A régua de cálculo (The Slide Rule)

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1 A Evolução do Computador Prof. Lorí Viali, Dr. Htp:// Evolução tecnológica (do computador), iniciando com os primeiros instrumentos de calcular e terminando com a www. O Ábaco (The Abacus) O ábaco teve sua origem em 1200 AC na China, onde é conhecido como suan-pan. O nome latino deriva do grego abax ou abakon (tabela ou tablet), que por sua vez deriva da palavra semítica abq (areia) (IFRAH, 2000) O ábaco chinês, baseado no sistema hexadecimal, possui duas contas na parte superior e cinco na parte inferior, permitindo o uso de valores de zero à quinze. No Japão foi retirada uma das contas superiores, de modo a usar números entre zero e dez, de acordo com o sistema decimal japonês, o que levou à origem do Soroban. Ainda hoje, as escolas japonesas ensinam cálculos utilizando o soroban. 1

2 O Uso do Ábaco na sala de Aula Imenes A régua de cálculo (The Slide Rule) A régua de cálculo foi criada em 1638 pelo padre inglês William Oughtred ( ), baseando-se na tábua de logaritmos que tinha sido criada em 1614 por John Napier ( ). Napier inventou, também, uma forma alternativa as tabelas, onde os logaritmos eram esculpidos em bastões de marfim que ficaram conhecidos como ossos de Napier. Esta invenção de Napier, levou diretamente a invenção da régua de cálculo. Criada inicialmente na Inglaterra e utilizada ainda em 1960 pelos engenheiros da NASA nos projetos Mercury, Gemini e Apollo. Antes da criação da calculadora ela era a ferramenta de cálculo mais comum na ciência e engenharia. Continuou sendo utilizada até aproximadamente 1974 quando a popularização das calculadoras tornou-a obsoleta. 2

3 Outros modelos As máquinas de calcular (The Mechanical Calculators ) A Pascalina foi construída entre 1642 e 1644, quando Pascal tinha cerca de 20 anos. Permitia fazer adições e subtrações. Foram construídas cerca de 50 máquinas. Blaise Pascal ( ) foi um matemático e filósofo francês que é considerado junto com Pierre de Fermat ( ) os precursores da teoria da probabilidade. Em 1672, a calculadora de Gottfried Wilhem Leibniz conseguia fazer cálculos envolvendo as quatro operações e extrair a raiz quadrada. 3

4 Gottfried Wilhem von Leibniz ( ) foi um matemático e filósofo alemão que desenvolveu o cálculo e a notação que hoje é utilizada. Contudo ele nunca pensou no conceito de derivada como um limite. A revolução das máquinas de calcular ocorreu entre os anos de 1960 e Foi durante este período que elas passaram de mecânicas para eletrônicas. Já o computador parece ter derivado dos primeiros teares que começaram a utilizar cartões perfurados. Algumas calculadoras mecânicas Odhner, Suíça, 1874 Monroe LN-160X, Holanda, 1911 Comptometer, USA, 1884 Brunsviga 10, Alemanha, 1932 Curta, Liechtenstein, 1947 Algumas calculadoras eletrônicas Anita Mk VII, Inglaterra, Foi a primeira calculadora deste tipo. Utilizava válvulas. Facit C1-13, Suécia, 1950 Sharp Compet CS10A, Japão, Umas das primeiras totalmente transistorizadas. 4

5 Algumas calculadoras eletrônicas Rapidman 1208LC, USA, Primeira com tela de LCD. Victor 3900, USA, Primeira calculadora a utilizar circuitos integrados. A calculadora de mão Um dos primeiros produtos a fazer uso dos CI foram as calculadoras de mão ou de bolso (Poket calculator). O lançamento deste tipo de produto aconteceu em A Sharp Compet QT-8B foi a primeira calculadora com chip do mundo a utilizar pilhas. Foi lançada em A calculadora de bolso A Canon Pocketronic foi uma das primeiras calculadoras de bolso (!) a pilha. Ela não tinha visor. Os resultados eram impressos em uma fita de papel térmico. Foi lançada no Japão em 1970 e nos EUA em A calculadora de bolso A criação da calculadora em um Chip permitiu a produção da primeira calculadora verdadeiramente de bolso, a Busicom LE-120A "HANDY. Foi a primeira com tela de LED. Produzida no Japão pela Nippon. Em 1804, o mecânico francês, Joseph Marie Jacquard ( ), dono de uma tecelagem, começou a utilizar cartões perfurados nos teares. Em meados de 1822, um cientista inglês, chamado Charles Babbage, desenvolveu uma máquina diferencial, que fazia cálculos com funções trigonométricas e logaritmos, essa máquina, utilizava os cartões perfurados de Jacquard. 5

