16ª Confederação F.F.E.S.P.
30 de Janeiro de 2.005
Computadores
Dos Ábacos As Estrelas
FEDERAÇÃO DA FROTA ESTELAR DE SÃO PAULO
D.C.F.F.E.S.P. – Divisão de Ciências F.F.E.S.P.
O que é um Computador?
O Computador nada mas é do que um aparelho que executa tarefas repetitivas que sabemos como fazer e armazena uma grande quantidade de dados.
•Macintosh 128
•Processador: Motorola 68000
•Velocidade do Processador: 8 Mhz
•Memória: 128 KBytes
•Introduzido em Janeiro de 1984
Do que feito um Computador:
• Hardware: composto pela Unidade Central de Processamento e demais equipamentos (monitor, teclado, mouse etc...).
• Software: Programas, Instruções, Jogos etc..• Usuário: uma ou mais pessoas, que realizam as mais
diversas tarefas, com a utilização do Hardware e Software.
Hardware
• Possui uma capacidade elevada de processamento.
• “Entende” Apenas 0 e 1.• Depende do software para
processar informações.• Processa bilhões de
pequenas informações em segundos.
Chip Intel Pentium
Software
• Responsável por toda a capacidade lógica do computador.
• Transforma a capacidade bruta de processamento em informações úteis.
• Realiza a interface “Homem Máquina”.
• Pode ser dividido em dois grandes grupos:– Software Básico: Necessários para o funcionamento básico do
Hardware. Exemplo: Sistema Operacional, Ambiente Operacional, Compiladores etc.
– Aplicativos: Realizam tarefas específicas. Exemplo: Editores de Texto, Planilhas Eletrônicas, Jogos etc.
Usuário
• Pessoa responsável pela utilização do Hardware e Software.
Ábaco
• Utilizado pela Primeira vez em 2.000 AC.
• Em utilização no oriente até os dias atuais.
• Consiste em colunas móveis, onde cada coluna representa uma ordem decimal.
Ábaco “Moderno”
Napier’s Bones e Régua de Cálculo
• Napier’s Bone: tabelas móveis de multiplicação, construídas pelo inglês John Napier, por volta do Séc XVII (1610/17).
• A régua de cálculo foi criada em 1621 pelo matemático inglês Willian Oughtred e é considerado o primeiro dispositivo analógico de computação.Napier’s Bones
Outras Evoluções Pré-Computador
• Entre 1642 a 1647, o francês Blaise Pascal, constrói sua “Pasqualine”, máquina capaz de somar e subtrair por Engrenagens Mecânicas.
• Entre 1802 e 1805, Joseph Marie Jacquard, introduziu o conceito de armazenamento de informações em máquinas de tecelagem, despertando, já nesta época o temor pelo desemprego.
• Em 1854, George Boole, publica sua álgebra booleana, que estabeleceu os princípios binários, uma das bases para todos os computadores atuais.
Primeiros Computadores (1ª Geração)
• Todos baseados na válvula eletrônica.
• Grande consumo de energia.
• Baixa confiabilidade.
• Caros.
• Aplicações Muito Específicas.
• Programado por meio de ligações de cabos.
•ENIAC
•18 mil válvulas
•30 toneladas
•5 mil operações por segundo
2ª Geração de Computadores
• As válvulas foram substituídas pelo transistor, tecnologia utilizada de 1959 a 1965.
• Confiabilidade Melhorada, baixo consumo de energia.
• Os computadores começaram a ser acessíveis a grandes corporações.
ComparaçãoVálvula x Transistor
3ª Geração de Computadores
• Época dos Cis(Circuitos Integrados).
• Minituarização dos componentes.
• Barateamento das Máquinas.
IBM 360(CPU e Console)
4º Geração - Microcomputadores
• Todos os componentes básicos de processamento reunidos a um único chip – microprocessador (UCP – Unidade Central de Processamento).
IBM XTUm dos “Pioneiros”
5ª Geração – Era da Informática
• Era da Internet e comunicação global.
• Integração total entre a vida das pessoas e a informática.
• “Digitalização” do mundo – rádio, televisão, celulares etc...
