EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES

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João Lucas Nobre
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1 EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES 1

2 VISÃO GERAL O primeiro computador que surgiu foi o ENIAC, sigla em inglês que significa Integrador e Computador Numérico e Eletrônico. O computador surgiu na década de 1940, durante a Segunda Guerra Mundial, para ajudar o exército americano a realizar cálculos de precisão necessários para o lançamento de mísseis e bombas, pois através de cálculos manuais os resultados eram obtidos em 12 horas. Com o ENIAC, os mesmos cálculos levavam 30 segundos! Esse computador pesava cerca de 30 toneladas, era enorme, ocupava uma sala inteira, produzia muito calor e precisava de vários homens para operá-lo. Com o passar dos anos, o ENIAC inspirou outros computadores. Sua tecnologia foi aprimorada e surgiram computadores que aqueciam menos, com menor custo e muito mais rápido. 2

3 VISÃO GERAL O PRIMEIRO PC Tudo começou na década de 1980, quando a empresa IBM lançou o seu primeiro computador pessoal, o IBM PC. O IBM PC foi a versão original e progenitor da plataforma de hardware dos IBM PC compatíveis. É importante ressaltar que a IBM não fabricou o PC, mas o montou e lançou no mercado. No interior desse micro existia o microprocessador, fabricada pela INTEL. Tendo em vista que a Intel era responsável pelo hardware, ainda era necessário o software. Foi então que a Microsoft desenvolveu o software necessário para esse computador pessoal. Com essa parceria entre a Intel e a Microsoft, a IBM montou e lançou o primeiro PC, com o processador chamado Mais adiante a IBM lançou outros computadores pessoais. Você já ouviu falar em 286, 386 e 486? Esses eram os nomes dados aos primeiros processadores da Intel. Na realidade, chamamos os micros dessa forma por causa da especificação dos seus processadores: 286, 386 e

4 VISÃO GERAL Em pouco tempo a IBM deixou de ser a única empresa que montava PCs. Surgiram então diversas outras, usando o mesmo processador da Intel. Nessa mesma época, a Intel também teve seus primeiros concorrentes, como, por exemplo, a empresa AMD, que começou a fabricar processadores similares aos dela. Enfim, desde então, a concorrência desses dois fabricantes de processadores (Intel e AMD) se tornou uma disputa de tecnologia, preços e mercado. Detalharemos a partir de agora a evolução dos computadores. 4

5 GERAÇÃO DE COMPUTADORES Válvulas transistor Circuito integrado 5

EXEMPLO DE COMPUTADOR À VÁLVULA ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Primeiro computador eletrônico digital de propósito geral

6 EXEMPLO DE COMPUTADOR À VÁLVULA ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Primeiro computador eletrônico digital de propósito geral Computador e integrador numérico eletrônico Projetado e construído sob a supervisão de John Mauchly e John Presper Eckert da Universidade da Pensilvânia 6

7 EXEMPLO DE COMPUTADOR À VÁLVULA ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Respostas as necessidades dos EUA diante da Guerra. Obter tabelas de trajetória e alcance com boa precisão e tempo hábil para novas armas. Era uma máquina decimal e não uma máquina binária. Tinha que ser programado manualmente ligando e desligando chaves e conectando e desconectando chaves (uma tarefa tediosa). Demonstrou seu caráter de computador de propósito geral: Realizou uma série de cálculos complexos para determinar se a bomba H poderia ser construída. Em 1955 foi desativado 7

EXEMPLO DE COMPUTADOR À VÁLVULA EDVAC (1945-1952) Em 1945 Von Newman propõe a idéia de programa armazenado para um novo computador, o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) 1946 Von Newmann e

8 EXEMPLO DE COMPUTADOR À VÁLVULA EDVAC ( ) Em 1945 Von Newman propõe a idéia de programa armazenado para um novo computador, o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) 1946 Von Newmann e seus colegas começaram o projeto de um novo computador de programa armazenado, no Instituto de Estudos Avançados de Princeton. Constitui-se o protótipo de todos os computadores de propósito geral subsequentes. 8

EXEMPLO DE COMPUTADOR TRANSISTORIZADO A IBM não foi a primeira a lançar esta tecnologia. A NCR e a RCA foram as pioneiras no lançamento de pequenas máquinas transistorizadas.

