História da Computação. Coletâneas

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1 História da Computação Coletâneas 1

2 História da evolução dos computadores Início: talvez pedrinhas para ajudar a contar Ábaco Origem babilônica Palavra semita Hebraico: abac (poeira), ibeq (remover a poeira), provavelmente por se usar areia ou poeira sobre uma bandeja, em montinhos, para contar 2

3 História da evolução dos computadores (cont.) Primeiras máquinas de calcular Leonardo da Vinci ( ) fez um projeto de uma calculadora, suficiente para que hoje se construísse uma 3

4 História da evolução dos computadores (cont.) Primeiras máquinas de calcular (cont.) 1642: Blaise Pascal ( ) constrói 1ª calculadora que foi usada Projetada para seu pai, que era coletor de impostos Primeira calculadora comercial Baseada em engrenagens Somente adição e subtração Introduziu o vai um mecânico Entrada por movimento de engrenagens com marcas dos dígitos 4

5 O francês Blaise Pascal, com 18 anos, inventou a Pascaline (1642/47), que podia somar e subtrair por meio de engrenagens mecânicas semelhantes ao contador de um carro. Dizem que ele fez isto para auxiliar seu pai, que era contador e fazia muitos cálculos de coleta de impostos. Em 1671/73, o matemático alemão Gottfried von Leibniz adicionou à máquina de Pascal os recursos de multiplicação e divisão. Pascaline Máquina de Calcular (Leibniz)

6 História da evolução dos computadores (cont.) Primeiras máquinas de calcular (cont.) 1668: Samuel Morland inventa uma máquina de calcular para o sistema monetário inglês, que não era decimal 1671: Gottfried Wilhelm von Leibniz ( ) constrói uma máquina de calcular que ele denominou reconhecedor de passos Fazia também multiplicações por meio de adições repetidas e deslocamentos Foi defensor do sistema binário Permitia uso de chaves em lugar de engrenagens Mas nunca a usou 6

7 História da evolução dos computadores (cont.) Primeiras máquinas de calcular (cont.) 1673: o matemático e astrônomo alemão Wilhelm Schickard constrói uma sob encomenda de Kepler Chamou de relógio de cálculo Nunca foi usada 7

8 História da evolução dos computadores (cont.) Fim do séc. XVIII: primeiro projeto de computar tabelas das principais funções (seno, log, etc.). Linha de produção: 6 matemáticos: métodos de cálculo 8-10 computadores para pontos pivô, a 5-10 vezes o intervalo da tabela 100 computadores de baixo nível para os outros pontos 17 volumes computados, mas nunca publicados Em 1820 o gov. britânico fez proposta para publicação mas nada ocorreu 8

9 História da evolução dos computadores (cont.) : Joseph-Marie Jacquard inventa o tear de Jacquard Controlado por cartões Cartões controlavam o movimento das navetas, produzindo diferentes padrões Seqüência de cartões era lida automaticamente Método de dar instruções à máquina usado até o sec. XX 1812: havia deles na França Com o tear de Jacquard, a programação foi inventada antes dos computadores! Gravura de

10 Joseph Marie Jacquard, introduziu o conceito de armazenamento de informações em placas perfuradas, não para o processamento de dados, mas sim para a tecelagem.

11 História da evolução dos computadores (cont.) 1822: Charles Babbage ( ) inventa a Difference Engine 11

12 O inglês Charles Babbage consegui até financiamento do governo inglês para desenvolver o que chamou de máquina diferencial (1822 a 1834), mas ela nunca funcionou... Depois (1833/4) ele começou o desenvolvimento de uma máquina analítica, mas não conseguiu completá-la até sua morte em 1871.

13 História da evolução dos computadores (cont.) 1822: Charles Babbage (cont.) Razão para se usar polinômios Teorema de Weiestrass ( ): Qualquer intervalo de qualquer função pode ser aproximado por um polinômio É assim que computadores calculam seno, coseno, log, etc., pois têm precisão fixa ( Aproximações de Tchebitchev ) Projeto previa polinômios até grau 6 Construção nunca foi completada 13

14 História da evolução dos computadores (cont.) 1833: Babbage projeta a sua Analytical Engine Calculava qualquer problema aritmético No projeto, 60 somas por minuto Tudo mecânico, energia por vapor 4 partes Store - hoje unidade central de armazenamento colunas de engrenagens com 10 dígitos 1000 números de 50 dígitos Mill - hoje, o processador central (CPU) Unidade de transferência entre mill e store - hoje, bus Mecanismos de entrada/saída Sua colaboradora Ada Lovelace é considerada a primeira programadora 14

