breve história da informática

5/13/2018 Breve Hist ria da Inform tica - slidepdf.com

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Microinformática

Breve história da evolução

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TEMAS PÁGINAS

Atenção ao clicar no símbolo é reencaminhado para o índice

Origens da Informática 3

Transmissão a evolução de uma espécie 6O Registo 7

Reflexão 15

Objectos 16

Ábaco 19

Breve cronologia 26

Do ENIAC AO Quad Core 27

Suporte á informação 32

Os Microprocessadores 38

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INFORMÁTICA

INFOR MAÇÃO AUTOMÁTICA

Como o nome indica, informática é informação automática.Mas que quer isso dizer?

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• Informação é o resultado do processamento,manipulação e organização de dados de tal formaque represente uma modificação do conhecimentoda pessoa que a recebe. 1

• Dados são representações, de valores, objectos,eventos, factos, etc.…, mas que por si só podem nãoter qualquer significado.

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A informática surge neste contexto: superar anecessidade do ser humano de registar e manipulardados em grandes quantidades e em constantecrescimento com precisão e rapidez.

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O Homem cedo percebeu que registar a informaçãomarca a fronteira entre a sobrevivência e a evoluçãode uma espécie. E também se apercebeu que dadas assuas limitações, precisava recorrer a meios auxiliaresde memória exteriores a si mesmo (como o desenho emais tarde a escrita).

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A necessidade de transmitir ideias e informações por meiode símbolos desenhados foi uma das primeiraspreocupações da humanidade. As chamadas pinturasrupestres(gravuras nas cavernas),foram as primeiras

tentativas de transmissão de ideias por meios exteriores aoHomem. Resistentes ao tempo não se pode considerarescrita pela falta de padronização dos caracteres.

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O processo cognitivo do Homem é fascinante, masnão é único. Estudos desenvolvidos peloMassachusetts Institute of Technology(MIT), afirmamque os chimpanzés conseguem resultados 5 vezessuperiores aos de alunos do 4º ano do curso dematemática, quando submetidos aos mesmos testesde memorização de sequências de imagens.

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Estes estudos concluíram que um factor em particularpermitiu a díspare evolução da espécie humana emrelação ás outras, a vontade de transmitir e o gosto de

ensinar e de aprender, conduziu ao armazenar deinformação com milhares de anos de existência.

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No 4º milénio A.C., um povo chamado Sumério viveuna zona que hoje conhecemos por Iraque. Naquelaépoca, chamava‐se Mesopotâmia, e os Sumérioscriaram o primeiro sistema de escrita. A escritacuneiforme. Ganhou o nome pela forma de cunha doscaracteres.

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Também criaram as primeiras “cidades”, e desta formasurgiu a necessidade de um controlo administrativosobre as quantidades de produção agrícolas, asquantidades de gado criado, etc.…

Estes registos eram gravados com um estiletepontiagudo feito de osso ou pedra em placas de argilahúmida, que posteriormente eram secas ao sol.

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Os caracteres tinham a forma de cunhas( escritacuneiforme), com mais de 2000 símbolos diferentesesta escrita foi utilizada na contabilidade, nalegislação e na narração de relatos históricos como o“Código de Hammurabi”, ou o poema de “Gilgamesh”.

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Como era uma escrita ideográfica (os símbolosrepresentam ideias e não sons), o sistema sumériopôde facilmente ser adaptado a outras regiões elínguas (acádia, hitita, persa,…).

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Pela mesma altura (4º milénio a.C.), os egípcioscriaram um sistema responsabilizado como a origemda banda desenhada, pictórico, de beleza indiscutível,o seu sistema baseado em hieróglifos, que em grego

significa “escrita dos deuses”,é composto por 3 tiposde signos: Fonogramas (representações de sons) Pictogramas(representação de coisas)

Ideogramas(representação de ideias) Os escribas egípcios foram os primeiros a usar

papel(papiro), tinta e caneta.

