Introdução aos computadores

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1 Introdução aos computadores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 1

2 Primeiro computador eletromecânico 1944 Harvard Mark I Usado no cálculo de tabelas matemáticas e navegação 3 segundos para uma multiplicação de 10 dígitos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 2

3 Primeiro bug documentado 1945 Testes no Harvard Mark II Descobriram que um relé não fazia contacto devido a uma traça. Este bug era real Traça em fita-cola Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 3

4 Primeiro computador eletrónico 1946 ENIAC válvulas eletrónicas 30 toneladas Sala com 30 metros Cada registo: 60 cm 1000 vezes mais rápido que o Mark I (3 ms para uma mulplicação de 10 dígitos) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 4

5 A revolução: o transistor 1947 Tecnologia de semicondutores Permitiu a substituição das válvulas Menor consumo Maior integração Deu um prémio Nobel Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 5

6 Primeiro computador comercial 1952 UNIVAC Fez uma previsão correta dos resultados da eleição presidencial de Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 6

7 1965 Primeiro minicomputador DEC PDP-8 Começo da era do down-sizing Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 7

8 Nova revolução o primeiro microprocessador 1971 Nascimento da Intel (com empregados da Motorola e Texas Instruments) 4004 Microprocessador 4 bits 108 KHertz 2300 transistores Tecnologia 10 µ Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 8

9 Primeiro computador pessoal 1975 ALTAIR Preço: $375 Memória: 256 bytes PCs actuais: 4 a 16 Giga bytes! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 9

10 Início da indústria do SW Compilador de Basic para o Altair Bill Gates desistiu do curso na Universidade de Harvard Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 10

11 1978 Microprocessador 16 bits 5 MHertz transistores Tecnologia 3 µ 8086 Primeiro microprocessador a sério. Ainda hoje os Core i3 a i7 são compatíveis com o Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 11

12 Início da era IBM-PC 1981 PC - Personal Computer, com um 8088 IBM: HW e SW não IBM. Além disso, publicou os detalhes (o que acabou por permitir os clones ). O PC foi declarado o man of the year de 1982 pela revista Time Magazine. Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 12

13 80386 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 13

14 Pentium 4 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 14

15 Core i5 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 15

16 Core i7 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 16

17 Core i7q Há Core i7 com 6 núcleos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 17

18 VLSI Very Large Scale Integration Fundamental para o hardware de computadores (que têm muitos circuitos). Longe vai o tempo do IBM 360 (chips com 4 transistores) e de um famoso relatório que dizia que os transistores não tinham futuro e o que era preciso era miniaturizar as válvulas! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 18

19 Embalagem É um dos fatores mais cruciais e caros num microprocessador Um processador pode dissipar cerca de 250 W (Itanium) e ter mais de 2000 pinos (Core i7)! Os sockets têm passado por muitas gerações. Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 19

20 O PC desktop O site contém informação sobre toda a tecnologia PC. Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 20

21 A placa mãe (motherboard) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 21

22 Laptops Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 22

23 Netbooks Processador típico: Intel Atom (cerca de metade do desempenho do processador de um laptop) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 23

24 (R)Evolução da computação pessoal Desktop laptop netbook tablet Microsoft domina, exceto nos tablets (a Apple domina) Vantagens dos tablets: autonomia (~10 horas), touch screen, simples, leves, bons para ver conteúdos Desvantagens dos tablets: não são compatíveis com PCs, maus para produzir e editar conteúdos Soluções: híbridos tablet/laptop, teclados USB, acesso a Office via apps web Steve Jobs, o visionário Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 24

25 E a nível empresarial? Centros de dados: infraestruturas de informática Três componentes fundamentais: Computação (servidores) Armazenamento (discos) Comunicação (redes de dados) Empresas com grandes centros de dados: Google Facebook Amazon Microsoft A Internet permite aceder a qualquer servidor em qualquer parte do mundo. Onde está o Google? Ou o Facebook? Ou? Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 25

26 Exemplo: Google Data Center Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 26

27 Centros de dados Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 27

28 Blue Gene - supercomputador Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 28

29 Racks de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 29

30 Racks de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 30

31 Interior de um servidor 1U Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 31

32 Blades servers compactos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 32

33 Tipos de computadores Servidor alto desempenho, grande memória, ligado permanentemente, formato rack) Computador pessoal (desktop, laptop, tablet) caixa própria, gráficos, autonomia, preço Smartphones (específicos, mas com apps) Sistemas embebidos (específicos, sem apps). Exemplos: Equipamento de redes (routers, switches) Eletrodomésticos (set-top boxes, TVs, máquinas de lavar, etc) Automóveis, aviões ATMs, POS Sensores, atuadores, controladores Smart cards, RFIDs Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 33

34 Sistemas de informação N-tier Cada tier pode ter vários servidores O Fenix é um exemplo desta arquitetura Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 34

35 Estrutura tipo de um PC Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 35

36 Automóvel informatizado Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 36

37 Smart cards Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 37

38 RFIDs Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 38

39 Wearable computers Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 39

40 Conclusões Estamos rodeados de computadores (mais do que pensamos!) Um telemóvel tem vários (principal, displays, SIM, câmara) Um carro tem muitas dezenas (airbags, sensores, atuadores) Como engenheiros, a nossa tarefa é saber lidar com os sistemas computacionais Programá-los Usá-los Configurá-los Otimizá-los Perceber as suas limitações A nossa missão é usar computadores para o benefício da Humanidade Precisamos de saber como funcionam! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 40

41 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 41