6 Em 1834, Charles Babbage, desenvolveu outra máquina que executava as operações básicas, somar, subtrair, multiplicar e dividir, e também era capaz de armazenar dados em uma memória e imprimir os resultados. Contudo a conclusão da máquina só ocorreu alguns anos após sua morte. Ela foi a base utilizada para a estrutura dos computadores utilizados atualmente, isso fez com que Charles Babbage fosse considerado como o "Pai do Computador". Em 1840, Ada Lovelace ou Ada Augusta Byron King, Condessa de Lovelace ( ) a primeira programadora, sugere que o sistema binário deve ser utilizado para armazenar dados, ao invés, do decimal. Durante um período de nove meses entre os anos de 1842 e 1843, Ada criou um algoritmo para o cálculo da sequência de Bernoulli usando a máquina analítica de Charles Babbage. Em 1850, George Boole ( ), matemático e filosófo britânico, deselvolveu a Álgebra Booleana que mais tarde seria utilizada no projeto dos circuitos dos computadores. Máquina perfuradora de cartões de Hollerith Em 1890, Hermann Hollerith ( ), para acelerar o trabalho do censo nos Estados Unidos, desenvolveu um equipamento utilizando os cartões idealizados por Jacquard. Conseguiu apurar o censo no tempo recorde de um ano, quando o próprio censo levou 8 anos para ser realizado. Hermann Hollerith e o cartão perfurado 6

7 Em 1896, o sucesso de Hollerith era tanto que ele fundou a Tabulation Machine Company, que fundiu-se com duas empresas e formou a Computing Tabulation Recording Company. Depois da morte de Hollerith a CTRC mudou de nome e se tornou a IBM (Internacional Business Machine). Em 1906, a válvula (vacuum tube) foi inventada pelo físico americano Lee De Forest ( ). Iniciando em 1927 Vannevar Bush ( ) construiu o Analisador Diferencial, um computador analógico para resolver equações diferenciais com até 18 variáveis. Uma consequência deste trabalho, no MIT, foi o início da teoria dos circuitos digitais por Claude Shannon ( ) que era dos seus alunos de pós-graduação. Em 1941 o alemão Konrad Zuse ( ), completou o primeiro computador programável projetado para resolver equações complexas de engenharia. A máquina denominada de Z3 foi a primeira a trabalhar com o sistema binário ao invés do decimal. O computador era programado por fita perfurada e apresentava os resultados da mesma forma. Em parceria com a marinha Norte-Americana, a IBM construiu, em 1943, na universidade de Harvard, o Mark I, totalmente eletromecânico, com 17 m de comprimento, 2,5 m de altura e 5 toneladas. O projeto foi do professor de Harvard Dr. Howard Aitken. 7

8 Detalhes do controle e da entrada e saída de dados O Mark I tinha 60 conjuntos de 24 chaves para a entrada manual de dados e podia armazenar 72 números, cada um com 23 dígitos decimais. Podia realizar 3 adições e subtrações em um segundo. A multiplicação demorava 6 segundos e a divisão 15,3 segundos. O cálculo de um logarítmo ou de um valor trigonométrico demorava mais de um minuto. O MARK I prestou seus serviços de matemática na Universidade de Harvard por 16 anos, apesar de não ter feito muito sucesso, pois já era obsoleto antes mesmo de ser construído. Em 1941, Konrad Zuse, na Alemanha, já tinha criado os modelos de teste Z1 e Z2, completando logo depois um computador operacional (o Z3), que era controlado por um programa e baseado no sistema binário. Ele era muito menor e de construção bem mais barata do que o MARK I. A segunda guerra mundial incentivou o desenvolvimento de computadores. Em 1943, sob a liderança de Alan Turing ( ) foi projetado o Colossus, computador inglês que tinha a função de decifrar os códigos de mensagens trocadas pelos alemães. O Colossus Utilizava símbolos perfurados em fitas de papel que processava a uma velocidade de 25 mil caracteres por segundo. Ele tinha a missão de quebrar códigos alemães ultrasecretos produzidos por um tipo de máquina de codificação chamada Enigma. O Colossus foi o primeiro computador digital eletrônico programável. Ele e seus sucessores foram utilizados pelos decifradores de código britânicos para decifrar mensagens alemães durante a segunda Guerra. O Colossus e suas operadoras. 8

