INFORMÁ TICA

"MICROINfORMATICAQue evolução para os anos 80?

JOÃO RODRIGUES OLIVEIRAEng. Elect. (I. S. T.)

Centro de Injormática do LNEC

resumoVerificaram-se na última década avanços significativos

no campo da microelectrônica. Pareceu-nos que seriainteressante, 110 início de uma nova década) passar emrevista o que de mais importante neste domínio aconteceunos anos 70 e perspectiva]' a evolução da rnicroiniormá-tica nos anos 80. Não houve a preocupação de cobrirexaustivamente todos os avanços tecnológicos verificadosou previsíveis mas apenas aqueles que nos parecerammais importantes, e estes com a profundidade possivelnum texto desta natureza.

1- INTRODUÇÃO

O crescimento da indústria microelectrónica nas últi-mas décadas tem sido espectacular, particularmente apartir dos anos 70, com o aparecimento das tecnologiasLSI (<<Large Scale Integration») e VLSI (<<Very LargeScale Integration»), que originaram uma verdadeira revo-lução microelectrónica, a qual se estendeu a todos oscampos, directa ou indirectamente.

O avanço da tecnologia permitiu um crescimento, emnúmero e em complexidade, das aplicações da microelec-trónica de tal dimensão que se põe o problema da faltade técnicos de software que permitam o desenvolvimentode tais aplicações com pleno aproveitamento das poten-cialidades oferecidas pela tecnologia. Na realidade, a evo-lução do hardware não foi acompanhada de uma evoluçãoequivalente do software que, ao contrário daquele, se temmantido surpreendentemente estável.

A secção 2 dá uma panorâmica rápida dos desenvol-vimentos da electrónica nos últimos 30 anos, especial-mente no campo da microelectrónica dos anos 70, abordaa evolução tecnológica das memórias e unidades de pro-cessamento e faz uma breve referência às novas tecnolo-gias microelectrónicas. Analisa os problemas postos pelorápido desenvolvimento tecnológico e aborda a evoluçãodas técnicas e arquitecturas utilizadas.

A secção 3 introduz duas tecnologias de memória demassa que estão a ter grande expansão.

A secção 4 refere a evolução do nível de programaçãoao longo da última década em função das aplicações e

abstractDuring the last decade im portant advances in micro-

electronic technologv hmie occurred. On the eve of a netoone, toe found proiitoble to remeto some releuant [acts,oi lhe 70's in this aea and predi.t the eoolution for the80·s. We lzave no pretension to be exaustiue about alltechnologicol deoelopements but only to mentton lhe mostreleuant ones in our opinion.

dos custos de desenvolvimento; faz uma breve referênciaàs linguagens funcionais.

A secção 5 aborda os avanços recentes na comunica-ção de dados e redes de computadores impostos pelanecessidade de interligação dos sistemas.

A secção 6 Indica algumas das novas aplicações damicroinformática.

A secção 7 apresenta algumas conclusões do autor.

2 - AVANÇOS NA TECNOLOGIA MICROELEC-TRóNICA

A evolução da microelectrónica na última década foifenomenal. Os anos 80 parecem ser igualmente promisso-res, particularmente graças à integração em muito largaescala (VLSI) que permitirá aplicações novas e maiscomplexas para a rnicroelectróníca.

Passemos rapidamente em revista alguns dos passosID1is importantes da revolução microelectrónica até aosdias de hoj e.

2.1 - Evolução da tecnologia dos semiconduto-res. Desenvolvimento da microelectrónica

A tecnologia dos semicondutores utiliza as leis damecânica quântica para controlar o movimento das cargaseléctricas através de materiais no estado sólido adequa-damente estruturados. Apesar dos grandes avanços sofri-dos nos 30 anos de vida desta tecnologia não está ainda

816 ELECTRICIDADE 165 -Julho} 1981

completamente desenvolvida e os limites teóricos aindanão foram atingidos.

A invenção do transistor de germânio nos Laborató-rios Bcll no ano de 1947 inicia a revolução do estadosólido. Os transistores são inicialmente utilizados emsubstituição das válvulas de vazio e portanto em circuitosde componentes discretos. Em 1953 a Texas Instrumentsanuncia o primeiro transistor de silício que, em poucotempo, se torna o material semicondutor mais utilizado.

Em 1959 é desenvolvido o circuito integrado utili-zando a tecnologia planar. Passam a poder produzir-seem simultâneo quantidades apreciáveis de circuitos com-plexos numa mesma superfície de silício (substrato) gra-ças a processos fotolitográticos e).

O número de circuitos por «chip» cresce continua-mente (aumenta o nível de integração I passando-se daintegração em pequena escala (SSI , à integração emmédia escala (.l\1S1 em meados da década de 60 e final-mente surge a integração em larga escala lLS I queapresenta um elemento novo - a programabilidade doscomponentes (fig. 1).

Surge assim, no início da década de 70, o micropro-cessador, que é, sem dúvida, o responsável peja revoluçãomicroelectrónica que vai arrastar uma verdadeira revo-lução em todos os campos.

A evolução da tecnologia microelectrónica na últimadécada, que permitiu passar da LSI à VLSI, implicou eimplicará uma complexidade crescente do processo defabrico (Quadro I traduzida por custos cresce ntcs,aumento do custo dos equipamentos e redução do númerode bolachas manipuladas, impostos pela melhoria dosprocessos de introdução de impurezas e de alinhamento IIexposição das máscaras.

Os circuitos digitais devem possuir três característicasfundamentais: rapidez, pequena potência dissipada l ele-vada densidadet '). Do equilíbrio destas três caractcrisii-cas, aliado a um baixo custo, resultou a estabilidade dedeterminadas tecnologias em detrimento de outras que,por não apresentarem esse equilíbrio, desapareceram.

Actualmente existem duas tecnologias principais: bipo-lar e MOS (<<Nletal-Oxid Semiconducror» .

Dentro dos dispositivos bipolares encontramos (fig. 2 , :

16M,.

,,;,,;

1M .;• ,;#a..I

2U

a:: ó4Ko xa.. xlf) 4K

, xw •._z ,

• LOGICA BIPOLARwz 256 •x LOGICA MOSo •a..

í/• MEMORIA MOSzo MEMÓRIA 'BU8BLE"o 16u

•11960 1970 isao

ANO

Fig. 1 - Ec olução do nível de integração

- TTL (<<Transistor Transistor Logic»)- ECL (<<Emint:r-Coupled Logic I

- FL (<<Intcgrated Iniection Logic»)

Dentro dos dispositivos 1\10S são mais vulgares(fig. 2):

- Nl\10S ( '-:-_h3nnel l\10S- CMOS (~CoJnplLmentJr\' ~10S ~- Hl\.10S (<<High-perfonnance 1\10S ~).

