – ???Existem diversos fabricantes de microprocessadores, mas osdois principais fabricantes são a Intel e a AMD (AdvancedMicro Devices).

Os microcomputadores que marcaram época foram:

1975 � Foi construído o primeiro microcomputador comercialdo mundo, o ALTAIR, pela empresa MITS (MicroInstrumentation Telemetry Systems), por Ed Roberts. Aprimeira linguagem deste computador, o Altair Basic, foi criadapor Bill Gates e Paul Allen, que fundaram uma empresa desoftware chamada Microsoft.

1976 � Nasce o primeiro computador comercial de sucesso, oApple, da empresa homônima fundada por Steve Jobs e SteveWosniak neste mesmo ano.


Computadores VLSI - 1980 – ???1977 � Nasce o Apple II, o computador de 8 bits maisvendido e copiado da história.

1981 � Nasce o PC, primeiro computador pessoal de 16 bits,construído pela IBM. O sistema operacional deste computadorpossibilitou que a Microsoft se tornasse a maior empresa desoftware do mundo.

1983 � A Apple constrói o Lisa, primeiro computador cominterface gráfica do mundo. Foi o maior fracasso comercial daApple, mas preparou o terreno para o grande sucesso devendas que se tornou o Macinstosh (ou simplesmente Mac),lançado em 1984.

1987 � A Intel lança o primeiro processador de 32 bits, o“todo poderoso” 386.


Computadores VLSI - 1980 – ???2000 � A AMD lança o primeiro processador a atingir o clockde 1 GHz, o AMD Athlon.

2003 � A AMD lança o primeiro processador de 64 bitscompatível com Windows, o AMD Atlhon 64.

2005 � A Intel lança o primeiro processador multicore, oIntel Pentium IV Extreme Edition, com 2 núcleos.

2007 � A Intel lança o primeiro processador de 4 núcleos, oIntel Core 2 Quad.

2010 � A Intel lança o primeiro processador de 6 núcleos paracomputadores domésticos, o Intel i7-980x.

2010 � A AMD lança a primeira APU (Acelerated ProcessorUnit), que combina CPU e GPU em um único chip.


Computadores VLSI - 1980 – ???Na guerra de processadores Intel x AMD, o grandebeneficiado é o usuário. Recentemente, entrou em cena umnovo fabricante de processadores (ARM), especialmente para omercado de PDA’s, Tablets e celulares.

São tendências atuais em termos de computadores:

• Extinção gradual do desktop doméstico;

• Aumento da participação de notebooks, netbooks, ultrabookse tablets;

• Processadores multinúcleos;

• Migração de plataforma alta para plataforma baixa;

• Computação distribuída.

REFERENCIAS

1. FEDELI, Ricardo Daniel. Introdução à ciência dacomputação. São Paulo: Thomson, 2003.

2. FONSECA FILHO, Cléuzio. História da computação: ocaminho do pensamento e da tecnologia [documentoeletrônico]. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2007. Disponível em:<http://www.pucrs.br/edipucrs/online/historiadacomputacao.pdf>. Acesso em: 12 jun. 2012.

3. TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada decomputadores. 4. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2007.

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