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Módulo 1 - Introdução e História

Tabela de Conteúdo

1. Dinossauros 2. Objetivos 3. O que é mainframe? 4. Algumas visões sobre os Mainframes 5. Cartões Perfurados 6. IBM S/300 7. Memória S/360 8. Arquiteturas Sucessoras 9. Tecnologias CMOS 10. Componente do CEC - 1 de 2 11. Componente do CEC - 2 de 2 12. Dual Processor Design 13. Desenvolvimento em Mainframe 14. A “EXTINÇÃO” do Mainframe 15. A era do Microcomputador e o DOWNSIZE 16. TCO – Total Cost of Ownership 17. Custo de 5 anos/usuário 18. Componente do CEC 19. Características do mainframe atual - 1 de 2 20. Características do mainframe atual - 2 de 2 21. Comparando uso do sistema com UNIX/NT 22. Comparação de Disponibilidade 23. Opções para o Gerenciamento da Carga 24. z/VM e a Consolidação de Servidores 25. Dois Paradigmas diferentes ... 26. Caso comercial de um Cliente: Linux em S/390 27. Lembra-se da “Morte do Mainframe”? 28. Será que os dinossauros morreram??? 29. Mercado Mainframe atual 30. O mercado de trabalho - 1 de 2 31. O mercado de trabalho - 2 de 2 32. O Instituto Eldorado e a Formação de Profissionais

Dinossauros

Muitas vezes algumas pessoas dizem, pejorativamente , que os Mainframes são muito parecidos com os dinossauros: são grandes, complicados, famintos, caros e . . . extintos ! Nós vamos provar que essa afirmação NÃO é verdadeira e que, no mundo em que vivemos hoje , principalmente as empresas de maior sucesso , NÃO podem viver sem eles, não importa que outros recursos elas possam ter! Começamos mostrando esta foto de pessoas , quando nascem para trabalhar com MainFrames. Uma beleza, não é?

Objetivos

Nosso objetivo aqui é:

• Contar uma pequena história da evolução Tecnológica de várias Plataformas (incluindo Mainframes e Microcomputadores).

• Descrever as razões para a diminuição do número de profissionais talentosos no ambiente Mainframe.

• Mostrar o “retorno” dos Mainframes e alguns dos problemas encontrados. • Finalmente, falar sobre a preparação de Profissionais para os desafios atuais na Informática.

Antes de prosseguir, pare por um instante e pense:

Afinal, o que é um Mainframe?

O que é mainframe?

Após ler esta definição, note que:

• nada foi dito sobre velocidade, • nem sobre tamanho, • nem sobre o número de chips.

A ênfase está em ser Centralizado, servir muitos Usuários simultaneamente, que podem fazer apenas o que lhes foi permitido (de acordo com certas regras de segurança ), e adequadamente gerenciados por bons, seguros e sólidos produtos.

Algumas visões sobre os Mainframes

Cartões Perfurados Mais adiante, detalharemos a parte Histórica mas, convém lembrar que o Processamento Eletrônico de Dados se iniciou com os cartões perfurados, sem os quais numerosas empresas não teriam conseguido automatizar-se e nem competir.

Clique nos itens abaixo para ver fotos de:

Alguns terminais e uma perfuradora de cartões Dispositivo de controle de salto da perfuradora Uma classificadora de cartões (08x-Card Sorter)

IBM S/300

Um grande salto foi o anúncio, em 64, e entrega dos equipamentos da família /360 da IBM. Com várias inovações e concebidas para serem aplicadas em propósito geral (ao contrário das máquinas anteriores, que se destinavam ou ao mercado comercial ou ao mercado científico), seu símbolo mostrava a intenção de satisfazer os 360 graus das necessidades dos Clientes.Utilizando transistores com tecnologia bipolar para conferir maior velocidade e dotado de RAS, suportaram os primeiros Sistemas Operacionais.

Memória S/360

Um dos fatores responsáveis pelo tamanho das máquinas era a memória, formada por minúsculos anéis de material magnetizável, dentro dos quais tinham que passar até 6 fios.Embora os anéis fossem diminutos, podemos dizer que o “bit” era visível a olho nu.É notório enfatizar que, com 4 máquinas IBM/360 modelos 75 (não tinham nem cache!) com 1 Mb de memória de núcleos cada uma, a NASA empreendeu com sucesso a tarefa de levar astronautas até a lua e trazê-los de volta, em 69.

Arquiteturas Sucessoras À arquitetura /360 seguiu-se a Arquitetura /370 que trouxe o conceito de Memória Virtual (processa Programas maiores que a Memória existente na máquina) de até 16 Mb.

O Sistema Operacional MVS, Múltiplas Memórias Virtuais, ampliou o conceito ao permitir que cada usuário tivesse um espaço de endereçamento de 16 Mb.

A eXtended Architecture multiplicou por 128 esta possibilidade, permitindo endereçar até 2 Gb.

A arquitetura ESA/390, além de aumentar a quantidade de Espaços de Endereçamento, passou a permitir o uso de fibra óptica (ESCON), as máquinas passaram a usar a Tecnologia CMOS e evoluíram para o conceito de SysPlex (várias máquinas físicas/lógicas atuando como se fossem uma única imagem de Sistema), com suas cargas de trabalho controladas pelo WLM, WorkLoad Manager.

A mais recente, Arquitetura z de 64 bits, multiplicou esta possibilidade por 8 bilhões, ou seja, na nova Arquitetura, posso endereçar 8 bilhões de “pedacinhos” de 2 GB cada um, perfazendo 16 ExaBytes!

