Sumário. Organização de Computadores Módulo 3. Primeira Geração Válvulas ( ) Primeira Geração Válvulas ( )

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1 Sumário M. Sc. Luiz Alberto Organização de Computadores Módulo 3 1. História da Arquitetura de Computadores - Continuação Segunda Geração Transistores ( ) 1 Os primeiros computadores eletrônicos surgiram na fase final da Segunda Guerra Mundial. O interesse dos militares por computadores se dava em dois campos específicos: quebra de códigos criptográficos e cálculos de artilharia. Para este segundo propósito John Mauchley propôs a construção de uma máquina para o Exército Americano, o que viria a se tornar o ENIAC. Durante muito tempo, o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi considerado o primeiro computador eletrônico da história. O ENIAC entrou em operação em 1946, tarde demais para seu propósito bélico original. 2 3

2 O ENIAC era mil vezes mais rápido do que qualquer máquina anterior, resolvendo 5 mil adições e subtrações, 350 multiplicações ou 50 divisões por segundo. E tinha o dobro do tamanho do Mark I: encheu 40 gabinetes com 100 mil componentes, incluindo cerca de 17 mil válvulas eletrônicas. Pesava 27 toneladas e media 5,50 x 24,40 m e consumia 150 kw. No auge da Segunda Grande Guerra, a Alemanha nazista utilizava um equipamento eletromecânico para codificar mensagens de forma muito mais eficiente do que os métodos manuais: trata-se da máquina Enigma. Este dispositivo entrou em operação em 1943, e o famoso matemático Alan Turing 4 5 Máquina de Von Neumann John von Neumann percebeu nos computadores da época que programar um computador usando quantidades enormes de cabos e chaves era uma tarefa demorada e tediosa. Ele também apontou a vantagem de usar os dados armazenados em forma binária em vez de decimal (como o ENIAC fazia). Essa arquitetura foi batizada de máquina de Von Neumann e é até hoje a estrutura básica de qualquer computador comercial. Máquina de Von Neumann 6 7

3 Segunda Geração Transistores ( ) O transistor foi inventado por John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley em 1948, nos laboratórios Bell. Em pouco tempo o transistor mudou a face da computação (e de toda a incipiente indústria de eletrônica de consumo), pois apresentava grandes vantagens em relação à válvula: era menor e tinha vida útil infinitamente maior. Dez anos após a invenção do transistor, os computadores com válvulas estavam obsoletos. Segunda Geração Transistores ( ) O primeiro computador a usufruir da nova tecnologia foi o TX-0. O objetivo desse projeto era servir como dispositivo de testes para um equipamento mais sofisticado, o TX-2. Alguns anos mais tarde, a DEC lançou uma nova máquina, o PDP-8. Além de ser mais barata que o PDP-1 (16 mil dólares), ela trouxe uma inovação importante: o uso de um barramento. 8 9 Segunda Geração Transistores ( ) Em 1964, uma pequena companhia lançou um equipamento voltado para aplicações científicas batizado de O CDC 6600 conseguiu ser mais rápido que o IBM 7094 e qualquer outro computador da época, principalmente por introduzir paralelismo em alta escala, além de pequenos computadores internos para reduzir a carga de processamento da CPU principal. M. Sc. Luiz Alberto lasf.bel@gmail.com Organização de Computadores Módulo 4 10

