Trabalho de Arquitetura de Computadores e SistemasA evoluo dos sistemas digitaisProf. Luiz Brigatti Apresentao do aluno Renato Meira Ueoka Curso de Sistemas para Internet

Origem da Informtica:O homem sempre se preocupou em criar ferramentas para facilitar a sua vida, eliminando tarefas repetitivas . Atravs de estudos e mtodos ele criou mecanismos que auxiliavam na realizao dessas tarefas. No incio os dispositivos criados eram bem limitados mas para a poca j auxiliavam no desenvolvimento de determinadas tarefas. Desde os primordios o homem sempre buscou o aprimoramento de suas invenes e sempre se preocupou em construir ferramentas que fossem cada vez mais rpidas, aumentando assim o lucro em um menor espao de tempo e visando melhorar a sua qualidade de vida. Veremos nessa apresentao um resumo cronolgico do avano tecnolgico dos sistemas digitais e suas aplicaes.

bacoCerca de 3000 anos a.C. o homem criou o baco, na regio da Mesopotmia; Era o primeiro o dispositivo manual de clculo foi baseando no sistema mais primitivo de contagem (pedras); Era baseado no sistema decimal;

Sua desvantagem que ele era operado manualmente; Mesmo assim foi considerado o primeiro dispositivo que facilitava o trabalho do homem no processamento de informaes.

Apago tecnolgicoPor incrvel que parea somente em 1638 d.C. um padre ingls chamado William Oughtred , criou uma tabela muito interessante para a realizao de multiplicaes muito grandes. A base de sua inveno foram as pesquisas sobre logaritmos, realizadas pelo escocs John Napier. At este momento, a multiplicao de nmeros muito grandes era algo muito trabalhoso e demorado de ser realizado. Porm, Napier descobriu vrias propriedades matemticas interessantes e as deu o nome de logaritmos. Aps, disso, multiplicar valores se tornou uma tarefa mais simples. O mecanismo do William era consistido de um rgua que j possua uma boa quantidade de valores pr-calculados, organizados em forma que os resultados fossem acessados automaticamente. Uma espcie de ponteiro indicava o resultado do valor desejado.

Exemplos de rguas de clculo

Mquina de PascalApesar da rgua de clculo de William Oughtred ser til, os valores presentes nela ainda eram pre-definidos, o que no funcionaria para calcular nmeros que no estivessem presentes na tbua. Pouco tempo depois, em 1642, o matemtico francs Bleise Pascal desenvolveu o que pode ser chamado da primeira calculadora mecnica da histria, a mquina de Pascal. Seu funcionamento era baseado no uso de rodas interligadas, que giravam na realizao dos clculos. A ideia inicial de Pascal era desenvolver uma mquina que realizasse as quatro operaes matemticas bsicas, o que no aconteceu na prtica, pois ela era capaz apenas de somar e subtrair. Por esse motivo, ela no foi muito bem acolhida na poca. Alguns anos aps a Mquina de Pascal, em 1672, o alemo Gottfried Leibnitz conseguiu o que pascal no tinha conseguido, criar uma calculadora que efetuava a soma e a diviso, alm da raiz quadrada.

Mquina de Pascal

O Advento da programao funcionalNo ano de 1801, o costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolveu um sistema muito interessante nesta rea.A indstria de Jaquard atuava no ramo de desenhos em tecidos, tarefa que ocupava muito tempo de trabalho manual. Vendo este problema, Joseph construiu a primeira mquina realmente programvel, com o objetivo de recortar os tecidos de forma automtica. Tal mecanismo foi chamado como Tear Programvel, pois aceitava cartes perfurveis com entrada do sistema. Desta maneira, Jaquard perfurava o carto com a desenho desejado, e a mquina o reproduzia no tecido. A partir desse momento, muitos esquemas foram influenciados pelo Tear, incluindo o que vamos explicar logo abaixo.

A mquina de diferenas e o engenho analticoNo ano de 1822, foi publicado um artigo cientfico que prometia revolucionar tudo o que existia at o exato momento, no ramo do clculo eletrnico. O seu autor, Charles Babbage, afirmou que sua mquina era capaz de calcular funes de diversas naturezas (trigonometria, logaritmos), de forma muito simples. Este projeto possua o nome de Mquina de Diferenas.

Houve um grande boom na poca por causa disso, pois as ideias aplicadas no projeto estavam muito a frente do seu tempo. Por causa de limitaes tcnicas e financeiras, a Mquina de Diferenas s pde ser implementada muitos anos depois.

A mquina de HollerithNo ano de 1890, Herman Hollerith criou a tabuladora do Censo. Ela foi responsvel por uma grande mudana na forma de processar os dados dos censos da poca. Antes da inveno os dados eram processados manualmente.

Aps a inveno houve uma reduo de 70% do tempo para o processamento do Censo.

Os primeiros computadores eletrnicosNo ano de 1936, Alan Turing idealizou um dos primeiros computadores eletrnicos programveis. Principais contribies para o avano da tecnologia de computadores: Definio: forma de representar um processo a partir de sua descrio; Algortmo: representao formal e sistemtica de um processo; Demontrou a existncia de problemas sem soluo algortmica;

Os primeiros computadores eletrnicosMARK-I (1944)

Foi desenvolvido nos EUA reunindo esforos da Marinha, Universidade de Harvard e IBM; Idealizado a partir o projeto de Babbage; Ocupava 120m2 e tinha milhares de engrenagens que faziam muito barulho; Uma multiplicao de um nmero de dez dgitos chegava a demorar 3 segundos;

Modelo de John Von Neumann(1945) John Von Neumann formalizou o projeto lgico de um computador; Ele sugeriu que as instrues fossem armazenadas na memria do computador (antes as mesmas eram lidas de cartes perfurados e executadas, uma a uma); A maioria dos computadores de hoje em dia segue ainda o modelo proposto por Von Neumann; Esse modelo define um computador sequencial digital em que o processamento das informaes feito passo a passo, caracterizando um comportamento determinstico (ou seja, os mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta).

