EA869 Uma breve história da computação

Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC)

Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Prof. Levy Boccato

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Uma breve história da computação A necessidade de calcular com precisão e rapidez explica a

adoção por parte dos humanos de dispositivos auxiliares.

Um dos exemplos mais antigos é o ábaco, utilizado por povos de diferentes partes do mundo.

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5000 a.C. “Ábaco” dos maias

Uma breve história da computação Num período um pouco mais recente, surgiram máquinas

mecânicas de calcular, como aquelas propostas por Wilhelm Schickard (1592 – 1635) e Blaise Pascal (1623 – 1662).

A máquina de Pascal (conhecida como Pascaline) foi efetivamente preservada. Essa máquina mecânica era capaz de realizar adições (inclusive com transporte) e subtrações (utilizando um sistema de complemento de 9).

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Uma breve história da computação O grande Gottfried Leibniz (1646 – 1716) ampliou essas concepções

ao introduzir um projeto mais intrincado capaz de, mecanicamente, realizar operações de multiplicação e divisão. Ele também é muito lembrado por seu pioneirismo no uso do sistema binário de numeração.

Um salto nos leva até Charles Babbage (1791-1871), que concebeu o engenho diferencial (differential engine), um dispositivo mecânico capaz de construir tabelas de funções por meio do método das diferenças finitas.

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Uma breve história da computação Sua concepção posterior de engenho analítico se aproximaria ainda

mais do espírito das concepções do século XX, suscitando com mais clareza a noção de uma máquina de propósito geral controlada por um programa.

Nesse contexto tecnológico dominado pela mecânica, a concepção moderna de Babbage, que envolvia o uso de algum tipo de memória para registro de instruções, beneficiou-se do uso, por parte de Joseph-Marie Jacquard (1752-1834), de cartões perfurados para guiar de maneira automatizada a operação de teares.

Esta máquina seria dotada de uma unidade central de processamento capaz de escolher entre ações alternativas dependendo dos resultados de eventos anteriores (um recurso conhecido como desvio condicional).

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Uma breve história da computação

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Máquina de tear, Jacquard 1810, França

Engenho analítico Babbage

Uma breve história da computação Ada Lovelace (1815-1852): escritora e

matemática britânica que trabalhou em conjunto com Babbage.

Prestou assistência na tradução de um trabalho do italiano Luigi Menabrea a respeito da máquina de Babbage.

Em suas notas, Ada explicou em detalhes o funcionamento da máquina, como ela diferia da máquina diferencial e, por fim, descreveu um método para o cálculo dos números de Bernoulli usando a máquina de Babbage.

Apontada como a primeira programadora de computadores.

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Uma breve história da computação

8 Ada Lovelace, Note G

Uma breve história da computação Um passo tecnológico determinante foi a construção de circuitos

eletrônicos, primeiramente baseados em válvulas (tubos de vácuo) e, posteriormente, em dispositivos semicondutores.

Uma vantagem nítida dessa tecnologia com respeito ao uso de estruturas eletromecânicas diz respeito ao “fator tempo”, já que o chaveamento entre estados não envolve o movimento de partes mecânicas.

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Uma breve história da computação Esforços pioneiros:

ABC – Atanasoff-Berry Computer (1942)

Propósito específico: resolver sistemas de equações lineares.

Utilizava aritmética binária e componentes eletrônicos de chaveamento.

Não era programável.

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Uma breve história da computação Esforços pioneiros:

Colossus (1943)

Concebida no âmbito do esforço de guerra britânico (Bletchley Park), com a participação de Alan Turing.

Um dos primeiros dispositivos eletrônicos a funcionar com algumas características que lembram as do computador.

Não era de propósito geral e não possuía um programa armazenado.

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Uma breve história da computação ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

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Concebido por J. Presper Eckert e John Mauchly, da Moore School of Electrical Engineering (University of Pennsylvania). Seu projeto foi completado em 1945.

Tratava-se de um computador de “propósito geral” (programado pela conexão direta de fios – não havia programa armazenado), totalmente eletrônico e efetivamente operacional.

Dispunha de um leitor de cartões perfurados e podia fornecer saídas nessa forma ou por meio de uma inspeção direta de lâmpadas que mostravam o conteúdo de registradores.

Adotava representação decimal para os números manipulados (via contadores, simulando digitalmente uma roda).

Uma breve história da computação EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

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Esse projeto é crucial para que se compreenda a estrutura de uma máquina moderna, pois, nele, a noção de programa armazenado se consolida.

Percebe-se, ainda que de maneira não declarada, uma forte inspiração nas ideias de Turing.

O documento “A First Draft of a Report on the EDVAC” serviu para a disseminação do que ficou chamado de arquitetura von Neumann.

Uma breve história da computação ACE (Automatic Computing Engine)

Proposta de Alan M. Turing para a

construção de um computador eletrônico.

Turing ofereceu ricos detalhes relacionados ao projeto dos circuitos e à especificação das unidades de hardware, inclusive mostrando programas preliminares em código de máquina.

O documento “Proposal for Development in the Mathematics Division of an Automatic Computing Engine (ACE)”, republicado em 1946, representa a primeira especificação quase completa de um computador eletrônico digital de propósito geral com programa armazenado.

Interessante: o projeto de Turing mostrava características bastante semelhantes às arquiteturas RISC.

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Uma breve história da computação Baby (Manchester)

Primeiro computador digital de propósito geral com programa armazenado a efetivamente funcionar (21 de Junho de 1948).

Construído no Royal Society Computing Machine Laboratory na Universidade de Manchester, pelos engenheiros F.C. Williams e Tom Kilburn.

O primeiro programa, armazenado em um tubo de raios catódicos, possuía apenas dezessete instruções.

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Uma breve história da computação Contexto brasileiro

Durante o período da ditadura militar, houve o estímulo para o desenvolvimento de um computador a ser utilizado pela Marinha em navios de guerra. 1970: UNICAMP – cisne branco

1972: USP – patinho feio

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1974: Desenvolvimento da indústria nacional - COBRA Computadores

1990: Collor – abertura das importações, levando ao fechamento de várias empresas e indústrias do setor.

Uma breve história da computação Outra vertente do desenvolvimento da computação teve como

foco a comercialização de computadores para uso pessoal:

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IBM PC

Apple II Steve Jobs: “What a computer is to me is it's the most remarkable tool that we have ever come up with. It's the equivalent of a bicycle for our minds.”

Uma breve história da computação Cenário atual

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Android

Computação distribuída

Cloud computing

Robótica e inteligência artificial

Uma breve história da computação Smart Cities / Internet of Things

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Créditos

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Este material está baseado nas notas de aula elaboradas pelo Prof. Léo Pini e pelo aluno de doutorado Tiago Novaes.