Primórdios da computação e histórico dos Computadores

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1 Infra-Estrutura de Hardware Primórdios da computação e histórico dos Computadores Prof. Edilberto Silva edilms@yahoo.com Sumário Conceituação Histórico Computadores Mecânicos Computadores Eletrônicos (Primeira geração) Computadores Eletrônicos (Segunda Geração) Computadores Eletrônicos (Terceira Geração) Computadores Eletrônicos (Quarta geração) Conclusão

2 Conceituação Processamento de Dados Tradução do termo inglês Data Processing, pode ser visto como uma série de atividades realizadas ordenadamente, com o objetivo de produzir um arranjo determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente. A manipulação das informações coletadas no início da atividade chama-se processamento As informações iniciais são usualmente denominadas dados Os termos dado e informação podem ser tratados como sinônimos ou como termos distintos; dado pode ser definido como a matéria-prima originalmente obtida de uma ou mais fontes (etapa de coleta) e informação, como o resultado do processamento, isto é, o dado processado ou "acabado" Conceituação Etapas básicas de um processamento de dados Dados Processamento Resultado: informação

3 Conceituação Exemplo: o processamento eletrônico de dados (PED) de itens do estoque de uma empresa 1 a etapa: deseja-se apenas atualizar as informações de estoque para uso do almoxarifado e, nesse caso, os dados (de entrada) são itens recebidos e retirados em um dia, bem como a posição do dia anterior o processamento consistirá, basicamente, em operações aritméticas de soma e subtração (além de outras não principais) como resultado (de saída), obtêm-se informações sobre a nova posição do estoque. Conceituação Exemplo: o processamento eletrônico de dados (PED) de itens do estoque de uma empresa 2 a etapa: Pode-se ter um outro tipo de processamento, agora para produzir informações para um outro nível de tomada de decisão Nesse caso, utiliza-se como dados a posição do estoque (informação no processamento anterior) O processamento verificará quais itens estão abaixo de um mínimo, e na saída obtém-se a nova informação (itens especificamente selecionados)

4 Conceituação A busca de técnicas mais eficazes de processamento de dados, aliada ao natural avanço tecnológico em diversos outros ramos de atividade, como a eletrônica e a mecânica, por exemplo, conduziu o mundo ao desenvolvimento de equipamentos de PED - os computadores - capazes de coletar, armazenar e processar dados muito mais rapidamente que os antigos meios manuais. Sistemas Conjunto de partes coordenadas que concorrem para a realização de um determinado objetivo Sistemas de Processamento de Dados São aqueles responsáveis pela coleta, armazenamento, processamento e recuperação, em equipamentos de processamento eletrônico, dos dados necessários ao funcionamento de um outro sistema maior: o sistema de informações Compreende duas partes: o sistema de computação (o computador e os programas básicos), normalmente fornecido completo pelo fabricante os sistemas de aplicação, desenvolvidos pelo usuário ou por terceiros, especificamente dedicados à aplicação de interesse do usuário.

5 Sistemas de Informação Conjunto de métodos, processos e equipamentos necessários para se obter, processar e utilizar informações dentro da empresa Desta forma, ele compreende não só o SPD, como também todos os procedimentos manuais necessários a prover informações para um determinado nível de decisão de uma organização Se desenvolvem segundo duas dimensões: os componentes da organização, isto é, seus diversos setore funcionais o nível de decisão, com os níveis operacional (de execução corriqueira e imediata, de competência dos menores escalões), gerencial (de nível intermediário, de competência da gerência setorial) e alta administração (de nível estratégico, de competência da diretoria) Sistemas de Computação Hardware O conjunto formado pelos circuitos e partes eletromecânicas de um computador é conhecido como hardware É a parte física, visível do computador Software consiste em programas, de qualquer tipo e em qualquer linguagem, que são introduzidos na máquina para fazêla trabalhar, passo a passo, e produzir algum resultado O hardware sozinho não funciona sem instruções (software) sobre o que e quando fazer