Tecnologia CMOS Estas imagens ilustram o estágio atual de evolução Tecnológica dos Mainframes: A máquina física chama-se CPC ou CEC(Central Electronic Complex), aproximadamente do tamanho de duas geladeiras,onde a maior parte é dedicada às fontes de alimentação, ventiladores, tomadas para as conexões dos cabos de fibra óptica com o exterior (periféricos: discos, fitas, redes, terminais, impressoras).

Gerenciando as atividades da máquina física, pode-se ver 2 lap-tops que têm as funções de inicialização e monitoração. Note o local onde se encontram os 4 Books. A seguir, vamos detalhar alguns dos

constituintes dos Books e veremos que sua altíssima capacidade de processamento está confinada a chips distribuídos numa área equivalente a um diskette de 3 ½ polegadas (93mm x 93 mm).

Componente do CEC - 1 de 2

É aqui onde tudo acontece. Um z-990 pode ter de 1 a 4 Books (modelos A08, B16, C24 ou D32). Cada Book contém 2 “cartões” de Memória com 8, 16 ou 32 GB, daí:mínimo de 16 GB e máximo de 64 GB por book, 256 GB por máquina.Comunicando-se com o exterior, cada Book possui 12 STIs com capacidade de 2 GB/s, conferindo um agregado de 24 GB/s por Book, 96 GB/s por máquina.

Componente do CEC - 2 de 2

Em cada Book há um MCM, Multi Chip Module, com 16 chips, numa área equivalente a um diskette de 3 ½”.s

Um MCM contém cinco tipos diferentes de chips:

1. Um chip é de Clock, fornecendo todos os pulsos necessários; 2. Dois chips são interfaces com os cartões de Memória; 3. Um chip é o Storage Controller, com o diretório do que veio da memória para Caches 4. Quatro chips são os Caches de nível 2 (L2) com 8 MB cada. 5. Os outros oito chips contém 12 CPUs, alguns com duas, outros com uma CPU, num máximo de 8

CPUs disponíveis ao Usuário, 2 são de reserva e 2 são SAPs (processadores de I/O, que serão detalhados no Curso Presencial). Com 8 CPUs por Book, uma D32 possui até 32 CPUs.

Interligando todos os pinos destes chips temos o equivalente a 400 metros de fios de cobre (antes eram de alumínio), distribuídos em 101 camadas (layers), com espessura de 0,125 micron. Um fato interessante é que cada CPU é caracterizável, dependendo do micro-código que o SE colocar em sua Control Store. Podem ser:

1. CPUs normais, chamadas CP; 2. Especialistas em executar código Linux e VM, chamadas IFL(Integrated Facility for Linux); 3. Especializadas em executar o micro-código da Coupling Facility, chamada ICF (Integrated

Coupling Facility); 4. Especializadas em executar código Java, chamadas zAAP.

Dual Processor Design

Esclarecendo melhor: cada chip de processamento do MCM é chamado de PU (Processing Unit) e este, pode ser simples ou duplo, significando que contém uma ou duas CPUs. Cada CPU, por sua vez, é dupla, como vemos na figura ao lado:

a. Cada instrução é processada independentemente por duas unidades distintas (I e E-Units); b. Ao final, o resultado é comparado pela R-Unit; c. Havendo discrepância, há nova tentativa via “retry”; d. Persistindo o erro, esta CPU é desativada e substituída por outra da reserva (“spare”) numa outra PU, sem interromper o processamento

Desenvolvimento em Mainframe

O surgimento das Redes em Plataforma Mainframe foi conseqüência da melhora de performance das linhas e meios de comunicação, criando então os conceitos de:

Dados Distribuídos:Os dados eram compartilhados entre os diversos Sistemas Operacionais, de diversas localidades.Problemas, como a falta de comunicação entre Sistemas Operacionais, gerava a indisponibilidade da informação.

Sistemas e Dados Distribuídos:Permite que a eventual queda de um Sistema Operacional não gere a indisponibilidade da informação (com SYSPLEX), porque haverá outro Sistema Operacional em condições de acessar os mesmos dados e dar prosseguimento às transações pendentes. Como o SysPlex permite isto e qual o papel desempenhado pela Coupling Facility, será visto nos Cursos Presenciais.

A “EXTINÇÃO” do Mainframe

O mito da extinção do Mainframe (usamos a palavra “mito” porque nenhum grande Usuário de Mainframe deixou de usá-los; ao contrário, cresceram as necessidades e as capacidades do Mainframe, nestes últimos anos) foi decorrente dos seguintes itens:

• Custo da manutenção da plataforma Mainframe • Demora no desenvolvimento de aplicativos • O papel das Instituições de ensino • A reengenharia dos aplicativos • Corte de verbas educacionais

A era do Microcomputador e o DOWNSIZE

Algumas Empresas “compraram” a idéia de que o menor é mais barato e passaram algumas Aplicações para a Plataforma Baixa (o chamado DownSize).

Vantagens (ou, o que motivou a mudança):

Desenvolvimento de Aplicativos com Interface Gráfica (Cor, etc.)

Mais amigável (Point & Click), caixas de Seleção (Estado, mês, etc.)

Mais pessoas disponíveis para desenvolver, portar (e a Metodologia)

Desvantagens (ou, onde ocorrem Problemas):

Os dados do Mainframe eram migrados para a plataforma “BAIXA” que não tinha a capacidade adequada para gerí-los.

Grande duplicidade de informação, trazendo inconsistências.

Não preocupação com os conceitos de Performance

Solução (a ser discutida nos Cursos Presenciais):

“Stored Procedures”: o micro manda um conjunto de instruções que devem ser executadas no Mainframe, que tem acesso aos dados.