2 2 - Evoluçâo das capacidades das unidadesde processamento e das memórias

A tendên cia nos cir _uitos lógicos continua a ser umamaior velo :idade de comutação. A redução do tamanhodo elemento permite um maior número de gates» por.bip» I densidade , sendo pois necessario reduzir a dissi-

pação un.riria para manter a dissipação total dentro delrrutes razoáveisj ", A miniaturização ,actualInente tra-b ilha-se já na gama submicrornétrica: (0,5 a 0.8 micra)

QCADRO I

COi\1PLEXIDADE DA PRODUÇÃO DE BOLACHASDE SILrCIO

\ úm ero de passos durante o Pl·0-cesso de fabrico

DesignaçãoPriuc ipio ,

Actual A1l()Ç 80dos anos 70

Passos de fabnco . . . ·.. 22 37 56

Máscaras ... ... .. . ·.. 6 7 11

Implantações de - O 1 5I~e" ·..

Fonte: «Lntcls

NOTA: O número de máscaras tem a ver com as dife-rentes Imagens que "'50 formada .... no substrato por processofotolitográfico. O proce ...so de Implantação de Iões e um processorecente de introdução de Impurezas na bolacha.

(1) O padrão do Circuito é reproduzido em pequenosquadrados numa «bolacha» de silício de forma circular comum diâmetro da ordem dos 3 a 1O cm. As dirnensôe ....dos qua-drados e o seu número varram de acordo com a complexidadedo circuito. Após o processo de fabrico em grupo das bolachascada circuito e testado automaticamente e cortados individual-mente os que pa ssararn o teste Procede-se então ao seu en-capsulamento e ligação, seguindo-se o tevte frnal Um factorimportantisstrno na produção e custo dos circuitos integradosé o «yield» - percentagem de elementos que sobrevivem aofabrico, teste e encapsulamento

(.!) Densidade ....na gama dos 100-300 gates/mm2 e fre-quências de operação na gama dos 1-10 ~,lHz são comunsactualmente O produto da densidade das «gates» pela frequên-cia de operação exprime o factor de mérito do circuito, nestecaso entre 10" e 3x10' gate-, Hz/mm2.

(:i) Adm nndo que há duas transicões lógicas em cadaciclo, a dissipacão total de um «chíp» (D) será o dobro doproduto do número total de «gates» (N) pela frequência rnéd'ado «clock» IF), multiplicado pelo factor velocidade-potência(E), isto é, D=2NFE. Exemplo. Se f=101\t1Hz, N-30 000,E=?,5 pj será D =1,5 \\'7.

ELECTRICIDADE 165 -Julho, 1981 317

Velocidade

[(L

tT TI.

tH~IOS

tCMOS

tde comutação .6 2 J 5 6

12lI HMOS Tll ECl

Potência di s s ip a da ,teMOS t ,..___.3.5 t.. 70 (rnw )

(MOS (Slandby) CMOS(Operat-e) r n. ECL

Fac t o r Velo C Ida d e - Po t é n c Ia ___IlLI2_Ji[__H_ __.M~_S-1i --Lt 1__(energia de cornu tac âo dlnâmlca)·5.9 2.5 3 8 12 (pJ)

Fig. 2 - Mapa comparativo das tecnologias (1980)

NOTA: A velocidade de comutação exprrrne os atrasosde propagação nas «gates». O factor velocidade-potência é aenergia mínima que uma «gate» pode dissipar numa transiçãológica; dá uma ideia da performance do circuito quanto menormaior é a performance).

é pois um factor chave da performance dos circuitosmicroelectrónicos, melhorando os tempos de atraso, aumen-tando a velo:::idade da comutação e diminuindo a possi-bilidade de defeito no substrato.

A densidade dos componentes tem a ver com a natu-reza dos circuitos. As memórias, constituídas por elemen-tos simples e regulares, atingem maior densidade decomponentes que os circuitos lógicos, mais complexos eirregulares.

O desenvolvimento das memónas de semicondutorteve um impacto fundamental na evolução da microelec-trónica nos anos 70. As memórias de semicondutor, queno início da década eram apenas uma pequena parte domercado ocupado quase totalmente pelas memórias deferrite (<<core» , conseguiram, no fim da década, inverteras posições relegando apenas para uma minoria de aplica-ções a utilização das «core».

O sucesso das memórias de semicondutor, quer bipo-lares quer MOS, deve-se principalmente ao facto deserem altamente fiáveis e compactas, aliado a um customenor que o das memórias «core». O seu menor consumode energia e o facto do pro:::esso de leitura ser não des-trutivo são uma compensação para o defeito da sua vola-tilidade no caso de falha de energia, que pode ser mmo-rado com a utilização de sistemas de baterias em tampão.

2.3 - Novas tecnologias microelectrónicas

Dentro das novas tecnologias microelectrónicas des-tacamos duas que, pela espectacularidade das performan-ces anun ciadas, parecem vir a ter realmente sucesso epoderem constituir alternativas válidas a médio prazo àtecnologia actualmente dominante.

2.3.1 - Tecnologia do arseniet o de gálio

Graças a avanços importantes nos materiais e técrucasde fabrico o arsenieto de gálio (GaAs) tem vindo ultima-mente a revelar-se como um seno candidato para osfuturos circuitos integrados de milito alta velocidade(VHSIC).

O arsenieto de gálio, embora já largamente utilizadoem optoelectrónica e em dispositivos de microondas dealta frequência (diodos e transistores discretos) poderá,

em breve) ser utilizado em grande escala em sistemasdigitais e computadores onde, a alta velocidade, o pro-cessamento em tempo real é essencial

A tecnologia do silício impôs-se à tecnologia do ger-mâruo graças à sua maior simplicidade de fabrico emelhor gama de temperaturas de operação, e tem lide-rado até agora mas, à medida que velocidades mais altasvão sendo necessárias, os dispositivos de silício virão aatingir os limites impostos pelas propriedades intrínsecasdos materiais

O arserneto de gálio apresenta vantagens sobre oSIlício e o germânio Quadro II). A mobilidade doselectrões é maior e a temperatura limite mais elevada.Além disso apresenta uma menor dissipação em circuitosdensos. A sua alta velocidade e baixa dissipação fazemdo GaAs o provável substituto da tecnologia ECL.

QUADRO II

PROPRIEDADES DE l\1ATERIAIS SEMICONDUTORES

Propriedade Ge Si AsGa

Mobilidade dos electrões[cm2/V.s] . 3900 1500 8500

Temperatura limite[OC] . .. ... ... ... .. 60 200 350

Fonte: «High T'echnology»

Aplicando litografia de feixe electrónico e projecçãoestão a ser produzidos, em escala laboratorial, transisto-res de efeito de campo metal-semicondutor (MESFETs)e transistores de efeito de campo de junção (JFETs)em GaAs com comprimentos de «gare» submicrométricos,densidades 1\1SI e velocidades e potência dissipada numaordem de grandeza melhor que dispositivos comparáveisem silício. A litografia de raios X, quando aplicada nofabrico dos ICs, será útil para a tecnologia do GaAs.

2.3.2 - Tecnologia dos super condutores

No final da década de 80, os computadores maisrápidos provavelmente já não utilizarão a tecnologia dos

318 ELECTRICIDADE 165 -Julho, 1981

necessários e recorria a um fabricante de 1\10S que lhedesenhava e fabricava os circuitos.