15 Hollerith e sua máquina de perfurar cartões Por volta de 1890, Dr. Herman Hollerith ( ) foi o responsável por uma grande mudança na maneira de se processar os dados dos censos da época. O americano Herman Hollerith ( ) inventou uma máquina capaz de processar dados baseada na separação de cartões perfurados (pelos seus furos). A máquina de Hollerith foi utilizada para auxiliar no censo de 1890, reduzindo o tempo de processamento de dados de sete anos, do censo anterior, para apenas dois anos e meio. Ela foi também pioneira ao utilizar a eletricidade na separação, contagem e tabulação dos cartões. Mais tarde, Hollerith fundou uma companhia para produzir máquinas de tabulação. Anos depois, em 1924, essa companhia veio a se chamar como International Business Machines,ou IBM,como é hoje conhecida.

16 O primeiro computador?? O primeiro computador eletro-mecânico foi construído por Konrad Zuse ( ). Em 1936, esse engenheiro alemão construiu, a partir de relés que executavam os cálculos e dados lidos em fitas perfuradas, o Z1. Há uma grande polêmica em torno do primeiro computador. O Z-1 é considerado por muitos como o primeiro computador eletromecânico. Zuse tentou vender o computador ao governo alemão, que desprezou a oferta, já que não poderia auxiliar no esforço de guerra. Os projetos de Zuse ficariam parados durante a guerra, dando a chance aos americanos de desenvolver seus computadores.

17 História da evolução dos computadores (cont.) 1925: início da era moderna dos computadores Computador analógico no MIT : Howard Aiken, Mark I (Automatic Sequence Controlled Calculator) com IBM Aiken: o sonho de Babbage tornado realidade Máquina eletromecânica, com relés Instruções introduzidas por meio de fita de papel perfurada 4,5 s para multiplicar 2 números de 23 dígitos 17

18 Alan Turing Alan Mathison Turing nasceu em 23 de junho de 1912 em Londres, filho de um oficial britânico, Julius Mathison e Ethel Sara Turing. Seu interesse pela ciência começou cedo, logo que aprendeu a ler e escrever, distraia-se fatorando números de hinos religiosos e desenhando bicicletas anfíbias. A maior parte do seu trabalho foi desenvolvido no serviço de espionagem, durante a II Grande Guerra, levando-o somente por volta de 1975 a ser reconhecido como um dos grandes pioneiros no campo da computação, Em 1928, Alan começou a estudar a Teoria da Relatividade, conhecendo Christopher Morcom, que o influenciou profundamente. Morcom morreu em 1930 e Alan se motivou a fazer o que o amigo não teve tempo, durante anos trocou correspondências com a mãe de Morcom a respeito das idéias do amigo e se maravilhou com a possibilidade de resolver problemas com a teoria mecânica quântica.chegou inclusive a escrever sobre a possibilidade do espirito sobreviver após a morte. Depois de concluir o mestrado em King's College (1935) e receber o Smith's prize em 1936 com um trabalho sobre a Teoria das Probabilidades, Turing se enveredou pela área da computação. Sua preocupação era saber o que efetivamente a computação poderia fazer. As respostas vieram sob a forma teórica, de uma máquina conhecida como Turing Universal Machine, que possibilitava calcular qualquer número e função, de acordo com instruções apropriadas.

19 Alan Turing - cont Quando a II Guerra Mundial eclodiu, Turing foi trabalhar no Departamento de Comunicações da Gran Bretanha (Government Code and Cypher School) em Buckinghamshire, com o intuito de quebrar o código das comunicações alemãs, produzido por um tipo de computador chamado Enigma. Este código era constantemente trocado, obrigando os inimigos a tentar decodifica-lo correndo contra o relógio. Turing e seus colegas cientistas trabalharam num sistema que foi chamado de Colossus, um enorme emaranhado de servo-motores e metal, considerado um precursor dos computadores digitais. Durante a guerra, Turing foi enviado aos EUA a fim de estabelecer códigos seguros para comunicações transatlânticas entre os aliados. Supõe-se que foi em Princeton, NJ, que conheceu Von Neumann e daí ter participado no projeto do ENIAC na universidade da Pensilvânia.. Terminada a guerra, Alan se juntou ao National Physical Laboratory para desenvolver um computador totalmente inglês que seria chamado de ACE (automatic computing engine).decepcionado com a demora da construção, Turing mudou-se para Manchester. Em 1952, foi preso por "indecência", sendo obrigado a se submeter à pisicoanálise e a tratamentos que visavam curar sua homosexualidade.turing suicidou-se em Manchester, no dia 7 de junho de 1954, durante uma crise de depressão, comendo uma maçã envenenada com cianureto de potássio.