TCO – Total Cost of Ownership

Há um conceito, endossado por muitas Empresas, chamado de TCO, explicitando o cu$to de cada componente e quanto representa do cu$to Total. Este trabalho mostra que Hardware e Software compõem cerca de 18% do Custo Total. Sua aplicabilidade se deve ao fato de que muitas pessoas têm tomado decisões comparando apenas estes 18% dos Custos, e ignorando os outros componentes que, somados, são muito maiores.

Custo de 5 anos/usuário

Este trabalho, feito pela Xephon da Inglaterra, mostra o TCO (isto é, TODOS os componentes) em Soluções envolvendo ambas as Plataformas.

O gráfico acima apenas mostra que são bem menores os custos de Mainframe, para esta solução. O gráfico a seguir indica que além de ser maior, o custo da Plataforma Baixa vem crescendo ao longo dos anos!

Isto não é uma generalização, e nem se deve generalizar, mas é representativo de uma média.

Componente do CEC

Características do mainframe atual - 1 de 2

Analisando cada uma das características:

• Alta disponibilidade quer dizer que se um Hardware for desligado ou um Software falhar, ainda assim, a transação será terminada sem que o Usuário perceba.

• Centralização de dados e programas Centralização traz performance, economia de escala, menor necessidade de atualização e ausência de redundâncias e inconsistências.

• Suporte a ambientes heterogêneos Heterogêneo significa rodar Desenvolvimento, Produção, Suporte, Teste, Homologação, Processos da Plataforma Baixa, Transações Online/Real Time, na mesma máquina

• Particionamento lógico Lógico significa um número variável de Sistemas Operacionais independentes e rodando simultaneamente na mesma máquina física.

• Contabilização total por recurso e usuário Tudo é feito e contabilizado, permitindo medições, previsões, cobrança:

o auditoria o planejamento de capacidade o gerenciamento de performance o cobrança

• Inexistência de 'denial of service (DOS)' É imune a vírus e a DOS. Está alerta à carga e pára de receber transações (impede a criação de ASs) se elevada. Não “trava”.

• Compatibilidade entre releases É garantida a total compatibilidade entre os 4 últimos releases.

• Hardware compacto A máquina mais capaz hoje, como vimos, é do tamanho de uma “geladeira”.

• Complexo (problema complexo), mas transparente ao usuário Analisando internamente, como faremos nos Cursos Presenciais, veremos que ele está preparado para “encarar” problemas complexos, sem que isto transpareça ao Usuário final.

Características do mainframe atual - 2 de 2

Mais características favoráveis do Mainframe:

• Segurança Foi construído seguro desde o início, conta com componentes de Hardware e Software para isso.

• Capacidade Tem a maior capacidade para suportar elevado número de Transações (mais detalhes na etapa presencial do Oficina)

• Suporte a qualquer rede (SNA, TCP/IP, APPN, ...) Comunica-se com qualquer tipo de rede

• Criptografia (co-processadores e placas especializadas) Possui elementos especializados em criptografia, que obtiveram o mais elevado grau de classificação do Departamento de Defesa EUA

• Modernidades Listamos alguns dos itens específicos que são suportados pelo Mainframe.

o Suporte a aplicativos UNIX (USS) o Linux em mainframe o Data Mining - Data warehouse o Java, C, C++

o DCE security, LDAP o Suporte a internet (web server) o WebSphere Application Serever o MQ Series o Lotus Domino o mais de 3.000 software houses produzindo aplicações

Comparando uso do sistema com UNIX/NT

Passamos agora a examinar uma série de declarações e comparações pertinentes:

"Peak performance is an area we've been working on. One of the advantages the mainframe has over UNIX is that mainframes often run at 95% of capacity. UNIX servers usually run at 20% to 30% of the peak load."

Source: Steve MacKay, Chief Technical Officer of SUN Microsystems Investor's Business Daily, March 24, 1999

Iniciamos com esta declaração de fonte confiável, atestando a economia de escala oferecida pelos Mainframes.Este é mais um item a ser levado em conta ao se preparar um Relatório de TCO.

Comparação de Disponibilidade

Relatório do Gartner Group, entidade com muita respeitabilidade na área de Informática (tanto Macro quanto Micro), atestando a altíssima confiabilidade da Plataforma Mainframe.

A título de curiosidade, este relatório é de 1.998, dois anos antes de ser introduzida a Arquitetura z, que significa Zero Down Time ou seja, está preparada para não “cair” nunca!

Àquela época, usavam-se equipamentos 9672, de Arquitetura ESA/390, com Sistemas Operacionais OS/390, dos quais o z/OS é sucessor.

Opções para o Gerenciamento da Carga

Estes gráficos mostram as conseqüências da “economia de escala” oferecida pelo Mainframe.

Neste caso específico, com cargas Batch, Internet (WEB) e OLTP (Transações Online), foi estimada uma capacidade necessária de 400 Unidades.

Em máquinas separadas, com 300 Unidades de capacidade, perdia-se transações na WEB.Também máquinas separadas mas com capacidade maior, evidencia-se o desperdício de recursos.

Numa máquina consolidada, já que os picos não coincidem, atendimento pleno com capacidade de 280 Unidades. Fazendo-se escalonamento da carga, deixando “para depois” o que for menos importante, consegue-se com capacidade 200. Esta habilidade de manobras está presente nos Mainframes.

z/VM e a Consolidação de Servidores

Um dos Sistemas Operacionais que se pode colocar em uma das máquinas Lógicas do Mainframe se chama VM (Virtual Machine) e ele se caracteriza por administrar vários outros Sistemas Operacionais abaixo dele (às vezes, um Sistema Operacional é chamado de Supervisor; o VM é chamado de Hipervisor, um Supervisor de Supervisores!). Com flagrantes vantagens, é possível passar toda uma fazenda (farm) de Servidores, cada qual rodando as mesmas aplicações que antes, para rodarem em baixo do z/VM numa

única partição Lógica do Mainframe Físico com duas vantagens, em adição às outras vantagens do Mainframe (Disponibilidade, Qualidade, etc.):

• A criação de mais um “Servidor” é quase instantânea: Copia-se a definição de outro Servidor já existente, altera-se apenas o que for necessário e se dá IPL(boot)!