Se essa linha tivesse continuado ao longo dos anos 70a indústria electrónica estaria muito longe do ponto ondese encontra hoje e teria certamente havido uma gravecrise de «projec tistas electrónicos Felizmente surgiuoutra linha, que foi a de fabric.ar, não o microcornpu-tador que cada cliente queria, mas alguns tipos de micro-computadores que servissem a grande maioria e pudessemser adquiridos por baixo preço e enl que fosse o utilizadora adaptar ao seu caso específico.

Uma solução para a «crise do software» é integraro software no hardware e realizar o sistema computadorem silíciof ").

O objectivo é pois juntar software modular na arqui-tectura de hardware de modo a integrar as funções domicrocomputador, do sistema de operação e das lingua-gens de alto nível num único «chip», possibilitando assimao utilizador o desenvolvimento e a manutenção do seusoftware de aplicações de uma forma rápida e económica

No caso do software «standard» integrado é possívelque, como aconteceu na década de 70 com o hardware,o utilizador disponha de capacidades de software quenão utilizará totalmente, mas o facto de ter um sistemade operação completo e fiável terá peso determinante.Na realidade o tempo de desenvolvimento, e logo oscustos, serão reduzidos pois a maior parte das rotinase outras capacidades necessárias são fornecidas comple-tamente testadas e depuradas.

semicondutores, que imperou por três décadas, mas antesa tecnologia dos supercondutores utilizando o efeitoJoscphson, urna das propriedades dos supercondutores,descoberta em 1962 por Brian Josephson da Universidadede Cambridge.

Assim como o transistor eliminou a válvula de vácuona maior parte das aplicações electrónicas também elepoderá vir a ser substituído pela junção Josephson.

A electrónica da supercondução, em desenvolvimentoentre outras companhias pela IBM, já trabalha (emlaboratório) 10 a 100 vezes mais rapidamente que o LSIvulgar num espaço milhares de vezes menor e permitiráfuturamente o fabrico de computadores super-rápidos esuper-compactos.

A altíssima velocidade e a extremamente baixa dissi-pação obtida com esta tecnologia resultam da naturezada própria supercondução - os materiais no estado desupercondução não apresentam resistência à electricidadee portanto não dissipam potência. Mas essa possibilidadeextraordinária tem um preço e bem caro: é que a super-condução só se verifica quando o material está a umatemperatura próxima do zero absoluto.

Assim, a necessidade de refrigeração é um problemagrave nos mini e microcomputadores ainda que o possanão ser nas «mainframes». Outro problema é o choquetérmico nas operações de manutenção dos circuitos.

2.4 - Problemas postos pelo avanço tecnológico.Respostas possíveis

Existe hoje um grande desfasamento entre a evoluçãodo hardware e do software, verificando-se o subaprovei-tamento das potencialidades oferecidas pela tecnologia.O limite da utilização da VLSI é imposto pelos altoscustos de desenvolvimento das aplicações, extremamenteoneradas com o custo do software e dificultadas pelafalta de técnicos de software qualificados.

Uma solução para este problema é integrar cada vezmais inteligência no processador sem abandonar a arqui-tectura tradicional, embora adicionando-lhe refinamentos.

Outra via é romper com a arquitectura tradicional eavançar para arquitecturas diferentes que requerem umanova maneira de abordar e resolver os problemas.

2.4.1 - A crise de soituiare, Sistema computador cmsilí cio

Uma estatística recentemente efectuada nos E. U. A.previa para 1990 a necessidade de 1 milhão de progra-madores para abranger toda a gama de novos e maiscomplexos produtos de microcomputadores. É o que jáse designa por «crise do software».

N a realidade, se atendermos ao número enorme deaplicações para os microcomputadores e à complexidadecrescente das mesmas, chegamos à conclusão que não háquantidade suficiente de programadores que permitamusar o que a tecnologia é capaz de produzir. Para ten-tarmos obter uma solução para este problema lembremoso que se passou na década agora finda.

No princípio dos anos 70 os circuitos de LSI/MOSeram produzidos na versão de «custem designed».Quando, por exemplo, uma companhia de computadorespretendia um terminal especificava os circuitos LSI

2.4.2 - Estado actual do nível de integração

O nível de integração atingido no fim da década de70 foi tal que é hoje possível colocar num único «chip»a potência de cálculo dum grande computador (Qua-dro III).

QUADRO III

CPÜ DO IB.\1. 370 NU.\! «CHIP» DE SILíCIO

Cerca de 5000 gates lógicas, com um total de 45 000componentes, foram realizadas num «chip» de ilicío com7 mm de lado constituindo o crrcuito bipolar (STTL)mais complexo até agora realizado, apresentando uma den-sidade de 11O crrcuiros zrnmâ e um factor velocidade-potên-cia de 0,7 pj O projecto foi assistido por computador c,em 9 meses foi possível codificar I) desenho lógico doprocessador, colocar e ligar automaticamente a «zares» cgerar e verificar as figuras de teste. Nâo foi lançada aprodução comercial,

A obra pertenceu a um grupo da divisão de isternasda IB1\rl em Ea"t FlShklll, ~. Y.) U. S. A.

o facto de ser possível realizar uma «mainframe ~num «chip» é extraordinário, mas pouco ou nada adiantase não exisur software adequado para ele, especialmenteem preço.

(-l) Este software em silício (wsil icon softw ure») apre-senta uma diferença importante do « olíd-state oh" are» pro-posto pela Texas, já que não se trata de oftware em RO!\tspara ser lido e executado pelo CPU mas softw are residente nopróprio CPU.

ELECTRICIDADE 1f>5- JlIlho" 1981 3J9

2.5.2 - Coprocessamento2 5 - Evolução das técnicas e das arquitecturas

A tendência na microinformática é no sentido deaumentar ainda mais a performance dos sistemas ParaISSO utilizam-se técnicas de processamento paralelo, emque as tarefas são atnbuídas a processadores especiali-zados e de alta performance, que as executam de umaforma concorrente - coprocessadores. Há também umamaior eficiência na programação graças à utilização dodesenvolvimento modular de programas de sistemas deoperação prontos a usar, de linguagens de alto nível e detécnicas de multi processamento.

Por outro lado novas arquitecturas de hardware enovos tipos de linguagens permitirão abordar problemasque actualmente não se conseguem resolver de uma formaeficiente.

A performance dos microprocessadores da I." e 2.ageração (8008 CPu, 8080 CPU) estava condicionadapor três factores:

- Capacidade de memória central;- Velocidade de I/O (<<Input/Output»);- Capacidade de processamento numérico.

Actualmente existem já respostas para estes proble-mas, pelo menos nos fabricantes mais avançados, como aIntel, que nos servirá de referência.

Os microprocessadores da a- geração (8086 CPU //8088 CPU) quebraram a barreira dos 64 KB permi-tindo a utilização do microcomputador em aplicações demaior envergadura, com possibilidades de endereçagerndirecta de 1MB.

O processador de I/O (8089 10P) eliminou a maiorparte dos estrangulamentos de I/O e permite uma grandeperformance na aplicações orientadas para I/O.