9 Em 1945 John von Neumann ( ), nascido Margittai Neumann János Lajos, apresentou um artigo definindo o conceito de programa armazenável. Ele propôs que as instruções, lidas na época, por cartões perfurados, fossem gravadas na memória do computador; o que faria sua execução e leitura mais rápidas. Hoje a sua proposta conhecida como arquitetura de Von Neumann e é utilizada em praticamente todos os computadores. O ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), de 1946, foi o primeiro computador eletrônico de propósito geral. Ele era um computador digital Touring-completo. Ele foi o primeiro computador digital capaz de ser reprogramado para resolver um conjunto completo de problemas [SHURKIN, 1966]. Glen Beck (ao fundo) and Betty Snyder (na frente) programam o ENIAC no Laboratório de Pesquisa Balística em Maryland. A primeira geracão dos computadores programáveis modernos foi construída em Eles incluiam memória (RAM). Eles eram bem menores que o ENIAC e utilizavam apenas 2500 válvulas. O ENIAC tinha mais de Em 16 de dezembro de 1947 o transistor foi inventado, nos laboratórios da Bell Telephone por William B. Shockley ( ), John Bardeen ( ) e Walter Brattain ( ). A invenção rendeu aos três cientistas o prêmio nobel de Transistor = Transconductance + Resist istance 9

10 Computers in the future will contain 1,000 vacuum tubes and probably weigh more than 1,5 tons. (Popular Mechanics Magazine, 1949). Visionários Os inventores, o transistor (isolado) e um chip (circuito integrado) conjunto de transistores). Este grupo incluia os computadores Manchester MARK-I, o EDVAC e o UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) de 1951, que foi o primeiro computador disponível comercialmente. Neste ano também foi inventada a memória magnética. UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) Um tipo de válvula e o tambor magnético de memória do UNIVAC. Em 1952 a IBM decide adicionar os computadores a sua linha de produtos. O primeiro modelo a ser produzido foi o IBM 701 COM 1 Kb de RAM. Foi o primeiro computador a utilizar um drive de fita. 10

11 30/3/2012 Codename: introduced CPU CPU speed IBM bit word length A multiplication takes milliseconds and addition takes milliseconds. Memory The memory capacity is 2048 words of 36 bit length (about 9 kb). The memory consist of 72 tubes each 1024 bits. The hard disk is of the magnetic drum type with a capacity of 9 Kb, access time 40 milliseconds writing speed 3.6 kb/sec. A tape drive with a capacity of 1.2 Mb. Tape read speed is 5.6 kb/ sec. The printer prints 150 lines per minute. The card unit reads 150 cards/minute and punches 100 per minute, each card can hold 108 bytes. n.a. peripherals OS Em 1953 a IBM introduz o primeiro IBM 701 IBM 650 computador de massa, o tipo 650, também comhecido como Computador de Tambor Magnético. É uma máquina entre um mainframe e um micro. Mais tarde este tipo de máquina foi minicomputador. denominado de Aproximadamente 650 unidades foram vendidas. Em 1954, John W. Backus ( ), então Ainda em 1954 a IBM apresenta o IBM funcionário da IBM, projeta a 726. Este computador com base em fita podia linguagem de programação escrever 100 caracteres por polegada e ler 75 FORTRAN (FORmula TRANslator). primeira Ela foi linguagem a de polegadas de fita por segundo. Este tipo de drive foi padrão por vários anos e fazia parte de todos os computadores da empresa. programação de alto nível. 11

