Introdução aos computadores
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- Juliana Bento de Mendonça
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1 Introdução aos computadores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 1
2 Primeiro objeto de cálculo Ábaco - desde 3000 A.C. Usado ainda hoje (China, por exemplo) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 2
3 Primeiro somador mecânico 1642 Blaise Pascal (filho de um cobrador de impostos ) Primeiro e vai um automático Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 3
4 Primeira automatização 1801 Joseph- Marie Jacquard Máquina de tecer com cartões perfurados Causou motins contra as máquinas substituirem as pessoas Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 4
5 Primeira grande aplicação Recenseamento em 1890 nos Estados Unidos Hollerith Tabulating Company Deu origem à IBM em 1924 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 5
6 Primeiras aplicações de dados 1959 ERMA Processamento automático de dados Produção automatizada de cheques Início do verdadeiro impacte na sociedade e no mercado de trabalho Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 6
7 Primeiro computador mecânico 1822 Charles Babbage Difference Engine Máquina para calcular tabelas Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 7
8 Primeiro computador eletromecânico 1944 Harvard Mark I Usado no cálculo de tabelas matemáticas e navegação Objetivo semelhante à máquina de Babbage 3 segundos para uma multiplicação de 10 dígitos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 8
9 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 9
10 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 10
11 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 11
12 Primeiro computador comercial 1952 UNIVAC Fez uma previsão correta dos resultados da eleição presidencial de Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 12
13 1965 Primeiro minicomputador DEC PDP-8 Começo da era do down-sizing Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 13
14 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 14
15 Primeiro computador pessoal 1975 ALTAIR Preço: $375 Memória: 256 bytes PCs actuais: 4 a 16 Giga bytes! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 15
16 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 16
17 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 17
18 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 18
19 80386 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 19
20 Pentium 4 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 20
21 Core i5 e i7 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 21
22 Core i7q (4 núcleos) Há Core i7 com 6 núcleos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 22
23 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 23
24 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)! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 24
25 Sockets 2011 pinos! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 25
26 Os processadores dissipam toda a energia em calor (até 250 W). Dissipadores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 26
27 Dissipadores laptops Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 27
28 O PC desktop O site contém informação sobre toda a tecnologia PC. Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 28
29 A placa mãe (motherboard) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 29
30 Laptops Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 30
31 Netbooks Processador típico: Intel Atom (cerca de metade do desempenho do processador de um laptop) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 31
32 (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 32
33 Evolução da venda de PCs Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 33
34 Evolução da venda de tablets Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 34
35 Tablets ipad (ios) Galaxy (Android) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 35
36 Windows 8 Os tablets influenciaram muito o Windows 8 O problema é que ficou com dupla personalidade! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 36
37 Microsoft Surface RT Baseado no ARM Pro Baseado no Core i5 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 37
38 Variantes do Surface Surface RT Outubro 2012 Processador Nvidia Tegra 3 (1300 MHz quad-core ARM Cortex-A9) Corre Windows 8 RT e uma versão light do Office, mas não é compatível com PCs a nível de outras aplicações! Surface Pro Fevereiro 2013 Processador Dual-core 1.7 GHz Intel Core i5-3317u Corre Windows 8 Pro e Office Totalmente compatível com PCs. Não é líquido que a Microsoft domine a longo prazo! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 38
39 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 ( 1 milhão servidores) Amazon ( servidores) Microsoft ( servidores) Facebook ( servidores) 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 39
40 Exemplo: Google Data Center Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 40
41 Centros de dados Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 41
42 Sala de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 42
43 Blue Gene - supercomputador Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 43
44 Racks de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 44
45 Racks de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 45
46 Racks de servidores Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 46
47 Antes dos racks Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 47
48 Com racks Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 48
49 Racks Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 49
50 Servidores 2U 2 x quad-core Xeon (Intel) 1 x dual-core Power5 (IBM) 2 x dual-core Opteron (AMD) 1 x eight-core SPARC T4 (Oracle antiga SUN) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 50
51 Painéis frontal e posterior Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 51
52 Interior de um servidor 1U Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 52
53 Blades servers compactos Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 53
54 Racks de blades Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 54
55 Memória (RAM) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 55
56 Armazenamento (discos) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 56
57 SSDs (Solid State Drives) Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 57
58 Rede simples Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 58
59 Switches Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 59
60 Painéis, switches, patch cords Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 60
61 Cabo UTP Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 61
62 Fibra Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 62
63 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: Consolas (jogos, set-top boxes) Equipamento de escritório (routers, switches, impressoras, copiadoras) Eletrodomésticos (TVs, máquinas de lavar, etc) Automóveis, aviões ATMs, POS (terminais MB, registadoras) Sensores, atuadores, controladores Smart cards, RFIDs Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 63
64 Sistemas de informação N-tier Cada tier pode ter vários servidores O Fenix é um exemplo desta arquitetura Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 64
65 Arquitetura típica de um PC Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 65
66 Automóvel informatizado Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 66
67 Smart cards Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 67
68 RFIDs Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 68
69 Wearable computers Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 69
70 O futuro?! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 70
71 Conclusões Estamos rodeados de computadores (mais do que pensamos!) Um telemóvel tem vários (principal, displays, SIM, câmara) Um carro tem várias dezenas (principal, 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 saber usar computadores para o benefício da Humanidade Precisamos de perceber como funcionam! Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 71
72 Arquitetura de Computadores Introdução aos computadores 72
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