20 Von Neumann O matemático húngaro John Von Neumann ( ) formalizou o projeto lógico de um computador. Em sua proposta, Von Neumann sugeriu que as instruções fossem armazenadas na memória do computador. Até então elas eram lidas de cartões perfurados e executadas, uma a uma. Armazená-las na memória, para então executá-las, tornaria o computador mais rápido, já que, no momento da execução, as instruções seriam obtidas com rapidez eletrônica. A maioria dos computadores hoje em dia segue o modelo proposto por Von Neumann. Esse modelo define um computador seqüencial digital em que o processamento das informações é feito passo a passo, caracterizando um comportamento determinístico (ou seja, os mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta).

21 História da evolução dos computadores (cont.) 1943: ENIAC (Electronic Integrator and Calculator), de Presper Eckert e John Mauchly Na Moore School of Eng., Univ. da Pensilvânia Primeiro computador realmente eletrônico Com válvulas (velocidade de chaveamento de 1 mseg) Pronto em vávulas, resistores, capacitores, chaves - o sistema eletrônico mais complexo do mundo 30x3x3 m, consumo de 140 kw 21

22 O ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Calculator) foi desenvolvido a partir de 1943 por John Mauchly e J. Presper Eckert, na Universidade da Pensilvânia. Tinha como características: * reduziu de seg para 30 seg os cálculos de trajetórias de mísseis * às vezes era 1000 vezes mais rápido que o MARK I * 170 metros quadrados * 30 toneladas * capacitores * válvulas (não trabalha muitos min seguidos sem que alguma não se queimasse) * programação feita através da ligação de fios (demorava semanas) * consumia cerca de watts

23 ENIAC

24 História da evolução dos computadores (cont.) ENIAC (cont.) Dispositivo especial para armazenar números Programa era feito conectando-se painéis furados, com fios ( pegas ), como em centrais telefônicas locais antigas Motivação: cálculo balístico 1945: EDVAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) Algum tempo antes de o ENIAC entrar em funcionamento, Moore School 24

25 História da evolução dos computadores (cont.) EDVAC (cont.) Primeiro computador com programa armazenado Idéia de John von Neumann ( ) - relatório de o. a perceber que os computadores executam funções lógicas, e que os aspectos elétricos eram secundários Por isso o tipo dos computadores modernos é denominado de Máquina von Neumann Armazenamento central por linha acústica de atraso Entrou em operação em maio de 1949 operou até

26 História da evolução dos computadores (cont.) 1949: EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) Desenvolvido por Wilkes, Univ. de Cambridge, Inglaterra 1a. máquina do mundo a usar programas armazenados Apresentado em 6/1949 Armazenamento central por linha acústica de atraso 1450 m/s válvulas Gerador/ Amplific. 26

27 História da evolução dos computadores (cont.) 1953: IBM 701 Armazenamento por tubos eletrostáticos, e por tambor magnético e fitas magnéticas 19 foram construídos 1957: UNIVAC I (Universal Automatic Computer), da Sperry-Rand, por Eckert e Mauchly Fornecido para o Depto. do Censo americano Funcionou até

28 História da evolução dos computadores (cont.) 6/1948: na Inglaterra, já havia funcionado um computador Usava tubos de raios catódicos (de TV ou radar) para armazenamento 32 linhas de 32 pontos (bits) Mais um tubo para controle e outro para acumulador 1949: na Inglaterra, testou-se armazenamento com tambor magnético 1948: é inventado o transistor por Bardeen, Brattain e Shockley (prêmios Nobel de 1956) 28

29 História da evolução dos computadores (cont.) Circuito básico: biestável (flip-flop) - pode representar 0 ou Muda para 1 Muda para 0 Quando a tensão é ligada, apenas um dos dois transistores conduz, e seu Led fica aceso. Aterrando sua base, ele deixa de conduzir e o outro passa 29 a conduzir, acendendo o outro LED.