• A conexão entre os Servidores não é feita por cabos e sim transferência eletrônica direta memória a memória!

Dois Paradigmas diferentes ...

As figuras abaixo procuram comparar as duas modalidades existentes de se prover Servidores, características de suas respectivas Plataformas. A quantidade de Servidores físicos apresenta problemas que crescem exponencialmente com o seu número. Isto inclui o espaço ocupado (daí, racks) e pessoal para gerenciar e conectar cabos. Na versão “Mainframe”, já está tudo próximo, cada Servidor é virtual, o compartilhamento de Bases de Dados e Integração de Aplicações é facilitado e a necessidade de pessoal reduzida.

Característica do Unix e NT é a de ter uma única função por servidor

• Centenas de servidores, muitos racks • DBs Separados/particionados • Gerenciamento dos sistemas é complexo • Integração das Aplicações é complexa

A característica do MF é a de ter muitas funções por servidor

• Poucos servidores (2-4) • Suporta grande variedade de carga • DBs compartilhados com integridade • Gerenciamento menos complexo • Facilidade de integrar aplicações

Caso comercial de um Cliente: Linux em S/390

O Cliente queria comprar uma “fazenda” de Servidores, para suportar 250 novos sites Web. Queria também suportar Clientes separados, que queriam SLA garantidos e segurança.

A solução padrão da Sun baseia-se em usar 3 servidores por sistema do cliente A solução da IBM foi um S/390 com Linux rodando sob VM/ESA. Preste atenção aos itens como Energia Elétrica necessária (que cu$ta 190 vezes mais!), espaço ocupado (que cu$ta 25 vezes mais!) e funcionários (FTE quer dizer empregado em tempo integral, Full Time Employee, 10 vezes mais!). 3 minutos é o tempo requerido para se colocar operando mais três Servidores Virtuais, sob z/VM. Nota: Um z-990 D32 com configuração máxima consome apenas 21,4 KVA.

Lembra-se da “Morte do Mainframe”?

"Em 15 de Março de 1.996, um leitor do InfoWorld irá desligar o último mainframe." InfoWorld 1.991

"É o fim do fim dos mainframes." George Colony, Forrester Research in BusinessWeek 10 Jan, 1.994

"Culpado pelos recentes problemas da IBM, seu próprio nome tido como sinônimo do passado em computação, o mainframe parece estar fadado a extinção." New York Times 9 Fev, 1.993

"O computador tipo mainframe está sendo transformado rapidamente em um dinossauro tecnológico pelos minúsculos 'computadores em um chip'..." New York Times, 4 Abril, 1.989

" Uma noção muito bem aceita na computação é que o mainframe está indo pelo mesmo caminho dos dinossauros" Forbes, 20 Março, 1.989

É interessante analisar diversas afirmações de respeitáveis publicações, vaticinando a “morte” do Mainframe. E hilário!

Acreditamos ter provado que, incontestavelmente, o Mainframe está mais “vivo” do que nunca e tem um brilhante futuro e a mais moderna Tecnologia. É impensável que as grandes Empresas possam fazer os seus negócios sem eles, em curto prazo.

Será que os dinossauros morreram???

Os répteis pré-históricos sim mas os Mainframes, com certeza não, e profissionais talentosos para trabalhar com eles são cada vez mais requeridos no mercado de trabalho.

A habilidade para compor Soluções, nas quais os Mainframes fazem parte e contribuem com o que sabem fazer melhor, tem atualmente uma grande demanda.

A seguir, veremos melhor estes itens.

Mercado Mainframe atual - 1 de 2

Analise com cuidado os números referentes ao Brasil e comprove que as Grandes Empresas NÃO podem viver sem eles. Paradoxalmente, as nossas Universidades não contribuem nisso.

No Brasil

• mais de 2.000 em produção • todos montados localmente • responsável por mais de 60% do mercado de informática (IBM) • mais do que 35% do mercado • 100% das 50 maiores empresas os usam • mais de 100 mil profissionais envolvidos • Profissionais criados pelas universidades: 0

Analise agora os números mundiais e comprove as excelentes oportunidades de carreira!

No Mundo

• mais de 100.000 em produção • mais de 1.000 z800 fabricados em 2002 • responsável por mais de 50% do faturamento da IBM - hardware, software e serviços • responsável por gerenciar mais de 70% dos dados produtivos de empresas

O mercado de trabalho - 2 de 2

Para finalizar, vamos analisar mais alguns números importantes, dentro deste cenário:

Sistemas Legado:

240 bilhões de linhas COBOL 80% dos Programas em COBOL 3 milhões de programadores escrevendo5 bilhões de linhas de COBOL estimativa Gartner Group 1997

Cerca de 75 a 85% dos programas comerciais estão escritos em COBOL ITWorld 19/03/2001

Em 2007 faltarão programadores COBOL devido às mortes e aposentadorias da primeira geração de programadores ComputerWorld 22/04/2002

75% de todas as transações no Mainframe estão codificadas em COBOL95% dos dados no setor Financeiro, são processados pela linguagem COBOL ComputerWorld 16/08/2002

Dois fatos devem ser levados em conta:

Primeiro é que tradicionalmente, há uma inércia muito grande das Empresas re-escreverem o seu Legado, isto é, Aplicações já escritas, aprimoradas e funcionando bem atualmente. Os grandes motivos são:

• As pessoas que detêm o conhecimento para re-escrevê-las, normalmente estão muito ocupadas, justamente escrevendo os códigos necessários para as novas Aplicações

• As Aplicações já prontas e em funcionamento têm um alto cu$to

Segundo, a quantidade de Programas é simplesmente monstruosa, bem como o esforço necessário para os re-escrever!

