GBC015:INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA
COMPUTAÇÃO
Introdução
Ilmério Reis da [email protected]/~ilmerio/iccUFU/FACOM/BCC
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Def. Ciência da Computação
“é a disciplina que busca construir uma base científica para projeto e programação de computadores, processamento da informação e soluções algorítmicas de problemas” [1]
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Def. Algoritmo
é uma sequência finita de passos que define como uma tarefa pode ser realizada
Exemplo: – Tarefa: fazer um bolo de fubá!– Algoritmo: receita do bolo de fubá!
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O PRIMEIRO Algoritmo (usado até hoje)
MDC, por Euclides, ~400 AC
Sejam a, b números naturais tais que a≥b.
MDC(a, b) { 1. r=a%b; 2. SE (r é 0) RETORNE (b); SENÃO { a=b; b=r; Vá para 1; } }
MDC(a, b) { SEJA r=a%b; SE (r é 0) RETORNE(b); SENÃO RETORNE(MDC(b, r));}
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Outros acontecimentos importantes na História dos Algoritmos
Soluções equações, por al-Khwārizmī, ~800 DC
Teorema da Incompletude, Gödel, ~1930 DC
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Computação
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Sistemas de Computação
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História do Hardware – Máquinas Mecânicas
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Tear
Joseph Jacquard, tecelão Tear orientada por cartão
perfurado, ~1800
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Máquina Analítica (Computador Mecânico)
Charles Babbage, Matemático e Engenheiro
Tabulava funções polinomiais, ~1830.
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Leitora de cartões perfurados
Herman Hollerith, empresário e fundadador da IBM
Sua máquina realizou o censo americano de 1890
Usava cartões, inspirada no Tear de Jacquard
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Facit
Calculadora mecânica, ~1920 Ápice da empresa em 1970 Em uso(?)
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Outras contribuições importantes antes do computador eletrônico George Boole(Filósofo, 1815-1864), Álgebra Booleana; von Neumann(Matemático, 1903, 1957),Arquitetura de
Computadores: CPU(instruções) + Memória (dados); Alonzo Church(Matemático, 1903-1995), Lambda-calculus; Stephen Kleene(Matemático, 1909-1994), Recursividade; Allan Turing (Matemático, 1912-1954) , Máquina Abstrata; Claude Shannon (Matemático e Engenheiro, 1916-2001),
em sua tese de mestrado(1937) Shannon demonstra que uma aplicação elétrica utilizando Álgebra de Boole poderia resolver qualquer problema de lógica: nasce o computador digital (considerada por muitos a tese de mestrado mais importante de todos os tempos)
Etc...
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O COMPUTADOR DIGITAL
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História do Computador Digital
No princípio (anos 40 a 70) Eram Grandes Consumiam muita energia Aqueciam muito Tinham:
alto índice de manutenção pouca Memória limitada capacidade de processamento várias dificuldades de uso
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Z3
Konrad Zuze, Alemanha, 1941 Memória: 64 números de 22 bits Aritmética de ponto flutuante; raiz
quadrada; etc.
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MARK I
Howard Hathaway Aiken, Harvard/IBM, 1944 Computador Eletromecânico que pesava 5 toneladas Calculo equações diferenciais (1a grande calculadora)
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ENIAC
John Adam P.Eckert Jr. & John Mauchly, USA, 1946 Primeiro computador com Sistema Operacional em cartões 5000 operações por segundo usando 17.468 válvulas Cálculos balísticos
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DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOS
Após o ENIAC vários desenvolvimentos tecnológicos, diminuindo o tamanho, consumo e melhorando a usabilidade dos computadores popularizaram seu uso.
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DESENVOLVIMENTO HARDWARE
Hardware Válvula, século XIX (amplia/troca sinal elétrico) Transistor, século XX (amplia/troca sinais eletrônicos) Circuito Integrado-CI, 1949(miniaturização e encapsulamento) Microprocessador, 1970 (vários CI)
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DESENVOLVIMENTO SOFTWARE
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Outros marcos importantes
Internet/ARPANET, USA, 1969 (primeiro e-mail) Computador de mesa (Desktop), IBM, 1981 Computador portátil (Laptop), Osborne, 1981 Word Wide Web, Tim Berners-Lee, 1992 Motores de busca 1, MIT, 1993 Smartphone(celular/computador), IBM, 1993 GPS, 1995 Motores de busca 2, Google, 1998 Tablet, Microsoft, 2002 iPod/iPhone/iPad, Apple, 2010 ...
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Componentes de um Computador
Processador Memória Dispositivo de
Armazenamento Dispositivos de E/S
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Processador
Executa operações Caracterísiticas:
Velocidade em Ghz Quantidade de núcleos Faixa de endereços (64
bits) Quantidade e tamanho
da cache.
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Memória
Armazena as instruções do programa Características:
Velocidade do barramento de memória Capacidade de armazenamento
Tipos: RAM (SRAM & DRAM) ROM (Read Only Memory) Flash (Solid State Memory) – HD Flash
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Dispositivos de Armazenamento
Características Capacidade (GigaBytes / TeraB) Velocidade de transferência
Tipos Hard Disk DVD (Blu Ray) Pen Drive Cartão de SD
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Outros Dispositivos de Entrada e Saída
Exemplo / Caracteristicas: Monitor / quantidade de píxeis Teclado / padrão Mouse / tipo Impressora / velocidade de impressão; cor; etc
Bibliografia
[1] BROOKSHEAR, J. Glenn. Ciência da computação: uma visão abrangente, tradução da 11a ed [por] Eduardo K Pivete, Porto Alegre, Bookman, 2013.
[2] FEDELI, Ricardo Daniel; POLLONI, Enrico Giulio Franco; PERES, Fernando Eduardo. Introdução à ciência da computação. 2. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010.
[3] MOKARZEL, Fábio Carneiro. Introdução à ciência da computação. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008.
[4] Autran Macedo, Maria Adriana, Renato Pimentel e Ilmério Silva, http://www.facom.ufu.br
[5] Fonseca Filho, Cléuzio. História da Computação, Porto Alegre, EDIPUCRS, 2007, disponível em http://www.pucrs.br/edipucrs/online/historiadacomputacao.pdf
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Material de Apoio
Capítulo 0 de [1] Capítulo 1 de [2], incluindo questões de revisão Livro [5]
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FIM - Introdução