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No 3º milénio a.C., surge o primeiro sistemafonético(representação dos sons produzidos ao falar),criado pelos fenícios com apenas 22 caracteresabstractos e esquemáticos, este sistema serviu de basea vários outros alfabetos que hoje conhecemos como oGrego, o Árabe, o Aramaico, o Hebraico,…)

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A partir do momento em que se consegue uniformizaruma linguagem e codifica‐la em símbolos padrões, ainformação pôde por um lado passar a ser transmitidacom fidelidade e por outro, sem a necessidade de

colocar no mesmo local dois indivíduos ao mesmotempo. Isto quer dizer que ao passar a ficar armazenada,

preserva‐se a qualidade da informação que assim

resiste ao tempo e ás limitações da memóriaindividual.

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A Humanidade tem utilizado dispositivos paraauxiliar a computação há milénios. Um exemplo é odispositivo para estabelecer a igualdade pelo peso:

As clássicas balanças, posteriormente utilizadas parasimbolizar a igualdade na justiça.

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Há cerca de 3000 anos e provavelmente na região daMesopotâmia, criou‐se um dispositivo mais orientadoà aritmética é o ábaco mostrado na figura em baixo.

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Neste tipo de ábaco, com duas contas nas varetas decima e cinco contas nas varetas de baixo, cada contapertencente à secção superior representa 5 valores eas contas pertencentes à secção inferior representam 1

valor. A coluna mais à direita corresponde àsunidades, a coluna seguinte, à esquerda, é a colunadas dezenas, e assim por diante.

Neste caso

o valor é = 0 (zero)

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Imaginemos que se pretende ter o valor 15 no ábaco.Move‐se uma conta da secção de baixo da coluna dasdezenas (obtendo‐se o 10) e outra conta da secçãosuperior da coluna das unidades (valor 5):

Neste caso o valor = 15

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Imaginemos agora que se pretende somar 502 a 15.Basta mover as contas adequadas, ou seja, bastamover uma conta de cima pertencente à coluna dascentenas (obtém‐se o 500) e duas contas de baixo dacoluna das unidades (tem‐se o 2):

Ábaco com o valor 517 (502 + 15)representado

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Para se subtrair basta ir retirando as contas em vez dese adicionar:

Temos o valor 822

Existem ábacos capazes de

realizar operações matemáticas complexas

como raízes quadradas, cúbicas , etc.…

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Vamos subtrair 305. Para tal basta baixar 3 contas daparte de baixo do ábaco da coluna das centenas(subtraindo‐se 300), agora para se subtrair 5, há umpequeno truque. Isto porque não podemos baixar logo

5 valores, uma vez que só temos 2 como se pode verna figura. O truque muito simplesmente consiste emtirar 10 (subtrair 10) e adicionar 5. Obtemos assim o

valor 517

Na seguinte url podeEncontrar um ábaco virtual:http://www.educ.fc.ul.pt/docentes/opombo/seminario/abaco/index.htm

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Desenvolvida em 1621 pelo matemático inglês WilliamOughtred , a régua de cálculo teve uma enormelongevidade, para termos uma ideia os cálculosrealizados pelos engenheiros do programa Apollo

quando enviaram o Homem à Lua, foram feitosutilizando os dois pedaços de madeira .

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1642 – Pascaline(Blaize Pascal)

Maquina capaz de realizarsomas e subtracções atravésde engrenagens

1672 – CalculadoraUniversal (Leibnitz)

Maquina capaz de executarmultiplicações, divisões e raizquadrada, alem das operaçõessoma e subtracção

1801‐ Tear Automático(J.M.Jacquard)

Tear automático que aceitavaentrada de dados através decartões perfurados

1822‐Máquina diferencial

(Charles Babbage)

Máquina que através de rodasdentadas avaliava funções eobtinha tabelas

1890‐TabuladorEstatístico(Hollerith)

Sistema que registava dadoscomo o nome, idade, sexo eendereço, sob a forma decartões perfurados

1936‐ Maquina de Turing(Alan Turing) Principio teórico docomputador, a linguagemalgorítmica

1946‐ ENIAC(Electronic NumericalIntegrator And Computer)

Com 30Toneladas, tinha umconsumo mínimo de 100.000

watts, e um máximo de 200.000.

