A História do Computador

Transcrição

1 2010 A História do Computador CESAE

2 Índice Introdução... 3 Do ábaco ao computador pessoal... 3 A máquina de cálculo analítico ª Geração: tecnologia de válvulas ª Geração: Para muitos a invenção do século XX ª Geração: Os Circuitos Integrados ( ) ª Geração: C I`s de larga escala ( ) ª Geração: Integrados de uma escala Ultra larga ( hoje)... 7 Conclusão... 7

3 Introdução O poder dos computadores leva a informação a todas as pessoas e permite, que essas pessoas alterem a informação. A partir do momento que surgiram os primeiros computadores, a história e o avanço do poder de cálculo modificam a base de um computador. Os computadores da primeira geração serão analisados em separado, visto que cada novo modelo apresentava diferenças substanciais. Na segunda geração, serão analisadas características gerais dos computadores, já que eles eram muitos e observá-los em separado dava um resultado de várias páginas. Embora existam diferenças e discordâncias quanto as datas das gerações de computadores, serão aqui usadas datas aproximadas em todas as gerações abaixo referenciadas. Do ábaco ao computador pessoal Pode dizer-se com alguma segurança que a história dos computadores começou há mais de 5500 anos com o aparecimento do ábaco. Essas populares caixas de madeira, precursoras remotas da máquina de calcular, são ainda hoje utilizadas em vários países do Oriente e consistem numa moldura de madeira com contas enfiadas em arames esticados, dispostos horizontalmente. A deslocação das contas de acordo com regras próprias permite realizar operações aritméticas simples. A máquina de cálculo analítico Em 1642, Pascal ( ) inventou uma máquina de somar, designada pascalina, que pode ser considerada o primeiro computador digital. Com apenas 18 anos de idade Pascal criou essa máquina para ajudar o seu pai, cobrador de impostos, executava somas utilizando discos numerados, contudo a pascalina foi considerada um fracasso até pelo seu elevado custo não tendo sido construídas mais de 50. Mais tarde, Leibniz ( ) inventou uma máquina de cálculo que foi construída em Tanto a máquina de Pascal como a de Leibniz tiveram pouco uso até que, cem anos depois, Thomas de Colmar ( ), matemático francês, construiu a primeira verdadeira máquina de calcular. Essa máquina, então designada aritmómetro, realizava as quatro operações aritméticas: soma, subtracção, divisão e multiplicação. Em 1833, em Cambridge, Charles Babbage ( ) começou a desenhar uma máquina de cálculo, designada máquina diferencial. Essa máquina, totalmente automática,

4 deveria ser alimentada a vapor. O seu comando era executado por um programa com instruções fixas. Mas em 1843, Babbage perdeu o interesse pela máquina diferencial. Tinha-lhe surgido uma ideia mais atraente, a máquina analítica. Essa seria totalmente controlada por um programa. O projecto incluía o cálculo de operações com números com 50 casas decimais, capacidade de memória para mil posições, a possibilidade de imprimir os resultados e a entrada de dados através de cartões perfurados. Os cálculos programados permitiam realizar as operações mais comuns, incluindo a capacidade de transferência condicional que permitiria a execução dos comandos em qualquer ordem. Mas a máquina de Babbage nunca foi terminada. A principal razão para este insucesso foi o défice de tecnologia na mecânica de precisão da altura e a falta de interesse nos problemas que era suposto resolver. No entanto, podemos dizer que Babbage concebeu, com um avanço de 100 anos, o primeiro protótipo de um computador. Ada Byron King ( ), a filha de Lord Byron conhecida por Lady Lovelace, foi assistente e companheira de Babbage durante a construção da máquina analítica. Ada, uma das poucas mulheres a figurar na história dos computadores, foi uma matemática talentosa. Criou programas para a máquina e tornou-se, de facto, a primeira programadora de computadores do mundo Mark I Numa parceria da IBM com a marinha Norte-Americana, o Mark I era totalmente electromecânico: ele tinha cerca de 17 metros de comprimento por 2 metros e meio de altura e uma massa de cerca de 5 toneladas. O barulho do computador em funcionamento, segundo relatos da época, assemelhava-se a várias pessoas tricotando dentro de uma sala. Mark I continha nada menos que partes unidas por aproximadamente 80 km de fios. Ele foi o primeiro computador totalmente automático a ser usado para fins bélicos. Programa armazenado em memória Em 1945, John von Neumann ( ) sugeriu num estudo que a construção de um computador devia ter em conta a utilização do sistema de numeração binária e que as instruções e os dados por ele manipulados deviam ser armazenados em memória. Este conceito iria permitir construir computadores mais simples, sem necessidade de mudanças físicas durante a sua operação. Estas ideias tomaram-se essenciais para a