O mercado de trabalho

Últimos dados para provocar reflexões.

A conclusão é que é muito promissora a área de Mainframe, como fazendo parte das Soluções necessárias em Processamento de Dados.

ComputerWorld :05 de Março de 2002IBM anuncia crescimento de venda de Mainframes desde 1989

05 de Abril de 2002 - Meta Group Inc. EUA alerta para a escassez do profissional Mainframe - 300 empresas de médio/grande porte foram pesquisadas e constatou-se: .. 55% das empresas tem funcionários em ambiente Mainframe com mais de 50 anos .. 90% das empresas pesquisadas não tem estratégia de reposição destes profissionais

O Instituto Eldorado e a Formação de Profissionais

Esta figura fecha o ciclo de argumentos deste primeiro módulo de nosso curso, e enfatiza a oportunidade oferecida pelo Instituto Eldorado aos estudantes da área de Informática, para que possam complementar os seus conhecimentos agregando-lhes os importantes Conceitos de Mainframes, tornando-se profissionais completos, com uma visão bem mais abrangente e competência para propor Soluções que funcionem, como demandam os Grandes Clientes da área de PD.

Na próximo módulo, veremos melhor estes itens.

Ainda no Módulo 1, você deverá realizar a leitura acerca da História dos instrumentos de computação, que encerrará essa primeira etapa de seu curso.

HISTÓRIA

Tabela de Conteúdo

1. Primeiras Máquinas de Calcular - 1 de 3 2. Primeiras Máquinas de Calcular - 2 de 3 3. Primeiras Máquinas de Calcular - 3 de 3 4. O Início da Era da Computação - 1 de 3 5. O Início da Era da Computação - 2 de 3 6. O Início da Era da Computação - 3 de 3 7. Computadores de Primeira Geração - 1 de 5 8. Computadores de Primeira Geração - 2 de 5 9. Computadores de Primeira Geração - 3 de 5 10. Computadores de Primeira Geração - 4 de 5 11. Computadores de Primeira Geração - 5 de 5 12. Computadores de Segunda Geração - 1 de 2 13. Computadores de Segunda Geração - 2 de 2 14. Computadores de Terceira Geração - 1 de 3 15. Computadores de Terceira Geração - 2 de 3 16. Computadores de Terceira Geração - 3 de 3 17. Computadores de Quarta Geração 18. Computadores de Quinta Geração 19. Classificação dos Computadores 20. Tipos de Computadores 21. Leituras Módulo 1 – finalizadas

Primeiras Máquinas de Calcular - 1 de 3

A história do computador, ao contrário do que muitos podem imaginar, tem seu início há muito tempo atrás, desde quando o homem descobriu que somente com os dedos, ou com pedras e gravetos, não dava mais para fazer cálculos...

Então foi criado, há aproximadamente 4.000 a.C., um aparelho muito simples formado por uma placa de argila onde se escreviam algarismos que auxiliavam nos cálculos. Esse aparelho era chamado de ÁBACO - palavra de origem Fenícia. Por volta de 200 a.C., o Ábaco era constituído por uma moldura retangular de madeira, com varetas paralelas e pedras deslizantes.

O próximo passo na história dos computadores ocorreu em 1642, quando um francês de 18 anos de nome Blaise Pascal, inventou a primeira máquina de somar: PASCALINA, que executava operações aritméticas quando se giravam os discos interligados, sendo assim a precursora das calculadoras mecânicas.


Por volta de 1671 na Alemanha, Gottfried Leibnitz inventou uma máquina muito parecida com a Pascalina, que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, e que se tornou a antecessora direta das calculadoras manuais.

Em 1802, na França, Joseph Marie Jacquard passou a utilizar Cartões Perfurados para controlar suas máquinas de tear e automatizá-las.


No início do século XIX, mais especificamente em 1822, o cientista inglês chamado Charles Babbage desenvolveu a Máquina Diferencial, que permitia cálculos como funções trigonométricas e logarítmicas, utilizando manivelas.

Já em 1834, desenvolveu sua Máquina Analítica, capaz de executar as quatro operações (somar, dividir, subtrair, multiplicar), armazenar dados em uma memória (de até 1.000 números de 50 dígitos) e imprimir resultados. Porém, sua máquina só pôde ser concluída anos após a sua morte, tornando-se a base para a estrutura dos computadores atuais, fazendo com que Charles Babbage fosse considerado como o " Pai do Computador".

O Início da Era da Computação - 1 de 3

Já no ano de 1890, época do censo dos EUA, Hermann Hollerith percebeu que só conseguiria terminar de apurar os dados do recenseamento quando já seria o tempo de se efetuar novo censo (1900). Então aperfeiçoou os cartões perfurados (aqueles utilizados por Jacquard) e inventou máquinas para manipulá-los, conseguindo com isso obter os resultados em tempo recorde, isto é, 3 anos depois.

Em função dos resultados obtidos, Hollerith, em 1896, fundou uma companhia chamada TMC - Tabulating Machine Company, vindo esta a se associar, em 1914 com duas outras pequenas empresas, formando a Computing-Tabulating-Recording Company, vindo a se tornar, em 1924, a tão conhecida IBM - International Business Machines.