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Passaram 63 anos desde a criação do ENIAC, á criaçãodo Quad Core, muito se desenvolveu a tecnologia atéserem atingidos estes microprocessadores ultrarápidos, mas estamos a chegar a um ponto em que

não se sabe para onde irá evoluir a tecnologia, justamente porque se estão a atingir os limites damatéria.

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No ano de 1975 a Sperry Univac apresentou o computador UNIVACsérie 90 que incluia os modêlos 25, 30, 60, 70 e 80.

A concepção deste computador tinha por base o modelo IBM 360.

A UCP do UNIVAC 90/30 incluia uma memória com uma capacidadede 64K expansível até 512K com um ciclo de 0,6 µs.

Na fotografia são visíveis 4 unidades de disco magnético, ao fundo, e 3do lado direito entre as 2 unidades de fita magnética e o terminal daconsola.

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O protótipo deste computador, concebido na Universidade de Coimbra,foi produzido em Setembro de 1981 e apresentado publicamente naPortugal workshop on signal processing and its applications na Póvoado Varzim em Setembro/Outubro de 1982.

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Transcrição do Editorial de CEREBRO ‐ REVISTA DE INFORMÁTICA e GEStÂO ‐ 15 FEV./15 MAR. 1983

ENER 1000



Na configuração mínima apenas eram utilizados 4 cartões:cartão de CPU com 2 K de EPROM (Erasable ProgrammableRead Only Memory);

cartão 64/128 KB de DRAM (Direct Randoom Acess Memory) cartão com comunicador série duplo; cartão com controlador de disquette (até quatro unidades); ficavam assim livres 4 posições do BUS interno o que garantia a

possibilidade de expansão. O ENER 1000 para além de se apresentar como um PC podia

ser configurado como computador multiposto. A suaconfiguração máxima podia suportar 4 utilizadores com 7terminais.

O sistema operativo era o CP/M, então o mais utilizado emprocessadores de 8 bit.

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Inicialmente concebido para utilizaçãopelos estudantes da Universidade deCambrige começou a ser comercializado por

volta de 1982 com um preço aproximado de100 libras estrelinas.

A CPU compreendia um processador ZilogZ80A de 8 bit a 3,5 MHZ, uma memória de64K que compreendia uma ROM e umaRAM e uma ULA. A ROM, com 16K decapacidade, armazenava de modopermanente os programas, tabelas etc.

necessários ao funcionamento do sistema eum interpretador para a linguagem deprogramação BASIC. A RAM compreendiauma área de trabalho disponível para outilizador de 48K.



Nesta secção pretende‐se demonstrar os componentesque foram utilizados para suportar diversos tipos deinformação ao longo do tempo.

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Cartão de papel para recolha de dados no Censo de 1890 ‐ USA



Utilizando o princípio descoberto por Jacquard paracomando automático de teares, Hermann Hollerith ‐funcionário do United States Census Bureau ‐inventou, em 1880, uma máquina para realizar as

operações de recenseamento da população. A máquina "lia" cartões "de papel" perfurados em códigoBCD (Binary Coded Decimal) e efectuava contagensda informação referente à perfuração respectiva. O

sistema foi patenteado em 1884.

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A fita de papel perfurada era utilizada ‐ 1910 ... 1915 ‐ em aparelhostelegráficos e em teletipos como suporte para recepção e envio da informação.Inicialmente ‐ 1948 ... 1949 ‐ os teletipos foram acoplados aos computadoresservindo como unidades de entrada de dados e saída de resultados.

Ao contrário dos cartões perfurados este suporte era contínuo e a sua

capacidade era apenas limitada pelo comprimento da fita.No entanto era um suporte frágil e pouco manuseável. As operações de inserção e anulação de dados dependiam da habilidade dooperador do teletipo.

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O tambor magnético é constituído por um cilindro de revolução metálico queroda em torno de um eixo vertical. O movimento é assegurado por um motoreléctrico visível no topo da fotografia.

Esquema do Tambor Magnético Um conjunto de cabeças fixas assegura agravação e a leitura da informação no formato word, isto é, no formato

utilizado na memória do computador.