Finalmente o processador de dados numéricos '8087NDP) elimina o terceiro problema, permitindo um pro-cessamento de dados numéricos com rapidez e precisão,pela utilização da tecnologia dos microprocessadores

Estes processadores de apoio, em conjunto com o CPU,podem constituir a parte principal de um sistema decálculo ou de I/O extremamente poderoso.

2.5 1 - Multiprocessamento

O sistemas de multiprocessamento permitem que seefectuem processamentos ou transferências em simultâneograças a unidades de processamento, módulos de memó-ria e controlo de I/O múltiplos interligados num «buscomum de acesso regulado. Os recursos da configuraçãosão atribuídos dinamicamente por uma unidade de con-trolo (normalmente um dos processadores).

Um sistema com multiprocessamento é pois bem dis-tinto de um sistema com multiprogramação, já que, nestecaso, os processamentos são efectuados não em simul-tâneo mas numa base de tempo partilhado, do que resultaum elevado fluxo de informação de, e para, a memóriade massa e uma sobrecarga do sistema de operação.

Um sistema com multiprocessamento e muito menosvulnerável e permite atingir o processamento «resistentea falhas'», no qual uma falha de um processador não écatastrófica para o sistema, continuando a fazer o pro-cessamento, ainda que com limitações

O coprocessarnento é um caso especial de rnultipro-cessamento em que ambos os processadores executaminstruções de um programa único. O coprocessadorestende a capacidade do CPU ao qual está ligado, poisrealiza por hardware operações normalmente realizadaspelo CPU por software.

O coprocessador 8087 NDP (<<Numeric Data Pro-cessor») processa em vírgula flutuante cerca de 100 vezesmais rapidamente que um microprocessador utilizandoalgoritmos de software (Quadro IV). Possui instruçõesde transferência de dados, aritméticas, lógicas, transcen-dentes e de controlo do processador Opera com diversostipos de dados, incluindo Inteiros em 16, 32 e 64 bits,números em vírgula flutuante de 32 e 64 bits, (precisãosimples e dupla ) De modo a ser garantida uma elevadaprecisão todos os números são convertidos num formatointerno de 64 bus e os cálculos são efectuados usando oformato de real temporário com 80 bits (1 bit para sinal,64 bits para a mantissa e 15 bits para o expoente

QUADRO IV

TE1VlPOS DE EXECUÇÃO DO COPROCESSADOR 8087NDP E DO PROCESSADOR 8086

Tempo de execuçãoaproximado

Instrução [~s)808; 8080

Mul tiplicaçâo (precisão simples) . ·.. 19 1 600

Multiplicação (precisão dupla) ·.. ·.. 27 2 100

Divisão (precisão simples) ·.. ·.. ·.. 39 3200

Raiz quadrada . ·.. ·.. ·.. ·.. ·.. ·.. 36 19600

Tangente. ... . .. ·.. ·.. ·.. ·.. ·.. · 90 13000

Exponenciação . ·.. ·.. ·. ·.. ·.. 100 17 100

Fonte: «Intel»2.5.3 - Novas arquitecturas

Apesar dos grandes avanços tecnológicos das últimasdécadas a arquitectura dos computadores não teve, atéao momento, alterações substanciais De uma forma muitosimplificada, a arquitectura tradicional dos computadoresdigitais sequenciais existentes, inspirada na máquina devon Neumann, prevê um processador central com umcontador de programa que endereça de forma sequencialuma memória comum para instruções e dados.

Os rmcrocomputadores actuais seguem, de um modogeral(3 , esta arquitectura. No entanto, existem hojeestudos para arquitecturas com muito maior performance,designadamente pela utilização dos conceitos de fluxode Informação e de memória associativa. Urna breverefrência a estes tópicos

J';) EXIstem processadores, como o 8086, em que, graçasà existência de duas unidades separadas, as operações deexecução de Instruções e leitura de instruções 'leitura de ope-randos-escrita de resultados são efectuadas em SImultâneo

320 ELECTRICIDADE 165 - Julho, 1981

memona «cache» específica mas, como a quantidade dememória RAl\l «on board» já é muito apreciável (64 KBsão comuns), pode muito bem ser usada desta maneira.

Como exemplo de arquitecturas de microcomputado-res, possíveis a curto prazo, podemos referir a soluçãoproposta pela Intel para a evolução dos actuais processa-dores de 16 bit.

I) COJIPUTADOR DE FLU~YO DE INFORA1AÇÃO«,DATA FLOn7 COi\fPUTER",)

Este conceito, desenvolvido no MIT (<<l\lassachusettsInstitutc of Technology ) ao longo de 12 anos] "), pro-cura responder de uma forma mais eficaz e fiável que amáquina de von Neurnann aos problemas comuns; nestesexiste um paralelismo cuja solução requer a execução deoperações que devem ser efectuadas simultânea c nãosequencialmente como nos sistemas convencionais, que sãobaseados em modelos de fh.LXOde controlo. Num modelode fluxo de informação um processador executa instru-ções apenas quando os valores para executar uma deter-minada operação lhe são fornecidos ou quando o resul-tado de uma operação específica lhe é pedido.

A máquina de fluxo de informação proposta pelosinvestigadores do MIT não tem processador central. Emvez dele tem urna secção de processamento com dezenas,centenas ou até milhares de unidades de processamentocada uma parecida com uma ALU (<<Arithmetic andLogic U nit» convencional. Também não existe RAM(<<Random Access Memory») no sentido corrente. Existeuma secção de memória com um número enorme decélulas, cada uma das quais contém o código de operação,o operando e o endereço de destino. Não existe contadorde programa nem registos. Em vez disso existe um sistemade «packet switching» que faz corresponder a cada célulada secção de memória uma unidade de processamentoadequada. Cada unidade de processamento resolve a suaparte do problema e devolve um «packet» com o resul-tado (que consiste no endereço de uma célula c umoperando) para a rede de distribuição que o conduz atéuma célula de memória para armazenamento.

O conceito de computador de fluxo de informaçãoparece poder vir a realizar-se graças à VLSI, que permi-tirá a utilização de numerosos conjuntos processador //memória para executarem concorrentemente partes deum programa. O facto de cada processador recorrer àmemória própria, em vez de ter de recorrer à memóriacentral, aumenta a performance. A existência de pro-cessadores múltiplos permite que o controlo da máquinapossa ser distribuído. -Uma tal arquitectura pode conduzir-nos a um com-putador mais pequeno, mais económico e 50 a 100 vezesmais rápido que os sistemas actuais, mas para isso têmde ser utilizadas linguagens de programação e técnicasradicalmente diferentes, a que nos referiremos mais tarde.

II) AfE,\[óRIA ASSOCIATIVA

A ligação processador-memória é, cm geral, um pontofraco das arquitecturas tradicionais. As memórias «cache»,largamente utilizadas para aumentar a performancc,podem parecer tradicionais mas na realidade incluem jáo mais significativo rompimento com a arquitectura tra-dicional- a memória associativa ou memória cndereçavclpor conteúdo.