Em 1930, os cientistas começaram a progredir na invenção de máquinas complexas, sendo que o Analisador Diferencial de Vannevar Bush anuncia a moderna era do computador. Em 1936, Allan Turing publica um artigo sobre "Números Computáveis", e Claude Shannon demonstra em uma tese a conexão entre lógica simbólica e circuitos elétricos. Em 1937, George Stibitz constrói em sua mesa de cozinha um "Somador Binário".


Com a chegada da Segunda Guerra Mundial houve a necessidade de se projetar máquinas capazes de executar cálculos balísticos com rapidez e precisão, para serem utilizadas na guerra.

Com isso surgiu, em 1944, o primeiro computador eletromecânico, construído na Universidade de Harvard, pela equipe do professor H. Aiken e com a ajuda financeira da IBM, que investiu US$ 500.000,00 no projeto. Possuía o nome de MARK I, era controlado por painel e usava o sistema decimal. Tinha cerca de 15 metros de comprimento e 2,5 metros de altura, era envolvido por uma caixa de vidro e de aço inoxidável brilhante e possuía as seguintes características:

• 760.000 peças • 800 km de fios • 420 interruptores para controle • realizava uma soma em 0,3 s • realizava uma multiplicação em 0,4 s • realizava uma divisão em 10s

O MARK I prestou seus serviços de matemática na Universidade de Harvard por 16 anos completos, apesar de não ter feito muito sucesso, pois já era obsoleto antes mesmo de ser construído.


Em 1941, Konrad Zuse, na Alemanha, já estava criando modelos de teste (Z1 e Z2), sendo que, logo após, completou um computador operacional, o Z3. Consistia de um dispositivo controlado por programa (linguagem PLANKALKUL), baseado no sistema binário, e que era muito menor - e de construção bem mais barata - do que o MARK I.

Os computadores Z3, e logo a seguir o Z4, eram utilizados na solução de problemas de engenharia de aeronaves e projetos de mísseis, sendo que Zuse também construiu vários outros computadores para fins especiais, mas não teve muito apoio do governo Alemão: na época, Hitler mandou embargar todas as pesquisas científicas, excetos as de curto prazo, sendo que o projeto de Zuse levaria cerca de 2 anos para ser concluído. Umas das principais aplicações das máquinas de Zuse era quebrar os códigos secretos que os ingleses usavam para se comunicar com os comandantes no campo.

Computadores de Primeira Geração - 1 de 5

Em 1943, um projeto britânico, sob a liderança do matemático Alan Turing, colocou em operação uma série de máquinas mais ambiciosas, o COLOSSUS. Ao invés de relés eletromecânicos, cada nova máquina usava 2.000 válvulas eletrônicas - por coincidência, mais ou menos o mesmo número de válvulas que Zuze propusera para a nova máquina que não lhe permitiram desenvolver...

O Colossus trabalhava com símbolos perfurados numa argola de fita de papel, que era inserida na máquina de leitura fotoelétrica, comparando uma mensagem cifrada com os códigos conhecidos, até encontrar uma coincidência. Ele processava 25.000 caracteres por segundo.

Em 1945, John von Neumann delineia os elementos críticos de um sistema de computador, conforme idéias que trocou com o editor Goldstine.


Já em 1946, surgiu o ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Calculator, ou seja, "Computador e Integrador Numérico Eletrônico", projetado para fins militares, pelo Departamento de Material de Guerra do Exército dos EUA, na Universidade de Pensilvânia. Era o primeiro computador digital eletrônico de grande escala e foi projetado por John W. Mauchly e J. Presper Eckert (que era um gênio da Engenharia, pois quando tinha apenas 8 anos construiu um rádio a cristal e colocou-o num lápis).

O ENIAC tinhas as seguintes características:

• totalmente eletrônico • 17.468 válvulas • 500.000 conexões de solda • 30 toneladas de peso • 180 m² de área construída • 5,5 m de altura • 25 m de comprimento • 2 vezes maior que MARK I • realizava uma soma em 0,0002 s • realizava uma multiplicação em 0,005 s com números de 10 dígitos

Só que o ENIAC tinha um grande problema: por causa do número tão grande de válvulas, operando à taxa de 100.000 pulsos por segundo, havia 1,7 bilhão de chances a cada segundo de que uma válvula falhasse, além da grande tendência de superaquecer-se. Suas válvulas liberavam tanto calor que, mesmo com ventiladores, a temperatura ambiente subia, às vezes, até 67°C. Então Eckert, aproveitando a idéia utilizada em órgãos eletrônicos, fez com que as válvulas funcionassem sob uma tensão menor que a necessária, reduzindo assim as falhas a 1 ou 2 por semana.

O ENIAC foi desativado em 2 de outubro de 1955


Nesta época, as válvulas representavam um grande avanço tecnológico, mas apresentavam os seguintes problemas:

• aquecimento demasiado provocando queima constante • elevado consumo de energia • eram relativamente lentas

O sucessor do ENIAC foi o EDVAC - Eletronic Discrete Variable Computer ou "Computador Eletrônico de Variáveis Discretas". O EDVAC foi planejado para acelerar o trabalho armazenando tanto programas quanto dados em sua expansão de memória interna. Os dados, então, eram armazenados eletronicamente num meio material composto de um tubo cheio de mercúrio, conhecido como linha de retardo. Os cristais dentro do tubo geravam pulsos eletrônicos que se refletiam para frente e para trás, tão lentamente quanto podiam, de fato a reter a informação, semelhante a um desfiladeiro que retém um eco, que Eckert descobriu por acaso ao trabalhar com radares. Outra grande característica do EDVAC era poder codificar as informações em forma binária em vez da forma decimal, reduzindo bastante o número de válvulas.