6 mecânicos Máquina de Pascal (1642) Blaise Pascal construiu um contador mecânico que realizava operações aritméticas de soma e subtração através de rodas e engrenagens dentadas A máquina baseava-se na existência de um disco para cada potência de 10, sendo que cada um destes era dotado de 10 dígitos (de 0 a 9) Embora fosse capaz de realizar apenas adições e subtrações, outras operações, como multiplicações e divisões podiam ser realizadas através da combinação das primeiras mecânicos Máquina de Pascal (1642) O calculador de Pascal apresentou duas significativas inovações tecnológicas para sua época: permitia o uso de "vai 1", passado automaticamente para a parcela seguinte utilizava o conceito de complemento para realizar operações aritméticas de subtração através de soma de complemento (este conceito é até hoje essencialmente a base de funcionamento dos circuitos de operação aritmética em ponto fixo dos computadores)

7 mecânicos Máquina de Pascal (1642) mecânicos Máquinas de Babbage (século XIX) Charles Babbage, matemático e engenheiro britânico, projetou dois tipos de máquina A máquina de diferenças, dispositivo mecânico que só realizava adições e subtrações (como a máquina de Pascal) e cujos cálculos se baseavam no processo de diferenças finitas, pelo qual é possível calcular fórmulas (até com polinômios e funções trigonométricas) utilizando apenas a operação de adição

8 mecânicos Máquinas de Babbage (século XIX) A máquina analítica, capaz de armazenar números de 20 algarismos e que possuía um programa que podia modificar o funcionamento da máquina, fazendo-a realizar diferentes cálculos Mesmos componentes que um computador atual: memória (rodas dentadas de contagem), processador (quatro operações aritméticas), unidade de controle (sistema de cartões perfurados para realizar uma certa operação), saída (impressora ou um perfurador de cartões) mecânicos Máquinas de Babbage (século XIX)

9 mecânicos Máquina de Hollerith (1880) Para resolver era a computação de dados do censo dos Estados Unidos, o estatístico Herman Hollerith teve a idéia de processar dados a partir de cartões perfurados O tempo de processamento dos dados do censo baixou de 8 para 3 anos A tecnologia de cartões perfurados foi adotada rapidamente por diversos países da Europa, difundindo a utilização das máquinas Hollerith em nível mundial e por longo tempo Hollerith fundou uma companhia, a Tabulating Machine Company que passaria a fazer parte da IBM mecânicos Máquina de Hollerith (1880) Cartão de Hollerith

10 Primeira geração ( ) 1955) O primeiro computador eletrônico e digital, construído no mundo para emprego geral, isto é, com programa de instruções que podiam alterar o tipo de cálculo a ser realizado com os dados, foi denominado ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) ) e foi projetado de 1943 a 1946, tendo funcionado daí em diante até 1955, quando foi desmontado O ENIAC era uma máquina gigantesca, contendo mais de válvulas e 800 quilômetros de cabos Pesava cerca de 30 toneladas e consumia uma enorme quantidade de eletricidade, além do consumo de válvulas, que queimavam com grande freqüência devido ao calor Primeira geração ( ) 1955) O ENIAC era extremamente rápido para sua época, realizando cerca de operações por segundo Possuía 20 registradores, cada um deles podendo armazenar um valor numérico de 10 dígitos Era uma máquina decimal (não binária) e, por isso, cada dígito era representado por um anel de 10 válvulas, uma das quais estava ligada em cada instante, indicando o algarismo desejado

11 Primeira geração ( ) Válvula Primeira geração ( ) 1955) ENIAC

12 Primeira geração ( ) 1955) Em 1946, von Neumann e vários outros cientistas em Princeton iniciaram a construção de uma nova máquina, um computador eletrônico de programa armazenado, o IAS Características básicas do IAS: quatro unidades principais: memória, UCP, UC e E/S memória com posições ( palavras), cada uma podendo armazenar um valor com 40 bits Dados (valores numéricos) e instruções representados da mesma forma binária e armazenados na mesma memória 21 instruções de 20 bits cada uma, constituídas de 2 campos, um com 8 bits (código de operação) e o outro com 12 bits (endereço), para localizar cada uma das palavras, endereçadas de 000 a 999 (embora pudesse endereçar 4096 (212 = 4K) posições de memória, pois o IAS somente possuía endereços

13 Primeira geração ( ) 1955) Von Neumann e o IAS Primeira geração ( ) 1955) Arquitetura original da máquina de Von Neumann: Unidade de Controle Memória Unidade lógicoaritmética Acumulador Entrada Saída