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A fita magnética ‐ fabricada pela NCR nos anos 1960's ‐, visível nafotografia, tem 1/2 polegada (1,77 cm) de largura e é enrolada numa bobinacom uma capacidade para um comprimento de 2.400 pés(aproximadamente 730 metros),naquela bobina podiam‐se armazenaraproximadamente 45.000.000 de caracteres ‐ 45 MByte ‐.

Na fita magnética cada dígito binário "1" era consubstanciado por umagravação magnética e cada dígito binário "0" era representado pelaausência de gravação.

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A gravação de som e voz em suporte electromagnético em fio de aço, em fita eem disco metálicos era conhecida desde 1898.O Disco visível na fotografia foi fabricado pela BASF de acordo com aespecificação "ibm 2314" a qual foi definida em 1966.Era construído com 11 pratos metálicos solidários num eixo vertical. Cadaprato tinha 14" (35,6 cm) de diâmetro e a capacidade total da "panela" ou

"pilha", segundo o jargão da época, era de 29,2 MB (29.200.000 caracter).

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O componente básico para qualquer chip é o wafer desilício.

O silício é um dos materiais mais abundantes danatureza, o grande problema é que os wafers de silícioprecisam ser compostos de silício 99,9999% puro, oque demanda um caro e complicado processo depurificação. Qualquer impureza que passedespercebida nessa fase acabará resultando em umchip defeituoso mais adiante.

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Inicialmente são produzidos cilindros, com de 20 a 30centímetros de diâmetro, que são posteriormentecortados em fatias muito finas:

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Essas "fatias" são polidas e tratadas, obtendo os wafersde silício. A qualidade do wafer determinará o tipo dechip que poderá ser construído com base nele.

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Nem todos os processadores nascem iguais. Um Core Duo6600 (2.4 GHz) não é propositadamente diferente de umCore Duo 6800 (2.96 GHz), por exemplo. Amboscompartilham a mesma arquitectura e passaram pelamesma linha de produção (pode ser que os dois tenham

até mesmo compartilhado o mesmo wafer. A única diferença é que o 6800 teve a "sorte" de sair mais

perfeito e, graças a isso, ser capaz de operar a frequênciasmais altas. Com o passar o tempo o índice deaproveitamento tende a melhorar, fazendo com que mais emais processadores sejam capazes de operar nasfrequências mais altas, até que finalmente é introduzidauma nova técnica de fabricação, ou uma nova família deprocessadores, dando início a um novo ciclo.

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O Intel 4004 era produzido usando uma técnica de 10micra, em que cada transístor media o equivalente a 1/100de milímetro. Considerando que um fio de cabelo possuiapenas 1/10 de milímetro de espessura, transístores de 10

micra (micra é o plural de mícron) podem parecerpequenos, mas se comparados com os actuais, elesparecem pirâmides, de tão grandes.

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Para a produção do 486 já se utilizou uma técnica de 1mícron onde cada transistor já utiliza uma área 100

vezes menor. Enquanto o 4004 operava com 2.000transístores o 486 dispunha de um milhão deles.

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Mas isso não é nada se comparado aos processadoresactuais. Um Core 2 Duo X6800 é fabricado numatécnica de 0.065 micron (237 vezes menores que os do486!), possui 291 milhões de transístores e opera a 2.93

GHz.

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Actualmente, a industria tem passado a utilizar o nm (nanómetro) como unidade de medida no lugar domícron, pois é mais fácil de pronunciar, de forma queem vez de dizer que o processador, x é fabricado

numa técnica de 0.045 mícron, podemos dizer que eleé fabricado numa técnica de 45 nanómetros.

1 nm = 1000 picometros 1000 nm = 1 micrómetro ou 1 mícron

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Estão previstos processadores fabricados numatécnica de 0.032 mícron em 2010. Depois disso não sesabe até onde a tecnologia poderá evoluir, pois osfabricantes estão a aproximar‐se dos limites da

matéria. A 0.032 mícron já temos transístoresocupando uma área equivalente a poucas centenas deátomos de silício.

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Trabalho de apresentação para a disciplina demicroinformática no âmbito do curso Técnico deInformática – Instalação e Gestão de Redes, SISEP2008.

Pedro V Matias

Fim

breve história da informática

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