No ano de 1947, John Bardeen, William Shockley e Walter Brattain inventam o TRANSISTOR. Trabalhando para a Bell Laboratories, terminaram a pesquisa em 1947 e anunciaram o TRANsfer reSISTOR em 1948: com isto, ganharam o Prêmio Nobel de Física. O Transistor passou a ser um componente básico na construção de computadores, e apresentava as seguintes vantagens:

• aquecimento mínimo • pequeno consumo de energia • mais confiável e veloz do que as válvulas


IBM SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator), foi uma das mais famosas calculadoras da IBM, por suas colunas de ar desenvolvidas por Thomas Watson, sob o comando de Frank Hamilton, que pertenceu ao grupo de Aiken, em Harvard. Terminado em 1947, atraiu um importante grupo de pesquisadores que buscavam o aprimoramento da capacidade de cálculo e cujas soluções apontavam para um conceito decisivo para os computadores: o de programa armazenado. Ela tinha 12.000 válvulas e 21.000 relés eletromecânicos, sendo 250 vezes mais rápida que o Mark I.

EDSAC - 1949 e seu inventor, o cientista inglês - Maurice Wilkes, o primeiro computador operacional em grande escala capaz de armazenar seus próprios programas.

Em 1949, surge o EDSAC - Eletronic Delay Storage Automatic Calculator ou "Calculadora Automática com Armazenamento por Retardo Eletrônico", o qual marcou o último grande passo na série de avanços decisivos inspirados pela guerra: Começou a "Era do Computador"!

Em 1951, surge o primeiro computador comercial, o LEO

Computadores de Segunda Geração - 1 de 2

Em 1952, John Mauchly e Presper Eckert abriram sua própria firma na Filadéfia e criaram o UNIVAC - Universal Automatic Computer, ou seja, "Computador Automático Universal", o qual era destinado ao uso comercial. Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que recebia instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos cartões perfurados. Em 1952, o UNIVAC foi utilizado para prever os resultados de uma eleição presidencial.

UNIVAC – 1952 usado para prever resultados da eleição presidencialNeste mesmo ano, Grace Hopper tornou-se pioneira no processamento de dados, pois criou o primeiro compilador e ajudou a desenvolver duas linguagens de programação que tornaram os computadores mais atrativos para o comércio. O FLOWMATIC da almirante Hopper - em cujo escritório era exibido um inseto (bug), retirado após produzir erro numa máquina - se transformou no COBOL com a ajuda de outra mulher, Jean Sammet.

Computadores de Segunda Geração - 2 de 2

Em 1953, Jay Forrester, do MIT, construiu uma memória magnética menor e bem mais rápida, a qual substituía as que usavam válvulas eletrônicas. Em 2 de Julho de 1953 foi apresentado o Sistema 650 Card; em 1954, o 650 começou a ser produzido em série pela fábrica da IBM em Endicott; o 650 Tape em 3 de Maio de 1955; e o 650 Disk, que era igual aos 305 RAMAC, em 4 de Setembro de 1956. Incidentalmente, uma das séries de maior sucesso foi o IBM 701, proveniente do Test Assembly e do TPM, anunciado em 21 de Maio 1952. Enquanto isso, Gordon Teal, da Texas Instruments, descobre um meio de fabricar transistores de cristais isolados de silício a um custo baixo.

IBM 650 - 1954

Conclui-se em 1955 o primeiro computador transistorizado, feito pela Bell Laboratories: o TRADIC, o qual possuía 800 transistores, sendo cada um em seu próprio recipiente.

TRADIC - 1955

Computadores de Terceira Geração - 1 de 3

De 1958 a 1959, Robert Noyce, Jean Hoerni, Jack Kilby e Kurt Lehovec participam do desenvolvimento do CI - Circuito Integrado. Em 7 de Abril de 1964, exatamente 30 anos “antes” do lançamento do Parallel SysPlex, a IBM lança o IBM/360, (o primeiro entregue foi um IBM/360-40 em Abril de 1965) cuja série marcou uma nova tendência na construção de computadores com o uso de CIs, que ficaram conhecidos como Chips, ou pastilhas. Esses chips incorporavam, em uma única peça de dimensões

reduzidas, várias dezenas de transistores já interligados, formando circuitos eletrônicos complexos.

E Steven Hofstein, descobriu, em 1961, o transistor de efeito de campo FET (Field Effect Transistor), usado nos circuitos integrados MOS. No ano de 1965, a Digital Equipment introduz o PDP-8, o primeiro minicomputador comercial e com preço competitivo.

PDP-8 – 1965primeiro minicomputador comercial


Os primeiros computadores com circuito integrado foram criados pela Burroughs, em 1968 e tinham o nome de B2500 e B3500. Porém a Fujitsu alega que o FACOM 230-60 veio antes.

1968 - primeiro computador com circuito integrado

Em 1971, Ted Hoff Jr. planeja o microprocessador Intel 4004, o qual era um único chip, contendo todas as partes básicas de um processador central. Esse processador era a CPU de um computador de 4 bits. Já em 1974, conforme anunciado na Popular Electronics para o Natal de 1975, Ed Roberts, do MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) em Albuquerque - Novo México, constrói um microcomputador chamado ALTAIR 8800 (o nome "Altair" se deve a uma estrela, pois consideravam o lançamento da máquina um "evento estelar"), cuja máquina foi construída com base no processador Intel 8080, que já era um descendente do processador Intel 8008. O ALTAIR tornou-se o maior sucesso, marcando o início de uma indústria multibilionária, pois Roberts esperava vender uns oitocentos ALTAIR por ano e acabou tendo dificuldades para satisfazer 4.000 pedidos!