30 História da evolução dos computadores (cont.) Armazenamento com núcleos magnéticos Permitiu grandes unidades de armazenamento 1962 (?): IBM 7090, 1º grande computador, transistorizado, palavras de 36 bits Primeira linguagem de alto nível : FORTRAN, IBM

31 Gerações de computadores 1ª GERAÇÃO: computadores baseados em tecnologia de VÁLVULA. * datam de 1951 a 1959 * utilizavam cerca de válvulas * quebravam após algum tempo de uso contínuo * utilizavam linguagem de máquina * não eram muito confiáveis pois, como queimavam com freqüência, não se podia confiar nos resultados finais * consumiam muita energia * eram enormes * exemplos: MARK I, ENIAC, UNIVAC

32 Gerações de computadores 2ª GERAÇÃO: computadores baseados em tecnologia de TRANSISTOR. * datam de 1959 a 1965 * transistor 100 vezes menor que a válvula * não precisavam de tempo para aquecer * consumiam menos energia * eram mais confiáveis * eram mais rápidos (calculavam em microssegundos) * exemplos: IBM 1401, IBM 7094 (entre estes dois, a IBM vendeu mais de )

33 Gerações de computadores Em 1960 a Benthlen Steel foi a pioneira de uso do computador em tempo real para processar pedidos, inventário e controlar a produção. Dois anos depois, surgem os discos magnéticos. Em 1961, chega o primeiro computador ao Brasil. Era um UNIVAC, ainda com válvulas e foi para o IBGE. Em 1964, a American Airlines começa a fazer reservas em tempo real.... mas o uso ainda era restrito...

34 Gerações de computadores 3ª GERAÇÃO: computadores baseados em tecnologia de CIRCUITO INTEGRADO (transistores e outros componentes eletrônicos miniaturizados e montados em um único chip) * muito mais confiáveis * muito menores * mais rápidos (cálculo em nanossegundos) * baixo consumo de energia * menor custo * exemplo: IBM 360

35 Gerações de computadores Para alguns historiadores a 3ª GERAÇÃO de computadores vai até hoje. Outros, afirmam que de 1970 até os dias de hoje fazem parte da 4ª GERAÇÃO. Outros definem que a 4ª GERAÇÃO começou a partir de Para outros, desde os circuitos integrados de escala ULSI e processamento paralelo, já estamos na 5ª GERAÇÃO DE COMPUTADORES.

36 E os microcomputadores (mini, mainframes...)? Microcomputadores: também chamados de computadores pessoais (Personal Computer), surgiram na década de 80 e cada vez mais vêm fazendo parte do nosso dia-a-dia. desktop laptop Minicomputadores: no princípio os minicomputadores tinham lugar garantido nas empresas de médio e grande porte, atuando como cérebro e banco de dados. Com o avanço dos micros, os minicomputadores praticamente não existem mais.

37 E os microcomputadores (mini, mainframes...)? Computadores de Grande Porte (mainframes): enorme capacidade de armazenamento e velocidade. Possuem vários processadores e unidades de disco e são utilizados principalmente por grandes empresas, universidades e bancos de porte médio. IBM 360

38 E os microcomputadores (mini, mainframes...)? Supercomputadores: se destinam principalmente a centros de pesquisa científica e outras aplicações que requerem um imenso volume de cálculos matemáticos e uma velocidade muito grande. São máquinas muito sofisticadas, e, por isso, muito caras. Trabalham com muitos processadores operando ao mesmo tempo e uma memória muito grande.

39 3. História da evolução dos computadores (cont.) O primeiro computador no Brasil 1961 (?) PUC-RJ Burroughs (650?), com tambor magnético 1962 (?): Primeiros computadores transistorizados no Brasil, com núcleos magnéticos IBM 1401 (4.000 ou bytes), comercial IBM 1620, na USP ( dígitos decimais) 1º disco magnético (1964): 2 Mb, pilha de discos grandes, removível 39

40 Primeiro computador feito no Brasil, pela USP, faz 37 anos No dia 24 de julho de 1972, a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP) terminava o primeiro computador projetado totalmente dentro da universidade. Apelidado de Patinho Feio. Pequeno, tinha só 8 bits 40