Bit e Informações Binárias(Como a informação é Representada)
• Bit é a menor representação de uma informação. Classificada normalmente como 0 ou 1 (0 – desligado e 1 - Ligado).
• Qualquer tipo de informação pode ser representado por um conjunto finitos de bits.
• Bit é portanto um dígito binário (BIT – BInary digiT).
Bytes, Caracteres e Palavra
• Byte é um conjunto de oito bits (pode variar em alguns sistemas), padronizado para representar os caracteres necessários.
• Caractere é unidade básica de armazenamento na maioria dos sistemas.
• Palavra do processador é a quantidade de bits que é processada por ciclo:– IBM XT – 12MHZ, Processador de 16 Bits
– INTEL Pentium 100 – 100 Mhz, Processador de 32 Bits
– AMD Opteron - 2,2 GHz, Processador de 64 Bits
Como a Informação é Processada01 – O Problema
• Problema: A = 1 e B = 2 A = 2 e B = 1• Atribuir dois valores as variáveis A e B e
trocar esses valores de lugares – algoritmo de SWAP (algoritmo – problema computacional).
• Nesse caso veremos como o programador resolve esse problema e como este é entendido pelo computador.
Como a Informação é Processada02 – Resolvido pelo Programador• Programa em linguagem de alto nível (em C)
swap (int v[], int k[]){int temp; temp = v[k]; v[k] = v[k+1];
v[k + 1] = temp;}
Como a Informação é Processada03 – Interpretado pelo Compilador
• Programa em linguagem montadora (Assembly MIPS):
swap: muli $2, $5, 4 add $2, $4, $2 lw $15, 0($2) lw $16, 4($2) sw $16, 0($2) sw $15, 4($2) jr $31
Como a Informação é Processada04 – Recebido pelo Processador
• Programa em Linguagem de Máquina (para o MIPS):
001000100011110000011110101110110000001100010010111101001101110110001111110001110000011111111111000111000011000011111100111000010111100010110010001100111000111000100010001110001100000111001001000110001100100011
Computação Quântica (01)
• Num computador convencional, cada bit pode assumir o valor 0 ou o valor 1. Uma série de 8 bits podem representar qualquer número de 0 a 255, mas somente um número por vez.
QUBITSRepresentação Clássica
Computação Quântica (02)
• O spin do elétron é restrito a UP e a DOWN e poderia ser usado como um bit.
• Bits quânticos, ou QUBITS, podem existir em suporposições de 0 e 1, representando vários números ao mesmo tempo.
• Oito qubits podem representar números de 0 a 255 simultaneamente.
Computação Quântica (03)
• Os spins dos elétrons são qubits naturais: um elétron é uma superposição coerente de spin UP e spin DOWN e é o menos frágil dos estados quânticos do elétron.
• 5. Qubits são extremamente delicados: as interações com o meio degradam as superposições com muita facilidade, convertendo-os em bits ordinários aleatórios.
Computadores Em Jornada Nas Estrelas
• Capacidade de processamento inimaginável atualmente.
• Capacidade de interagir com pessoas.
• Interpretação de fala, bem como expressões corporais.
• Reação a ações inesperadas (inteligência?).
Comandante Data
• Possui sentimentos básicos: honra, lealdade, preocupação, amizade(?).
• Alta capacidade de interpretar pensamentos e emoções.
• Pode aprender e evoluir.
• Suicidou-se para defender o que acreditava ser correto.
System 47
• Sistema operacional da Enterprise E.
• Responsável pela navegação, localização e gerenciamento das funções da nave.
Doutor (HME)
• Programado com inúmeras informações médicas de milhares de planetas.
• Pode interpretar e mesclar informações e buscar o melhor tratamento.
• Com o emissor holográfico móvel, pode se deslocar por toda a nave, ou mesmo fora dela.
• Demonstra sentimentos humanos: amizade, lealdade ou mesmo, amor.
EVENTO TREKKER16ª CONFEDERAÇÃO F.F.E.S.P.
30 DE JANEIRO DE 2005
D.C.F.F.E.S.P. - DIVISÃO DE CIÊNCIAFEDERAÇÃO DA FROTA ESTELAR DE SÃO PAULO