Uma vez que a informação é passada para a «cache»,de acordo com a frequência da utilização, o CPU nuncasabe exactamente que informação está num dado lugar.Com a informação e etiquetas respectivas em registosassociativos uma pesquisa pela etiqueta produzirá a infor-...maçao.

Os microcomputadores de hoje não têm ainda uma

i\lICROl\1AXI (iAPX286

- Processador de 16 bit (performance de 32 bit);- Protecção de software multinivel,- 16 MB de endereçagem directa;- 1 GB de endereçagem virtual por tarefa (com

gestão de memória e lógica de protecção «onchip» ;

- Sistema operativo (kernel) integrado;- 10 a 200 tarefas em multi programação.

MICROMAINFRAl\lE (iAPX432)

- Processador de 32 bit;- 3 «chips»: «Data processor», «Interface proccssor ~

e «Storage module»;- Encapsulamento QIL com 64 pinos para cada

«chip» alojando cerca de 120 000 transistores:- 4 G B de endereçagem directa)- Memória virtual;- Inteiros em 32 bit, vírgula flutuante em 64 bit;- Subsistema de I/O distribuído por funções e con-

trolado por mensagens;- Instruções de operandos múltiplos com modos de

endereçagem de vector e registo,- Coniunto de instruções suportando directamente

linguagens de alto nível (dois conjuntos de ins-truções: PASCAL ou ADA) ~ não pOSSUl «aSSeI11-bly» nem registos acessíveis ao programador.

3 - EVOLUÇÃO DAS MEMóRIAS DE l\lASSA

A evolução da tecnologia dos periféricos, em particulardas memórias magnéticas, condicionou sempre o desen-volvimento do equipamento de processamento propria-mente dito.

Numa memória de massa são características funda-mentais a sua capacidade total, o tempo de acesso, osistema de transferência da informação e a removabili-dade do meio magnético (Quadro V

QUADRO V

CARACTERÍSTICAS DA~ l\1E.\loRIAS DE i\lA.sSA

Memória Tc:mpt> de Riuno de Capacidadedt: m asso {Ice H(I Ir III (f créncia local

«Floppy. . ... 250 ms 500 Kbn/s 0.25-1 1\íbvte

«Hard-di_)k}) ... 20 ms 1,2 l\lbit s 10 Mbyte

«Bubble» ...... ')" m 0.5-1 .\1bit 1 Mbv te-_ •

(íl) Além do Ml T, há notícia de e ...tarem a fazer de en-volvimentos neste domínio a Texas Instrurnents e a BurroughCorporation que suporta trabalho na Uníver idade de Utah,

ELECTRICIDADE 165 - '[ulho, 1981

A tecnologia dos discos e bandas magnéticas estáaltamente desenvolvida, não sendo de prever alteraçõessignificativas neste campo. A memória magnética móvel,pelo facto de utilizar partes mecânicas, será substituídapelas memórias magnéticas fixas a partir do momentoem que a sua tecnologia evolua de modo a permitir gran-des capa ...idades de armazenamento com um custo porbrt razoável A tecnologia optica é tambem bastante pro-missora no calnpo da memória de massa graças às grandesdensidades que poderá permitir.

3.1- Mernór ias de bolha magnética

Têm sido feitos grandes progressos na tecnologia dasmemórias de bolha magnética, que no fim da décadacomeçaram a ser comercializadas em escala apreciável.

As memórias de bolha magnética (<<magnetic bubblesconsistem numa camada muito fina de material magné-tico na qual se podem estabelecer e manter pequenosdomínios magnéticos. Esses pequenos domínios quandoobservados ao microscópio com luz polarizada parecembolhas. As bolhas podem ser movimentadas na películamagnética por campos magnéticos exteriores, produzidosquer pela passagem da corrente eléctrica em condutoresdispostos na película, quer pela deposição de pistas dematerial magnético (<<permaIloy») na película e depoisaplicando um campo magnético externo.

Porque a magnetização da película é permanente ainformação representada pelas bolhas magnéticas não seperde quando o circuito deixa de ser alimentado Apre-senta pois) relativamente à memória do semicondutor, avantagem da não volatilidade, podendo ser, no futuro,uma alternativa à memória magnética móvel, pela suaalta fiabilidade relativamente a esta. No seu processo defabrico é utilizada a tecnologia do estado solido e, aindaque o seu lançamento em aplicações comerciais sejarecente, já se encontram componentes com alta densi-dade (1 Mbit por «chip»).

3.2- Tecnologia Winchester

Nos últimos anos da década de 70, com o crescimentodas capacidades de processamento dos microc.omputado-res e com a sua entrada no domínio dos computadoresprogramáveis pelo utilizador, surgiu a necessidade de osdotar de uma memória de massa de grande capacidadee relativamente económica (em termos de custo por bit I.Surgiu a tecnologia Wj;lChester, mais exactamente Mini--Winchester de 8 polegadas, uma vez que já existiamWin.:hester de 14 polegadas

As altas densidades de informação obtidas com estatecnologia são conseguidas à custa da utilização de discosrígidos em cujas superfícies «voam» as cabeças de leitura//es.:rita \ a uma distância mínima da ordem da micra);como os discos rodam a cerca de 3600 rpm (a maispequena partícula de pó, por exemplo, sobre a superfíciedo disco seria desastrosa para o funcionamento do equi-pamento) há necessidade de tornar o conjunto estanqueSe isto é uma vantagem, na medida em que garante umaalta fiabilidade aos discos Winchester, permitindo inclu-sivamente o seu uso em ambientes hostrs, também o factode não ser possível remover o meio magnético cria umgrave problema de «back-up» dessas unidades, que se

torna bastante Incómodo, lento e despendioso utilizando«floppiess .

Uma solução recentemente apresentada pela Corvus,e que é bastante interessante, utiliza cassetas de vídeocom uma capacidade da ordem dos 100 MB permitindoefectuar o «back up » até 10 discos com rapidez.

Outra solução, que parece ter feito renascer as bandasmagnéticas, recorre às «Streaming Tapes»: possuem doismodos de funcionamento - arranca e pára/movimentocontínuo - este particularmente adequado ao «back-up»de discos rígidos. Um exemplo é a IBM 8809 que utilizabanda magnética de 1/2 polegada e permite rionos detransferência da ordem dos 160 Kbytesy's em «streaming.,~a 100 ips e 20 Kbytea/s em «startj/stop» (a 12,5 ips

4 - DESENVOLVIMENTOS :0:0 CAMPO DOSOFTWARE

Apesar da franca evolução do hardware ao longo dasúltimas décadas a evolução do software foi pequena e,como consequência dISSO,a programação de computadorescontinua a ser uma tarefa difícil, morosa, logo cara. Nadécada de 80, graças à contribuição do hardware, espera--se que a programação possa ser tornada mais fácil aponto de ser acessível mesmo ao não especialista

4.1 - Evolução do nível de programação

Com a sohsncação crescente das aplicações dos micro-computadores aliada a generalização do seu uso portécnicos não especializados, aSSIStlU-Se,na passada década,a uma utilização crescente das linguagens de alto nívelem detrimento da linguagem «assernbly». A tendência épara uma unlizaçâo cada vez menor da linguagem«assembly» que fica reservada para as aplicações querequerem um controlo apertado da máquina e/ou a gera-ção de pouco codigo (normalmente associado a alta velo-cidade de execução).