Intel 4004 - 1971

• Primeiro microprocessador

• 2.250 componentes • soma 2 números de 4 bits em 11 milionésimos de segundo

Intel 8080 - 1974

• tornou-se padrão para a indústria dos microcomputadores • 4.500 componentes • soma 2 números de 8 bits em 2,5 milionésimos de segundo

MOS Technology 6502 - 1975

• bastante usado em computadores domésticos Apple • 4.300 componentes • soma 2 números de 8 bits em 1 milionésimo de segundo


Bill Gates e Paul Allen – 1975

Logo após, em 1975, os estudantes William (Bill) Gates e Paul Allen criam o primeiro software para microcomputador, o qual era uma adaptação do BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code, ou "Código de Instruções Simbólicas para todos os Propósitos dos Principiantes") para o ALTAIR. Anos mais tarde, Gates e Allen fundaram a Microsoft, uma das mais bem sucedidas companhias de software para microcomputadores.

Placa de Circuitos da Apple I batizado de "Nosso Fundador"emoldurada e pendurada no primeiro escritório da empresa em 1977

No ano de 1977, surgem no mercado de produção em série três microcomputadores: o Apple II, o TRS-80 da Radio Shack e o PET da Commodore. Em 1979, é lançado pela Software Arts o "VisiCalc" (planilha eletrônica), o qual foi o primeiro programa comercial para microcomputadores.

Apple II, TRS-80 e PET – 1977

Computadores de Quarta Geração

Na década de 80, foi criado o IC LSI - Integrated Circuit Large Scale Integration, ou seja, "Circuito Integrado em Larga Escala de Integração". Foram desenvolvidas técnicas para se aumentar cada vez mais o número de componentes no mesmo circuito integrado. Alguns tipos de IC LSI incorporavam até 300.000 componentes em uma única pastilha.

Motorola 68000 – 1979

• um dos chips de 16 bits mais poderosos e versáteis • executa multiplicação com uma única operação em vez de realizá-la pela repetição

de adições • 70.000 componentes • multiplica 2 números de 16 bits em 3,3 milionésimos de segundo

Hewlett-Packard - SuperChip - 1981

• primeiro microprocessador de 32 bits • seu projeto durou 18 meses • 450.000 componentes • multiplica 2 números de 32 bits em 1,8 milionésimos de segundo

Finalmente, em 1981, a IBM resolve entrar no mercado de microcomputadores com o IBM-PC.

Computadores de Quinta Geração

Os computadores de Quinta Geração têm como característica o uso de IC VLSI - Integrated Circuit Very Large Scale Integration, ou seja, "Circuitos Integrados em uma Escala Muito Grande de Integração".

Os "chips" vêm diminuindo tanto de tamanho, fazendo com que seja possível a criação de computadores cada vez menores, como é o caso da microminiaturização do microprocessador F-100, que mede somente 0,6 cm quadrados, e é pequeno o suficiente para passar pelo buraco de uma agulha!

Microprocessador F-100

Classificação dos Computadores

Inicialmente, os microcomputadores eram agrupados em dois tipos:

• Pessoal : caracterizavam-se pela limitação de recursos de periféricos, pela não conexão com outros equipamentos e pela baixa velocidade de transmissão de dados.

• Profissional : permitiam a expansão de periféricos à sua configuração básica, maior velocidade de transmissão e a conexão a outros equipamentos.

Podiam também serem classificados quanto às características de utilização:

• Científicos : que possuíam uma pequena entrada de dados; um processamento complexo, com grandes rotinas de cálculos e uma pequena saída de resultados.

• Comerciais : que possuíam uma grande entrada de dados; um processamento relativamente simples e uma grande saída de resultados.

Ou, quanto às características de operação:

• Analógicos : computadores que executam trabalhos usando elementos representados por grandezas físicas, como por exemplo, a intensidade de uma corrente elétrica ou o ângulo de giro de uma engrenagem. São computadores criados para uma finalidade específica, isto é, só se aplicam a um determinado trabalho. Os resultados obtidos com o uso de computadores analógicos são aproximados e servem ao próprio sistema onde é utilizado, como por exemplo: controle de temperatura de uma caldeira utilizando sensores, medidor de água ou de energia elétrica.

• Digitais : computadores que realizam suas operações utilizando elementos representados por grandezas matemáticas (números), ou seja, operam dígito a dígito. São computadores destinados a aplicações múltiplas, podendo ser utilizados em diversas tarefas. Por utilizar valores numéricos, os resultados obtidos com esse tipo de computador são exatos, como por exemplo: os cálculos de engenharia.

(O computador analógico "mede", e o computador digital "conta")

Tipos de Computadores

Existem vários tipos de computadores:

• "Mainframes", que são computadores de grande ou médio porte, utilizados em grandes empresas (neste módulo você já teve uma Introdução aos Mainframes);

• Minicomputadores; • Microcomputadores, também conhecidos como "desktop", os quais existem de diversos modelos e

tipos, como PC, Macintosh e Power PC; • Portáteis, como os laptops, notebooks, mini-notebooks, handhelds, notepads e palm tops.

Evolução dos Microcomputadores PC

O IBM PC, ou Personal Computer (Computador Pessoal), surgiu em 1981 e se tornou um padrão de microcomputador, o qual passou a ter uma evolução muito rápida, e difícil de se acompanhar... pois ao adquirirmos um modelo que consideramos de último tipo, verificamos que já despontou no mercado um outro mais novo, mais moderno e poderoso!

Leituras Módulo 1 – finalizadas

Agora você já conhece um pouco da História dos dispositivos computacionais, e teve uma visão mais abrangente do que são os Mainframes, suas principais características e potencialidades.

P ara finalizar este Módulo 1 e ter acesso ao próximo, realize sua avaliação, que você encontrará na página inicial do Módulo. Tenha um bom desempenho!

módulo 1 - introdução e históriafiles.uninove720.webnode.com.br/200000044-6718267630/9...

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