12 IBM Jack Tramiel ( ) inicia a empresa Commodore. A empresa foi a pioneira na fabricação de PCs, um termo que ainda nem tinha sido inventado. Foi a que incentivou a indústria dos computadores pessoais. Comercializou máquinas como o Commodore C64, o VIC20 e o Amiga. Commodore C64 Em 1955 o IBM série 702, o primeiro computador totalmente construído com transistores é colocado no mercado. Commodore Amiga 1000 Commodore V20 Em 1956 a IBM lança o RAMAC350 (Random Access Method of Accouting and Control) o disco magnético de memória, com capacidade de 5 Mb. - O primeiro SO é projetado por Robert L. Patrick e Owen Mock. Ele recebeu o nome de GM/NAA-I/O e foi instalado no IBM Pesquisadores do MIT iniciam experiências com a inserção direta de dados via teclado. - Jack St. Clair Kilby ( ) da Texas Instruments construiu o primeiro CI (Circuíto Integrado), contendo 5 componentes. 12

13 Eu viajei por todo o país e falei com as melhores pessoas e eu posso garantir que o processamento de dados é uma moda que não vai durar um ano. (Editor de negócios da editora Prentice Hall) Visionários - Em 1959 aproximadamente 200 linguagens de programação já tinham sido criadas. - Engenheiros da IBM completaram a primeira linha de produção totalmente automatizada de transistores. - Primeiro pacote de software é vendido pela empresa Computer Science. Em 1960 é criada uma classificação dos CI para organizar as centenas então existentes. Levando em conta quantos transistores eram integrados em um único chip: SSI (Small Scale Integration) : 64 MSI (Medium Scale Integration): 1024 LSI (Large Scale Integration) : VLSI (Very Large Scale Integration) > SVLSI (Super...) : > Em 1963 o ASCII (American Standard Code for Information Interchange) foi introduzido. Ele foi desenvolvido pelo governo dos EUA e pela indústria de computadores. O projetista chefe foi Bob Bemer ( ). Em 1964 a IBM lança a família 360, após 5 anos de desenvolvimento. A máquina começou a ser comercializada em 1965 e iniciou a terceira geração do computador. Os circuítos de controle eram armazenados em chips. Esta estratégia tornou os computadores compatíveis entre si. Foi um dos projetos mais bem sucedidos da história dos computadores. IBM 360 num museu de Munique. 13

14 - A linguagem BASIC é criada pelos professores Thomas Kurtz ( ) e John G. Kemeny ( ). - A Epson inventa a impressora matricial. - A primeira LAN (Local Area Network) é desenvolvida no centro de pesquisa da Xerox em Palo Alto, CA. - A CDC (Control Data Computer) desenvolve o primeiro supercomputador de uso comercial. Eu penso que existe um mercado mundial para talvez cinco computadores. (Thomas J. Watson, presidente da IBM sobre o primeiro mainframe da empresa em produzido em 1943). Não existe evidência de que Watson tenha dito esta frase. Visionários - Ted Nelson ( ) cunhou o termo hipertexto e hipermídia num artigo apresentado na vigésima conferência nacional da ACM. - Douglas Engelbart ( ) produz o primeiro protótipo de um mouse. - O Sitema Compatível de Tempo Compartilhado ou Compatible Time-Sharing System (CTSS), permite que vários usuários utilizem um único computador. Em 1966 a Texas Instruments fundada, neste mesmo ano, inventa a calculadora de mão, por uma equipe que incluia Jerry D. Merryman, James H. Van Tassel e Jack St. Clair Kilby ( ). - Em 1967 uma equipe liderada por David Noble, da IBM, inicia o processo de desenvolvimento do primeiro disco flexível. - A primeira calculadora de escritório é comercializada com o nome de Anita Mark 8. Ela foi projetada por Norman Kitz. - Iniciado o desenvolvimento da Arpanet. - Em 1968 primeira demonstração pública do mouse, teclado, do teclado numérico e das janelas, por Douglas Engelbart, em uma conferência em São Francisco. Ele mostrou o uso do processador de texto, do hipertexto e do trabalho colaborativo remoto. - A HP anuncia a calculadora HP 9100A com visor CRT e preço de venda de $ A primeira ATM é colocada numa rua de Londres pelo banco Barclay. 14