As linguagens de alto nível (HLLs /' como a PASCALe a FORTRAN, assoo adas a técnicas de programaçãoestruturada, têm a vantagem de permitir um desenvol-vimento do software multo mais rápido. Garantem umamaior produtividade na fase de desenvolvimento da apli-cação, pois usam instruções algorítmicas simples nãodependentes da arquitectura do processador, portantomais orientadas para a aplicação do que para a máquina,o que vai permitir a redução de erros e a obtenção deprogramas muito mais fáceis de compreender, de corrigire manter do que se fossem feitos em «assembly». Assim,uma linguagem de alto nível garante custos menores euma conclusão mais rápida do projecto de software.

Apresenta-se um exemplo (Quadro VI) comparativoda evolução dos custos nos últimos 5 anos para um desen-volvimento em «assembly» e em HLL (<<high levei lan-guage» ).

Foi usada a referência (geralmente aceite para oritmo de desenvolvimento de programa de 10 linhas decódigo depurado por homem-dia independentemente docódigo utilizado, e um preço por linha de 20 dólares em1975 e 35 dólares em 1980.

O exemplo mostra que a codificação em «assernbly»puro Já não é uma alternativa a considerar em aplicaçõesque envolvam muito desenvolvimento de software.

822 ELECTRICIDADE 165 - '[ulho, 1981

QUADRO VI

EVOLCÇÃO DOS CUSTOS DE SOFT\vARE

1975 1980Ilt:111

AsscmblvAssembly HLL.

Tamanho médio do progra-ma (linha, ) . . .. ·.. · .. 1 000 13 000 3000

Tempo de depuração (dias) 100 1 300 30U

Custo ( dóla r linha) ·.. ·.. 20 35 35

Custo total (dólares) . ·.. 20000 455 000 105 000.

Tempo de desenvolvimentohomem-ano) ... ·.. 0,5 6,5 1,5

Ponte: cIntcl»

o desenvolvimento modular de programas, a utili-zação de software já existente (adquirido ou não) e ouso de linguagens de alto nível são conceitos a pôr emprática, sempre que possível, no sentido de tornar a pro-gramação mais eficiente. Além disso, à medida que aslinguagens de programação se vão aproximando da lin-guagern natural, uma parte das tarefas de programaçãomais simples pode ser feita pelo próprio utilizador final.

4.2 - Programação directa em linguagem dealto nível

A arquitectura dos novos processadores foi e está aser desenhada para as linguagens de alto nível.

Um exemplo é o 432 da Intel que está preparadopara lidar com estruturas baseadas em objectos (porexemplo agrupamentos de informação) e não em acções(por exemplo operações de transferência ou aritméticas);isto é, «preocupa-se» mais com «o quê» do que «como».

O próprio hardware contém inteligência suficientepara determinar que tipos de operações podem ser asso-ciadas com as estruturas de dados (objectos) não tendoo programador que se preocupar com o facto. Esses objec-tos serão manipulados directamente enl linguagem de altonível (PASCAL ou ADA) com 001 vasto leque de estru-turas de dados para comodidade e segurança da pro--gramaçao.

A programação directa em linguagem de alto nívelnão é uma ideia nova. Desde o aparecimento do PascalMicoengine, microcomputador da Westem Digital pro-gramável em PASCAL (na realidade utiliza um códigointermédio), tem-se verificado uma tendência para oaparecimento de micros programáveis em alto nível. Umproblema que se põe, neste caso, é o facto da execuçãodirecta dos programas ter de ser efectuada linha a linha- tipo interpretador.

4.3 - Linguagens funcionais

Num computador digital sequencial (von Neumannas palavras passam uma a uma da memória para o CPUjá que os endereços têm de ser especificados um a um,Como resultado desta arquitectura sequencial as lingua-gens de programação foram estruturadas de modo a adap-

tarem-se a este modelo, exprimindo o processo de executardeterminadas acções «\procedural languages»).

Hoje estão em desenvolvimento linguagens funcionais«tfunctional languages»), não baseadas no modelo deacesso sequencial à memória (j). Estas linguagens são umaaproximação à linguagem natural cm que são definidasas acções a executar e não o processo de execução, o qualé inerente à própria linguagem ou está implícito no tra-dutor. Na programação funcional as unidades básicas nãosão instruções mas sim funções que operam numa sequên-cia de obj ectos.

As linguagens funcionais, porque são orientadas paraos problemas comuns que têm muito paralelismo, corremde forma pouco eficiente no hardware dos computadorestradicionais; estão pois muito dependentes de novasarquitecturas dos processadores c é necessário conseguiruma adaptação perfeita entre ambas.

5 - AVANÇOS NA C01\'iUNICAÇÃO DE DADOS

A revolução microelectrónica reduziu drasticamente ocusto das unidades de processamento e das memórias pelautilização da tecnologia dos semicondutores. Porém e~ aredução não foi acompanhada no que diz respeito àsmemórias de massa e outros equipamentos peruer.cos,designadamente os de comunicação de dados.

Houve como que um deslocamento do «centro degravidade» dos custos das unidades de processamento cmemórias para os periféricos e memórias de massa.O facto de se poderem obter sistemas com boa capacidadede processamento por um custo razoável levou a colocaressa capacidade nos próprios locais onde é neccssár aPorém, o peso na configuração das memórias de massac outros periféricos é tal que só é aceitável se puderemser partilhados por vários sistemas. A necessidade dapartilha de recursos por vários sistemas leva à sua ligaçãoem rede.

5.1 - Tecnologia das comunicações digitais

Os canais de voz (.comutados ou não i têm sido usadodurante longos anos para as comunicações de dados, gra-ças à utilização de modems. Ac.tualmentc estão a sersubstituídos por canais digitais utilizando o conceito de«packet switching», que se baseia no facto das comuni-cações com computadores serem geralmente muito curtase de alta velocidade, sendo portanto um desperdício estara ocupar permanentemente um canal É muito mais Cfl-ciente partilhar esse canal por mais do que um compu-tador onde circulam, continuamente misturados, «pacotes»de informação de diferentes utilizadores, devidamenteendereçados para possibilitarem a sua chegada ao destino.

Este conceito foi, pela primeira vez, aplicado numarede de computadores (ARPANET) utilizando canaisdigitais de alta velocidade, ficando cada utilizador ligadoà rede através de um computador de interface, que for-nece as funções de comutação e controlo.

Um aspecto interessante deste sistema é que o utilí-zador paga em função da quantidade de informação quemanipula independentemente da distância ou do trajectoque os «packets ~ têm de efectuar na rede.