4 Sumário 1. História da Arquitetura de Computadores - Continuação 1.1. Terceira Geração Circuitos Integrados ( ) 1.2. Larga Escala ( ) Terceira Geração Circuitos Integrados ( ) A invenção do circuito integrado de silício por Robert Noyce, em 1958, permitiu que dezenas de transistores fossem colocados em uma única pastilha (ou chip). Isso conduziu a produção de computadores a um novo patamar, totalmente impensável nas gerações anteriores. Agora eles poderiam ser menores, mais rápidos e mais baratos do que jamais havia sido possível Terceira Geração Circuitos Integrados ( ) O grande diferencial da linha 360 (IBM) é que vários modelos de vários portes compartilhavam uma mesma arquitetura, o que permitia que um mesmo programa fosse utilizado nos vários modelos da mesma família. A família 360 foi a primeira vez em que se pensou em interoperabilidade e compatibilidade. Outra novidade importante na família 360 era o conceito de multiprogramação. E também torna mais importante uma figura até então desconhecida: o sistema operacional. Na década de 1980, a VLSI possibilitou colocar dezenas de milhares, depois centenas de milhares e por fim milhões de transistores em um único chip. Esse desenvolvimento levou a computadores menores e mais rápidos. Antes do PDP-1, os computadores eram tão grandes e caros que universidades e empresas precisavam ter departamentos dedicados à sua operação. Com a chegada do minicomputador, cada departamento poderia ter seu próprio computador

5 Os primeiros microcomputadores não eram fabricados da mesma forma que os computadores comerciais da época. Eles eram vendidos como kits para serem montados em casa. Esses primeiros computadores não tinham muita aplicação prática, pois, além de montar seus computadores, os usuários tinham que desenvolver seus próprios programas. Apesar das limitações desses equipamentos, diversas empresas investiram no nascente mercado de computação pessoal. Uma das mais bem-sucedidas foi a Apple. Aplle I e II A IBM decidiu entrar no mercado do computador pessoal, mas, ao contrário do que era seu hábito, decidiu utilizar componentes de mercado, em vez de desenvolver todo o projeto. Como microprocessador foi escolhido o 8088 da Intel, e o IBM PC foi lançado em A IBM também se associou à Microsoft para o desenvolvimento do sistema operacional de seu microcomputador. A Apple conseguiu sobreviver, em parte por ter sido a primeira a introduzir uma interface gráfica utilizável. Essa característica foi introduzida inicialmente no Apple Lisa, mas encontrou sucesso no Apple Macintosh. O Apple Lisa fracassou devido ao alto preço, mas deixou claras as vantagens do uso de uma GUI

6 Sumário Organização de Computadores Módulo 5 1. História da Arquitetura de Computadores - Continuação 1.1. M. Sc. Luiz Alberto lasf.bel@gmail.com 21 Ao contrário das gerações anteriores, atualmente os equipamentos com capacidade de processamento não são mais necessariamente computadores. Desde o final dos anos 1990, diversos equipamentos passaram a possuir capacidade de processamento, sem que necessariamente fossem computadores completos. Palmtops, telefones celulares e até mesmo automóveis e certos refrigeradores hoje possuem alguma capacidade de processamento, podendo até mesmo rivalizar com computadores de gerações anteriores. Como exemplo dessa evolução, podemos tomar o AGC, computador embarcado usado pela missão Apollo, responsável por levar os primeiros astronautas para a lua. Esse equipamento tinha menos de 64 KB de memória e 2 Mhz de velocidade de clock 22 23

7 Mas, além do barateamento e aumento de capacidade de elementos como dispositivos de armazenamento (discos e afins) e memória, o desenvolvimento de várias tecnologias, como redes locais, Bluetooth e WiFi, e a popularização da Internet permitiram o desenvolvimento de equipamentos que se apoiem em redes e recursos localizados em outros computadores para atender às necessidades de seus usuários. Os computadores de quinta geração podem contar com a capacidade de armazenamento e de processamento de outros computadores através de redes de diversos tipos. Esse tipo de capacidade pode criar ambientes tão complexos que pode se tornar difícil no futuro determinar onde começa e termina o computador e onde estão os dados que utilizamos As aplicações exigem cada vez mais uma maior capacidade de processamento e armazenamento de dados. Sistemas especialistas, sistemas multimídia (combinação de textos, gráficos, imagens e sons), banco de dados distribuídos e redes neurais, são apenas alguns exemplos dessas necessidades. Uma das principais características dessa geração é a simplificação e miniaturização do computador, além de melhor desempenho e maior capacidade de armazenamento. Tudo isso, com os preços cada vez mais acessíveis. 26