9 EXEMPLO DE COMPUTADOR TRANSISTORIZADO A IBM não foi a primeira a lançar esta tecnologia. A NCR e a RCA foram as pioneiras no lançamento de pequenas máquinas transistorizadas. A IBM seguiu de perto com a série surgiu a Digital Equipment Corporation (DEC) lançando no mesmo ano seu primeiro computador o PDP-1 dando início ao fenômeno do minicomputador que se tornaria tão importante na 3ª geração PDP-1 9

10 COMPUTADORES BASEADOS EM MICROPROCESSADORES FEITOS COM CIRCUITOS INTEGRADOS Os circuito integrado explora o fato de que componentes como transistores, resistores e condutores podem ser fabricados a partir de um único semicondutor, o silício. É possível produzir simultaneamente milhares de componentes em uma única pastilha de silício. Esses componentes podem ser conectados entre si, por um processo de metalização para formar circuitos A PARTIR DE AGORA TRATAREMOS APENAS DESTE TIPO DE COMPUTADOR 10

LEI DE MOORE Proposta por Gordon Moore em 1965.

11 LEI DE MOORE Proposta por Gordon Moore em Moore observou que o número de transistores que podiam ser impressos em uma única pastilha de circuito integrado dobrava a cada ano e previu corretamente que este crescimento permaneceria em um futuro próximo. 11

12 CONSEQUENCIAS DA LEI DE MOORE O custo da implementação lógica de um computador e seu circuito de memória caiu dramaticamente. Devido a proximidade das portas lógicas (que dão origem aos circuitos do processador e memória e são fabricadas com circuitos integrados), o caminho elétrico entre elas encurtava, aumentando a velocidade de operação. O computador ficou cada vez menor Grande redução no consumo de energia e na necessidade de resfriamento do equipamento. Com um maior número de circuito em cada pastilha, o número de conexões entre pastilhas é muito menor. 12

13 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL A Intel, permanece, há várias décadas como o maior fabricante de microprocessadores. Constitui um bom indicador da evolução da tecnologia de computadores de um modo geral. Intel 4004,1971 Primeira pastilha a conter todos componentes de uma UCP: nasceu o microprocessador. Intel 8008,1972 Primeiro microprocessador de 8 bits e era quase duas vezes mais complexo que o Intel Intel 8080,1974 Foi o primeiro processador de propósito geral fabricado no mundo, com transferência de dados à memória de 8 bits. 13

14 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL Intel 8086 Microprocessador de 16 bits de propósito geral. Registradores e barramentos com maior número de bits. Possuía memória cache. Intel Possibilitava endereçar uma memória de 16 Mbytes ( = 224bits), ou seja, barramento de endereços com 24 bits. Intel 80386,1981 Microprocessador de 32 bits de propósito geral. Foi o primeiro multiprocessador da Intel a oferece suporte à multitarefa. Intel Introduziu uma tecnologia de cache muito mais elaborada e poderosa e um pipeline de instruções sofisticado. Embutia um co-processador aritmético de ponto flutuante. 14

15 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL Intel Pentium Introduziu a tecnologia superescalar, que permite a execução de múltiplas instruções ao mesmo tempo. Intel Pentium Pro Deu continuidade à utilização da organização superescalar. Intel Pentium II Incorporou a tecnologia MMX, projetada para processar de maneira eficaz áudio, vídeo e dados gráficos. Intel Pentium III Incorpora instruções de ponto flutuante adicionais para apoiar software gráfico em 3D. 15

16 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL Barramento de dados Memória endereçável = define a largura do barramento de endereços 16

17 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL Barramento de dados Memória endereçável = define a largura do barramento de endereços 17

18 EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES DA INTEL Barramento de dados Memória endereçável = define a largura do barramento de endereços 18

19 CARACTERÍSTICAS DA EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES Aumento da velocidade dos processadores Diminuição do tamanho dos componentes Aumento da capacidade da memória. Aumento da capacidade e velocidade de E/S 19

20 A QUE É DEVIDO O AUMENTO DA VELOCIDADE DOS PROCESSADORES Redução do tamanho dos componentes dos microprocessadores Evolução da tecnologia Redução da distância entre componentes e consequente aumento da velocidade. Mudança na organização dos computadores. Uso intensivo de pipeline e técnicas de execução paralela de instruções, assim como técnicas de execução especulativa. 20

21 NECESSIDADE DO BALANCEAMENTO DO DESEMPENHO DOS DIVERSOS COMPONENTES DE UM COMPUTADOR A velocidade do processador tem aumentado muito mais do que a velocidade de acesso à memória. Técnicas que tem sido empregadas para compensar este desequilíbrio : Memória cache Maior largura das vias de dados entre o processador e a memória (barramento de dados). Pastilhas de memória mais inteligentes. 21

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