(7) Um exemplo é a linguagem VAL (« Value-oriented

-----------------------------------------------------------------------------------------------------,ELECTRICIDADE 165 -7ulll{), 1981

52 - Tecnologia óptica

A tecnologia óptica, largamente usada em electrónicahá já alguns anos, verá certamente na utilização de fibrasópticas para comunicação digital o seu ponto alto. De

• •momento, o seu emprego parece restringir-se ao campodas comunicações a curta distância até 1 km/ mas,com a diminuição constante do custo por metro, poder--se-á estender a aplicações utilizando maiores distâncias.

Numa fibra óptica a informação é transmitida naforma de impulsos de luz (na maior J9arte dos sistemassão radiações infraverrnelhas e não luz visível j) que cami-nham ao longo de fibras extremamente tinas de vidroou plástico transparente, graças a uma construção especialdas fibras em que o índice de refracção na penferia étão baixo que os raios ao aproximarem-se dela voltamao núcleo da fibra sem saírem para o exterior Além dafibra propriamente dita um sistema de fibra optica incluio transmissor e o receptor, que fazem respectivamente aconversão de sinais eléctricos em ópticos e vice-versa.

Os sistemas de fibra óptica competem com os fios(pares torcidos), cabos coaxiais, guias de onda e even-tualmente transmissão via rádio. As suas vantagens maisimportantes são o tamanho, a capacidade de canais e aimunidade às interferências electromagnéticas. As suasdesvantagens são, para já, o preço (pelo menos nas fibrasmais sofisticadas, que dispensam repetidores), o qualtende a baixar enquanto o preço dos cabos continuaráa aumentar certamente pelo agravamento do preço dos.metais,

5.3- Processamento distribuído e redes

Nos tempos recentes tem-se assistido, cadaa uma migração das aplicações das grandes

, .para as pequenas maquinas.

Isso é um facto e há que anahsar as suas razões.Antes de mais é preciso não esquecermos que as pequenasmáquinas de hoje oferecem as performances das grandesmáquinas de ontem com um preço acessível, agora.

Assim, toma-se possível colocar pequenos sistemas aresolver os problemas no local onde os mesmos se põem,com uma disponibilidade, uma comodidade e uma fiabi-lidade muito maiores que anteriormente. Porém, existemuitas vezes a necessidade de aceder a informação ourecursos que, pelas suas características, não podem residirlocalmente dedicados a cada utilizador.

.vez mais,, .maquinas

O processamento distribuído visa a partilha genera-lizada de recursos, existindo diversos níveis de partilha- hardware e software de processamento, terminais, peri-féricos, linhas de comunicação, bases de dados, controlode rede; suporta-se directamente nos avanços recentes dascomunicações e uma boa rede é a base dum sistema deprocessamento distribuído eficiente.

Não sendo, em si próprio, uma tecnologia o processa-mento distribuído lança mão de diversas tecnologias:

- redes de computadores: controlo da rede de modoa permitir a partilha das linhas de comunicação,dos periféricos e, de uma modo geral, do hardwaree software de processamento;

- gestão de bases de dados: acesso, de modo drver-sificado, a grandes volumes de informação orga-

nizada devidamente, de modo não redundante, comvista a evitar erros.

Dentro dos sistemas distribuídos há dois tipos funda-•mentais:

- a rede hierárquica em que existem níveis múltiplosde capacidades de processamento;

- a rede de sistemas múltiplos independentes, con-sistindo num determinado número de sistemas pro-cessando aplicações independentes.

A distância entre computadores e o ritmo de trans-ferência de Informação entre eles permite-nos estabelecertrês esferas de processamento distribuído:

1- Multiprocessadores: comunicações dentro de ummesmo edifi.io.

• Distância < 0,1 km• Ritmo de transferência: > 10 Mbits/s.• Meios mais utilizados· cabo de pares torcidos,cabo coaxial, fibra óptica.

2 - Redes locais: comunicações entre áreas geográfi-cas específicas ligações entre edifícios de fábri-cas, de hospitais, de escolas, etc. .

• Distância: 0,1-10 km.• RItmo de transferência: 10-0,1 Mbit/s .• MeIOS mars utilizados: telefone, CA TV (tele-visão por cabo .

3 - Redes remotas' comunicações entre áreas remotas.

• Distância: > 10 km.• Ritmo de transferência: < 0,1 Mbit /s.• Meios mais utilizados: telefone, telex, microon-das, satélite.

O produto da distância entre computadores oelo riunode transferência, actualmente da ordem do Gbir.m/s,exprime o limi~e da actual tecnologia das comunicações,que se espera VIr a aumentar

5.4- Redes locais de computadores

Por se revestirem de maior interesse para as aplicaçõesde microcomputadores referiremos em especial as redeslocais de computadores ~LC~s ou local computernetworks

Talvez o problema mais grave das redes locais sejao facto de, na maior parte dos casos, não se poderemligar equipamentos de fabricantes diferentes, que utilizamdiferentes interfaces, códigos, velocidades e protocolos.

Na realidade, fabricantes de computadores e terminaiscomo a IBM, Honeywell, HP, DEC, WANG, DG eDATAPOINT, entre outros, Já dispõem de redes locaisque apresentam o problema da incompatibilidade dosequipamentos de outros fabricantes

As redes locais ganham cada vez mais popularidade,por permitirem ligar diversos computadores, terminais eperiféricos de modo a poderem suportar a crescente uti-

3U ELECTRICIDADE 165 - Julho) 1981

lizaçâo do processamento distribuído e da automatizaçãode trabalhos administrativos que requerem a ligação, acurta distância, de diferentes equipamentos normalmente. ,.com meios propnos.

Referem-se a seguir algumas redes locais e suas carac-, .tensncas,

a) ETHERNET

Proposta pela XEROX que definiu o protocolo dascomunicações; recebeu recentemente o apoio da DEC eda INTEL para assistência no estabelecimento das espe-cificações definitivas e capacidade técnica em sistemas(DEC) e em tecnologia dos semicondutores (INTEL).

• Estrutura: «bus».• Técnica: «packet switching».• Meio: cabo coaxial; segmentos até 500 m.• Controlo: distribuído.• Ritmo de transferência: 10 Mbitjs.

b) NETjONE

Proposta pela UNGERMANN-BASS.

• Estrutura: «bus».• Técnica: «packet switching».• Meio: cabo coaxial; segmentos até 1200 m; ligaçõespassivas e não destrutivas.

• Controlo: distribuído.• Ritmo de transferência: 4 Mbitjs.

c) CAMBRIDGE RING

Desenvolvida no Laboratório de Computadores daUniversidade de Cambridge será provavelmente comer-cializada pela LOG ICA.

• Estrutura: anel.• Técnica: «packet switching».• Meio: pares torcidos (4 fios); segmentos até 200 m.• Ritmo de transferência: 10 Mbitjs.

6 - NOVAS APLICAÇõES DA MICROINFORMÁ-TICA. CAMPOS A DESENVOLVER

O microcomputador começou por ser um simplessubstituto da lógica discreta no início da década de 70.Mas, com o aumento das suas capacidades de processa-mento e memória, evoluiu para aplicações em que fun-ciona como uma máquina dedicada e finalmente comouma máquina programável pelo utilizador; a melhoriaconstante das suas performances estendeu a sua penetra-ção a domínios altamente especializados C0111 destaquepara as aplicações militares.