15 - Em 1969 a rede ARPA é formada. - O sistema operacional Unix é desenvolvido. - A Intel anuncia o chip de 1 Kb de memória. - O computador de cozinha (Kitchen Computer) Honeywell H316 é vendido por catálogo. Ele podia ser programado para tarefas como pontos de golfe, investimentos, planejamento de jantares, etc. Custava $10600,00. Honeywell Kitchen Computer - Em 1971 Ray Tomlinson ( ) da Bolt Beranek e Newmann enviou a primeira mensagem de . - Em 1972, várias calculadoras surgem no mercado. - A HP lança a HP 35, sua primeira calculadora. - Fundada a companhia Atari. O jogo Pong é criado. A HP 35 recebe o prêmio, de Marco da Indústria, do IEEE - A ARPAnet é demonstrada no CS-ACM em Washington. - A Xerox decide construir um PC para ser utilizado em pesquisa. - A primeira impressora a laser, da Xerox, é apresentada. Primeira impressora a laser. Criada pela Xerox em

16 - Em 1973, os engenheiros da IBM lançam o 3740 equipado com disquetes de 8. Estes disquetes tinham o dobro da capacidade dos anteriores, de 1971, 250 mil caracteres. - A Sharp japonesa desenvolve a tecnologia LCD (Liquid Crystal Display) para as calculadoras. - A Internet é formada por 25 computadores. O mercado potencial mundial para uma copiadora é no máximo de 5000 unidades. (IBM, para os fundadores da Xerox, dizendo que a copiadora não tinha mercado suficiente para justificar a produção em 1959). Visionários - A DEC cria o Data Communication Message Protocol (DDCMP) um padrão para a comunicação futura entre computadores. - O UPC (Universal Product Code) é desenvolvido. - Inicia o TCP na Universidade de Stanford. - Alan Kay ( ) desenvolve o precursor do PC com base na Smalltalk, utilizando icones, gráficos e um mouse. Em 1975, Ed Roberts ( ) considerado o pai do microcomputador projetou o Altair 8800, que foi produzido pela Micro Instrumentation and Telemetry Systems (MITS). No mesmo ano dois jovens hackers, William Gates ( ) e Paul Allen ( ) propõe a MITS o compilador BASIC. Com esta venda a Microsoft foi criada. Altair 8800 com o sistema de disco flexível de 8. Em 1977 Steve Jobs ( ) e Stephen Gary Wozniak ( ) projetaram e construíram o primeiro microcomputador Apple II. Cópia original da fita de papel com o programa de 8K, em BASIC, do Altair. 16

17 Em 1977 o sistema operacional CP/M foi desenvolvido pela Digital Research e Gary Kildall. Desde sua introdução até 1980 ele foi utilizado em muitos PCs, mas ele não podia ser universal devido aos diferentes sistemas de entrada utilizados pelos fabricantes. Em 1978 a Apple lança o disquete, permitindo outra forma de armazenar dados além da pouco confiável fita cassete. A era dos PCs (Personal Computer). Fita cassete para guardar dados. Em 1980 o disco de 8 polegadas. armazenava 79,7 KB. Apesar da popularidade dos PCs as pessoas ainda não viam razão para comprar um calculadora cara quando existiam outras maneiras de fazer a mesma coisa. Contudo, em 1979, tudo mudou. Foi quando a planilha VisiCalc foi introduzida no Apple II. As pessoas que não tinham computador viram então uma razão para comprar um computador. O software criado por Dan Bricklin e Bob Frankston permitia ver o efeito que isto tinha no todoa a troca de um único número num orçamento. Era algo novo e valioso que só podia ser feito em um computador. Em 1980 a IBM oferece a Bill Gates a oportunidade para desenvolver o sistema operacional para o seu novo computador pessoal. A Microsoft obteve o seu grande sucesso e crescimento devido ao desenvolvimento do MS-Dos. Bill Gates comprou o Qdos que batizou de MS-Dos por $50000 da Seatlle Computer Products. Disco rígido em GB 250 kg e $