14 Segunda geração ( ) Outras fabricantes de computadores: A Digital Equipment Corporation (DEC) lança a linha PDP A Control Data Corporation (CDC) lança, em 1964, o CDC-6000, voltado primariamente para o processamento científico Unidades aritméticas e lógicas e de controle mais complexas Linguagens de programação de nível superior ao das linguagens Assembly da época (na realidade, o FORTRAN para o IBM 704, em 1957, era ainda de primeira geração) IBM 7090, de 3 milhões de dólares, utilizado em aplicações inovadoras (defesa anti-mísseis, da Força Aérea Americana, sistema de reservas de passagens aéreas) Segunda geração ( ) No início dos anos 60, a IBM passa a produzir a linha IBM 7040, menos poderosos que seus predecessores, mas de custo bastante inferior Na Digital, surge o PDP 8, com arquitetura de 18 bits e com o primeiro sistema operacional de time-sharing do mundo Tinha memória de 4 K e interface para teleimpressora, leitora de papel perfurado e leitora de cartões perfurados

15 Segunda geração ( ) Transistor Segunda geração ( ) 1965) CDC-6000

16 Segunda geração ( ) 1965) IBM-704 PDP-8 Segunda geração ( ) 1965) IBM-7040 IBM-7090

17 Terceira geração ( ) conceito de família de computadores unidade de controle com microprogramação em vez das tradicionais unidades de controle no hardware emprego da técnica de multiprogramação elevada capacidade de processamento memória principal orientada a byte A IBM inventa o disco rígido e o disco flexível Terceira geração ( ) Primeira UCP encapsulada num único circuito integrado O 4004 integrava transistores - realizava operações com palavras binárias de 4 bits Freqüência do clock de 108 KHz Endereçamento de dados de até 1 Kbyte e de programas de até 4 Kbytes

18 Terceira geração ( ) 1970) Circuito integrado Terceira geração ( ) 1970) Disco rígido Disco flexível

19 Terceira geração ( ) 1970) Família IBM-360 Terceira geração ( ) 1970) Família PDP-11

20 Quarta geração ( ??) Dispositivos capazes de armazenar, em um único invólucro, milhares e até milhões de diminutos componentes (VLSI) Altair 8800: primeiro computador pessoal como máquina comercial, construído no fim de 1974 Microprocessador Intel 8080, com um clock de 2MHz, memória RAM de 256 Kbytes e a interface com o usuário implementada por um conjunto de chaves octais disponíveis em seu painel Vendido em forma de kit por US$395,00 e montado por US$100,00 Quarta geração ( ??) IBM PC (1980), primeiro sucesso comercial da computação pessoal Baixo custo" (US$ 5.000,00) e fácil utilização (teclado, monitor de vídeo de fósforo verde e Sistema Operacional MS-DOS)

21 Quarta geração ( ??) VLSI Quarta geração ( ??) IBM Unidade de disco IBM 2314

22 Quarta geração ( ??) Burroughs 6700 IBM 4341 Quarta geração ( ??) Unidade de disco IBM RS/6000

23 Quarta geração ( ??) Altair 8800 IBM PC Conclusão O desenvolvimento em áreas tais como a Multimídia, a Inteligência Artificial e as Redes de Computadores estão tornando essas máquinas cada vez mais importantes para o ser humano, e fazendo da indústria da informática um dos negócios mais promissores O avanço vertiginoso vem superando todas as expectativas...

24 Conclusão Algumas previsões [Fonte: Veja, 17/06/2002]: 1946 Previsão: Realidade: 1977 Previsão: Realidade: No futuro, os computadores pesarão 1 tonelada (Popular Mechanics) Meta Pad, computador com 280 gr Não há razão para que um indivíduo tenha um computador em casa (K. Olsen, presidente da Digital, atual Compaq) Nos EUA, 2/3 dos domicílios possuem um computador. No Brasil, são 1/10. Conclusão Algumas previsões [Fonte: Veja, 17/06/2002]: 1981 Previsão: O mercado potencial de PCs seria, no máximo de 25 milhões de unidades (executivos da IBM) Realidade: Até abril de 2002, já tinham sido vendidos 1 bilhão de PCs no mundo 1981 Previsão: Não há motivo para ser querer micros com mais de 64 KB de memória (Bill Gates) Realidade: Já se vendem micros com 256 MB de memória, 4000 vezes mais que o limite de Gates.

25 F I M Perguntas...