5 concepção dos computadores digitais de alta velocidade, tendo sido adoptadas em todo o mundo. 1ª Geração: tecnologia de válvulas Válvulas; Cartões perfurados Esta geração teve início com a construção, entre 1941 e 1946, do "ENIAC" ( Electronic Numerical Integrator And Calculator ), um computador financiado pelo Ballistic Research Laboratory, nos Estados Unidos da América. Os seus autores, John W. Auchly e J. Presper Eckert, usaram cerca de válvulas no fabrico da máquina, que ocupava uma área de aproximadamente m 2 e pesava 30 toneladas. Contudo só em 1948 ficou a funcionar sem as falhas que se registaram inicialmente, já após a data para o qual foi inicialmente concebido. Sem sistema operativo o ENIAC ficou para a história como o primeiro computador baseado em válvulas electrónicas com base no fluxo de electrões Após o ENIAC surgiram o "EDVAC" (Electronic Discrete Variable Computer ), o "EDSAC" (Electronic Delay Storage Automatic Calculator ) e o "UNIVAC" (UNIVersal Automatic Computer ), o primeiro computador construído comercialmente fora das Universidades e Centros de Pesquisa. 2ª Geração: Transístores Para muitos a invenção do século XX Em 1952 surgiu um novo componente que apresentava inúmeras vantagens em relação às antigas válvulas: ele tinha características como menor aquecimento, ocupava menos espaço e maior poder de cálculo e fiabilidade e um consumo de energia bem menor - com o adicional de que não necessitava de tempo para aquecer. A Bell Laboratories inventava o transístor. Os cálculos passaram a ser medidos de segundos para microsegundos. Os computadores da segunda geração começaram a aparecer em Eram mais pequenos e rápidos e tinham grande poder de cálculo, generalizandose a escrita de programas em linguagens de alto nível. As válvulas electrónicas de vida curta cederam lugar aos pequenos transístores. Não obstante, esses

6 computadores de segunda geração eram demasiado especializados. Enquanto um sistema podia ser concebido para processamento científico, outro sistema processava aplicações não científicas. Paralelamente ao desenvolvimento do transístor, surgiu a ideia de integrar transístores e outros componentes em circuitos que podiam ser integrados em pequenos chips de silício. Foi nessa altura que se formaram várias companhias dedicadas ao fabrico desses chips, sendo uma delas a Intel Corporation. Como muitas estavam localizadas no vale de Santa Clara (Califórnia), a região tomou-se conhecida como Silicon Valley. Nesta geração de computadores surgiu em 1964, quando a IBM lançou a família de computadores mainframe System 360. Cada processador dessa família podia executar um vasto conjunto de instruções. Algumas delas estavam adaptadas para o cálculo científico enquanto outras se destinavam a aplicações de gestão de informação. Minicomputadores Os computadores dos anos 60 eram mainframes concebidos para fornecer todo o poder necessário de processamento num local centralizado. Essa era a concepção e muitas empresas tinham dos seus sistemas de processamento de dados. No entanto, outras empresas não podiam dispender dinheiro e recursos em sistemas de processamento centralizado. Em 1965, para dar resposta a essa questão, a Digital Equipement Corporation (DEC) desenvolveu o primeiro computador pessoal designado por minicomputador. Outras empresas, como a Hewlett-Packard e a Data General, seguiram os passos da DEC. Estavamos então à porta da 3ª geração. 3ª Geração: os circuitos integrados ( ) A terceira geração inicia-se com a introdução dos circuitos integrados (transistores, resistências, díodos e outras variações de componentes electrónicos em miniatura e montados sobre um único chip) aos computadores. Após o surgimento desses circuitos, no final da década de 50, eles foram se melhorando até chegar ao estágio de adaptação aos computadores. Os custos de produção de um computador começavam a cair, atingindo uma faixa de mercado que abrangia empresas médias, centros de pesquisa e universidades. Uma nova linguagem foi desenvolvida pelo Grupo de Cambridge: a CPL. O Burroughs B foi um dos primeiros modelos dessa geração. O PDP-5, produzido pela DEC, foi o primeiro minicomputador comercial e o INTEL 4004 o primeiro microprocessador (circuito integrado que contém todos os elementos de um computador num único local). Eram alguns de seus componentes a unidade calculadora e a memória. Além disso, diversos modelos e estilos foram sendo lançados nessa época: IBM-PC, Lotus 1-2-3, Sinclair ZX81/ZX Spectrum, Osborne1 e os famosos IBM PC/XT. O PC/XP usava o sistema operacional PC/MS- DOS, uma versão do MS-DOS desenvolvida para a IBM pela Microsoft.