18 Dois eventos ocorreram em 1981 que impactaram o futuro do PC. A IBM lançou o IBM PC como uma ferramenta legítima de negócios. O produto era um sistema completo com opções de impressoras, monitores, placas de expansão e programas. Também tornou o sistema aberto de modo que outros fabricantes podiam desenvolver periféricos para o produto. O IBM PC e o Osborne I lançamentos de Visionários Não existe razão para que qualquer pessoa tenho um computador em casa. (Ken Olson, presidente, e dundador da DEC). O segundo evento foi a introdução do computador portátil, o Osborne 1. Este produto não foi apenas o primeiro computador portátil mas também o primeiro a ser vendido com software. Ele vinha com Basic, Cbasic, WordStar para processamento de texto e uma planilha a SuperCalc. Em apenas dois anos a empresa saiu do zero para um valor de 70 milhões de dólares e daí para a falência. Em 1980 mais de 100 empresas estavam fabricando PCs e cada um diferente e com software próprio. Quando a IBM entrou no mercado as empresas de software perceberam que escrever softwares compatíveis com o IBM PC seria lucrativo. O software para o Apple II tinha explodido para títulos e o IBM faria o mesmo. Em 20 anos mudamos para um novo tipo de armazenamento de dados 18

19 Em 20 anos mudamos para um novo tipo de armazenamento de dados Em 1981 a Hayes Micromodem lançou o MOdulator/DEModulator (MODEM) para o mercado de PCs. O modem tinha sido inventado pelo Bell Labs em 1960 para conectar mainframes e minicomputadores. O modem Hayes permitiu a comunicação dos PCs entre si e com os serviços online (CompuServe) que haviam iniciado em K será mais do que suficiente para qualquer um. Variação. Ninguém irá precisar mais do que 640 Kilobytes de memória em um PC. Visionários (Atribuído a Bill Gates, 1981 Gates negou ter dito qualquer uma das frases e não existe fonte verificável). Em 50 anos, migramos do ENIAC para os Laptops, notebooks, netbooks e tablets. Em 1983 o IBM XT foi lançado com um drive de 10 Mb, três placas de expansão, 128 K de Ram e um drive flexível de 360 Kb. Para a maioria dos compradores o drive de 10 Mb parecia grande para durar a vida toda. - Em 06 de agosto de 1991, Tim Berners-Lee introduz a www ao público. Neste mesmo ano a NSF abre a Internet para a utilização comercial. - Em 1993, o navegador Mosaic é lançado pelo NCSA (National Center for Supercomputing Applications) da Universidade de Illinois. - Em 1994 o navegador Netscape é lançado. 19

20 A mais rápida conquista conhecida que interligou países, grupos e indivíduos, independente de raça, gênero, religião ou costumes. IFRAH, Georges. The Universal History of Numbers, Wiley, KOPPLIN, John. An Illustrated History of Computers Part 1, tory/history.htm SHURKIN, Joel, Engines of the Mind: The Evolution of the Computer from Mainframes to Microprocessors TOUT, Nigel. Vintage Calculators Web Museum, A influência direta de Vannevar Bush ( ) no desenvolvimento da Internet teve origem no seu sistema visionário denominado de Memex. A idéia foi publicada em um artigo denominado de As We May Think publicado no periódico Atlantic Monthly em Julho de Somente agora, quase 50 após o sonho de Bush tornou-se totamente realizado com o desenvolvimento do PC e da WWW. Enigma era o nome de uma máquina electro-mecânica de criptografia com rotores, utilizada tanto para cifrar quanto para decifrar mensagens. A sua fama foi por ter sido adaptada pela forças alemãs a partir de A facilidade de uso e a suposta indecifrabilidade do código foram as principais razões para a sua popularidade. Alan Mathison Turing ( ) foi um matemático, lógico, criptoanalista e cientista computacional britânico. Formalizou o conceito de algoritmo e da computação com a máquina de Turing, tendo um papel decisivo na criação do computador moderno. Durante a Segunda Guerra trabalhou para a inteligência britânica no Bletchley Park, um centro especializado em quebra de códigos. Planejou uma série de técnicas para quebrar os códigos alemães, incluindo uma máquina eletromecânica que poderia quebrar os códigos da máquina Enigma. 20

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