Nos anos 70 uma aplicação típica de microcomputa-dor compunha-se, muito simplesmente, de CPU, umasdezenas de KB de memória, lógica de interface (TTLe um programa «assembly» da ordem de alguns KB. Hojeas aplicações têm já uma grande complexidade e utilizamtécnicas sofisticadas permitindo:

- Multiprogramação ej ou multiprocessamento;- Utilizadores múltiplos;

- Ligação cm rede ~- Linguagens de alto nível e SIstemas de operação

sofisticados.

As aplicações já existentes e os projectos de aplicaçãoconhecidos levam-nos a prever que os sistemas microcom-putador ultrapassem, em breve, os actuais rrnmcornpu-tadores cm velocidade e funcionalidade.

Dentro das aplicações tradicionais mais importantes,como a indústria automóvel, a electrónica doméstica, osequipamentos de medida c teste e de controlo, podemosreferir os seguintes sectores:

- Telecomunicações: aplicações em comutação, con-trolo c comunicação (tendem a ser totalmente digi-tais) ;

- Burotécnica: equipamentos de escritório, processa-mento de textos, etc.;

- Robótica;- Processamento de sinais (vídeo, radar, voz).

7 - CONCLUSÕES

Os anos 70 foram caracterizados por uma reduçãoespectacular dos custos dos processadores e das memóriasatravés da integração de um número crescente de [unçõeselectrónicas num único «chip» de silício - Integração aonn:el do componente. Essa integração atingiu, no fim dadécada, um nível tão elevado, produzindo-se circuitos deLSI e VLSI duma tal complexidade, que não é possíveluma utilização completa de todas as suas potencialidades.

No princípio da década de 80 verifica-se já que oscustos crescentes do desenvolvimento de software não sãocompensados pela redução dos custos do hardware. Serápois necessário reduzir os custos da solução final, queenvolve custos de engenharia e programação dos sistemas

- Integração ao nível do sistema.

Em resumo, pode-se afirmar:

ANOS 70PROBLEMA:

REDUÇÃO DO CUSTO DAS FUNÇÕES ELEC-TRóNICAS

SOLUÇÃO:

AUMENTO DA INTEGRAÇÃO AO NÍVEL DOCOl\lPONENTE

ANOS 80

PROBLEMA:

REDUÇÃO DO CUSTO DAS SOLUÇõES ELEC-TRÓNICAS

SOLUÇÃO:

AUMENTO DA INTEGRAÇÃO AO NÍVEL DOSISTEMA

ELECTRICIDADE 165 - Julho) 1981 3~5

Durante os anos 70, com o sucesso da L <;1 na reduçãodos custos, assrstiu-se a uma difusão da rrucroelectromc apor todos os domínios, o que levou a uma evolução quali-tativa do microcomputador, que passou de mero substitutoda lógica discreta a computador dedrcado, e hoje a sistemacomputador programável pelo utilizador

As novas tecnologias microelectronicas poderão, aindaesta dé:ada, vir a alterar substancialmente o quadro dasaplicaçôes da microínformática levando-a a sectores tra-dicionalmente difíceis pelas altas velocidades de processa-mento requeridas (processamento de imagens em temporeal, por exemplo).

Pensamos que a «crise do software sera ultrapassadanesta década através da extensão da integração ao própriosoftware.

A introdução de novas técnicas e novas arquitecturaspermitirá igualmente aumentar muito a performance dasunidades de processamento, que se servirão também dosavanços verificados na tecnologia das memórias de massa,particularmente graças à utilização de memórias fixas,muito mais fiáveis que as memórias magnéticas móveis.São igualmente necessários grandes avanços no campodo software no sentido de tornar a programação maiseficiente. O desenvolvimento modular de programas e autilização de linguagem de alto nível são um passo nessadirecção. A programação funcional, aplicada a máquinascom estrutura adequada, poderá vir a constituir uma ver-dadeira revolução no campo do software.

A revolução microelectrónica permitiu que o custodas unidades de processamento e memórias baixasse dras-ticamente, o que tomou possível colocar a capacidade deprocessamento no local onde ela é necessária. Há, porém,normalmente necessidade de aceder a recursos mais pode-rosos que os locais ou de comunicar com outras máquinassemelhantes, pelo que a interligação das diferentes máqui-nas para partilha de recursos globais é um imperativode funcionalidade e leva a interligar os diferentes SIstemasem redes de computadores.

Penso que a melhor maneira de concluir é alertar aspessoas para o impacto crescente da microinfonnática nanossa sociedade.

Uma previsão efectuada nos Estados Unidos calculaque existirão, no fim da década de 80, uma média de10 a 20 microcomputadores por lar norte-americano,desde o automóvel (com vários à máquina de lavar, aotelevisor, à calculadora-secretária, à tradutora de bolso,ao telefone, ao SIstema de vídeo-texto.

BIBLIOGRAFIA

[1] \X' B ACKERMAN'N, J. B. DENNIS - VAL -AV'alue-oriented Al goru lnnu: Language; MIT Laboratoryfor Cornputer Science, 1978.

[2] J. BACKCS - Cau Programnnng be Itberated [romuon ]\."eUlJl1WI {/"C~ A [unctional style and tts Algebra01 Pi ogram s, Comrnuruca non S of the ACM 21 ( 8),1978, 614-641

[3] P. BARAN - 011 Distnbut ed Communtcanons ; RandCorporation, 1964

[4] J. B. DEt\NIS, D P MISUNAS - A PreliminarvAr quitectin c lOJa Baste Data Flow PJ ocessor ; Sigarch~ewslelter 3 (4), 1974, 126-132.

[5] A HOPPER - Local Area Computei CommunicationNenoorks; Uruversíty of Cambridge, 1978.

[6] R. M METCALFE, D R BOGGS - Elhenlct; DlS-tributed Pachet Ssoit ching for Local Comput er Netsuorks ;Commumcations of the ACM 19 (7), 1976, 395-404

[7] E. r. ORGANICK - Ncu. directions ln com put er S.VS-

tClIH archuecturc , Euromiero Joumal 5, 1979, 190-202.[8] !vI SCH\X' ARTZ - Computa COmmZIJlICalZ01H Net zcorh

Dcsigr. an d AJ1al)sÍ5) Prenuce-Hall, Inc , 1977.[9] Bubble Mcmory Design Handbook; Intel Magnetics,

Ine., 1979.[10] Corous Mirrar A 100 Megabyte }em ouabl e back-up [or

Corous disks; Corvus S, sterns, 1980.[11] '[oscphson computa tecnologv-An 1BI.\1 reseai eh project ;

IBtv1 Journal of research and developrnent N. 2, Marçode 1980

[12] Local Nctscork giucs nc a [lexibility to distributed p 0-cessing ; Electrorucs Vol 53 N. 21, 1980, 114-122

[13] Thc 8086 Fa~lllly Uscr's Manual; Intel Corporation,1979

[14] The Elhel'JlCI- A Local Area Neta ork ; Xerox Corpo-ration .. 1980.

326 ELECTRICIDADE 165 -Julho, 198!