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) Foi considerado o pai de todos os computadores por ser o primeiro computador a utilizar a eletrnica digital; No se destacava precisamente por suas caractersticas funcionais: pesava 32 toneladas, media 30 metros e tinha 17.468 vlvulas, cuja vida mdia era de 3.000 horas, o que obrigava troca de uma a cada 10 minutos.; Seus inventores, John P. Eckert e John W. Mauchly, demoraram trs anos paras constru-lo mediante uma doao de 500.000 dlares oferecida pelo Exrcito dos Estados Unidos. O projeto se chamou PX e em 1944 juntou-se ao grupo o engenheiro John von Neumann;

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) Os trs cientistas conseguiram faz-lo funcionar pela primeira vez em 14 de fevereiro de 1946, na Universidade da Pennsylvania. Os jornais da poca o qualificaram de "Einstein Mecnico" e/ou de "Frankenstein Matemtico; O sistema utilizava os nmeros decimais de zero a nove e a leitura e escrita de dados se realizava mediante uma leitora/perfuradora de cartes; Estava dividido em 30 unidades autnomas, 20 das quais eram chamada acumuladores. Cada acumulador era uma mquina de somar 10 dgitos a grande velocidade, que podia armazenar seus prprios clculos;

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) Para acelerar as operaes aritmticas tambm tinha um multiplicador e um divisor. O primeiro utilizava uma matriz de resistncias para executar as operaes de um dgito e foi desenhado com um circuito de controle adicional para multiplicar os dgitos sucessivos; O ENIAC era controlada atravs de um trem de pulsos eletrnicos. Cada unidade era capaz de ger-los para que outras unidades realizassem alguma tarefa, por isso os programas para o ENIAC consistiam em unir manualmente os cabos das diferentes unidades para que realizassem a seqncia desejada.

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) Program-lo era portanto um trabalho rduo e dificultoso. Como as unidades podiam operar simultaneamente, o ENIAC era capaz de realizar clculos em paralelo. Tinha uma unidade chamada "unidade cclica", que produzia os pulsos bsicos usados pela mquina e trs tabelas que transmitiam s unidades os nmeros e funes eleitas manualmente para realizar as operaes. a seqncia desejada; Realizava uma soma em 0.2 milisegundos, uma multiplicao de dois nmeros de 10 dgitos em 2.8 milisegundos, e uma diviso em 24 milisegundos. Nunca pde funcionar por 24 horas ininterruptas, e normalmente executava-se duas vezes um mesmo cmputo para comprovar o correto funcionamento da mquina;

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) O calor das vlvulas elevava a temperatura do local at os 50 graus e para efetuar diferentes operaes, deviam mudar-se as conexes (cabos), como nas velhas centrais telefnicas, trabalho que podia tomar vrios dias; Inicialmente o ENIAC foi construda para fins militares: era capaz de calcular com grande velocidade a trajetrias de projteis, principal objetivo de sua construo. Mas ao finalizar a Segunda Guerra Mundial passou a ser utilizado para clculos de investigaes cientficas;

ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer)(1946) Funcionou at 1955 com melhoras e ampliaes, e se diz que durante sua vida operativa realizou mais clculos matemticos do que os realizados por toda a humanidade anteriormente; Antes de finalizar sua construo, os inventores se deram conta de suas limitaes, tanto a nvel estrutural como a nvel de programao. Por isso, em paralelo a sua construo, comearam a desenvolver as novas idias que deram lugar ao desenvolvimento da estrutura lgica que caracteriza os computadores atuais.

Fases da Evoluo dos ComputadoresBasicamente podemos dividir em quatro fases a histria da evoluo dos computadores, de acordo com a evoluo da tecnologia utilizada para obteno do processamento das informaes: Fase Pr-mecnica; Fase Mecnica; Fase Eletromecnica; Fase Eletrnica; E a Fase Eletrnica sofreu uma evoluo com o avano da micro-eletrnica onde diminuiu o tamanho dos circuitos e no caminho reverso aumentou a velocidade e a capacidade de armazenamento e processamento das informaes.

Fases da Evoluo dos ComputadoresExemplificao das tecnologias de cada fase: Fase Pr-mecnica: baco, Contagem de pedras; Fase Mecnica: Rgua de Clculo, Calculadora Mecnica (Pascal), Calculadora Universal (Libeniz), Tear Mecnico, Calculador Analtico (Babbage); Fase Eletromecnica: Tabuladora de Censo (Hollerith), Mark-I Fase Eletrnica: Eniac at os computadores atuais

WebgrafiaMARISTELA, Flavia "Evoluo da Informtica". Disponvel em: . Acesso em: 4 maro 2012.

Bibliografia ALCALDE, E et A1. Informtica Bsica. So Paulo : Makron Books, 1990. NASCIMENTO, A. J. Introduo Informtica. So Paulo : McGrawHill,1996.