7 4ª Geração: circuitos de larga escala ( ) Ainda mais avançados que os circuitos integrados, eram os circuitos de larga escala (LSI - mil transístores por "chip") e larguíssima escala (VLSI - cem mil transístores por "chip"). O uso desses circuitos na construção de processadores representou outro salto na história dos computadores. As linguagens mais utilizadas eram a PROLOG, FP, UNIX e o início da utilização da linguagem C. Logo em 1981 nasce o 286 utilizando slots ISA de 16 bits e memórias de 30 pinos. Quatro anos mais tarde era a vez do 386, ainda usando memórias de 30 pinos mas com maior velocidade de processamento. Ao contrário do 286, era possível rodar o Windows 3.11 no 386. Introduziu-se no mercado as placas VGA e suporte a 256 cores. Em 1989, eram lançados os primeiros 486 DX: eles vinham com memórias de 72 pinos (muito mais rápidas que as antigas de 30 pinos) e possuíam slots PCI de 32 bits - o que representava o dobro da velocidade dos slots ISA. Os três últimos computadores citados popularizaram tanto o uso dessas máquinas que foi cunhado o conceito de "PC", ou "Personal Computer" (Computador Pessoal em português). 5ª Geração: Integrados de escala Ultra larga ( hoje) Basicamente são os computadores modernos. Ampliou-se drasticamente a capacidade de processamento de dados, armazenamento e taxas de transferência. Também é nessa época que os processos de miniaturização são iniciados, diminuindo o tamanho e aumentando a velocidade dos agora "populares" PC s. O conceito de processamento está partindo para os processadores paralelos, ou seja, a execução de muitas operações simultaneamente pelas máquinas. Surge o primeiro processador Pentium em 1993, dotado de memórias de 108 pinos, ou DIMM. Depois vem o Pentium II, o Pentium III e mais recentemente o Pentium 4 (sem contar os modelos similares da concorrente AMD). Nesse meio tempo iam surgindo o slot AGP de 64 bits, memórias com mais pinos e maior velocidade, HD s cada vez mais rápidos e com maior capacidade, etc. Na realidade, as maiores novidades dessa época são os novos processadores, cada vez mais velozes. Conclusão Enfim, a informática evolui cada vez mais rapidamente e as velocidades de processamento dobram em períodos cada vez mais curtos. Para se ter uma noção disso, basta observar que entre os modelos de computador mais antigos, o tempo

8 entre uma novidade e outra era de dezenas de anos, sendo que hoje não chega a durar num mês. Isso leva nos a concluir que o avanço científico e do poder de cálculo avança de maneira que não se encontra paralelo da história humana, Com custos cada vez mais acessíveis os computadores fazem parte de todos os lares de uma casa de qualquer tipo de sociedade. Quem sabe uma nova geração de computadores não está por vir? Alguns falam em processadores quânticos quando os limites da miniaturização do silício foram atingidos, enquanto outros falam em moléculas de água armazenando informações - mas o facto é que coisas novas vão surgir e novas gerações deixarão a actual tão longe e ultrapassada como está a segunda para nós. Mesmo rompendo recentemente a barreira dos terabytes, a evolução dos computadores ainda está longe de terminar. Associado ao poder que tem a internet, o acesso à informação de forma automática é cada vez mais utilizado em milhões de lares por esse mundo fora.