ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 3

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1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 3

2 Índice 1. História da Arquitetura de Computadores - Continuação Primeira Geração Válvulas ( ) Segunda Geração Transistores ( )

3 1. HISTÓRIA DA ARQUITETURA DE COMPUTADORES - CONTINUAÇÃO 1.1. PRIMEIRA GERAÇÃO VÁLVULAS ( ) Os primeiros computadores eletrônicos surgiram na fase final da Segunda Guerra Mundial. O interesse dos militares por computadores se dava em dois campos específicos: quebra de códigos criptográficos e cálculos de artilharia. Para este segundo propósito John Mauchley propôs a construção de uma máquina para o Exército Americano, o que viria a se tornar o ENIAC. Durante muito tempo, o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi considerado o primeiro computador eletrônico da história. O seu projeto, que foi patrocinado pelas forças armadas dos Estados Unidos e conduzido por John Mauchley e J. Presper Eckert, iniciou-se em O ENIAC entrou em operação em 1946, tarde demais para seu propósito bélico original. Figura 6. O ENIAC em operação na década de 1940 Entretanto, décadas depois do final da guerra o trabalho de um grupo de cientistas britânico veio a público. No auge da Segunda Grande Guerra, a Alemanha nazista utilizava um equipamento eletromecânico para codificar mensagens de forma muito mais eficiente do que os métodos manuais: trata-se da máquina Enigma. 3

4 Figura 7. Um exemplar da máquina Enigma Para quebrar os códigos gerados por esse dispositivo, o governo britânico patrocinou a construção do que foi de fato o primeiro computador eletrônico, batizado de Colossus. Este dispositivo entrou em operação em 1943, e o famoso matemático Alan Turing, criador de muitos dos conceitos do computador moderno, participou do projeto. Infelizmente, todo o projeto foi mantido em segredo pelo governo britânico e, por esse motivo, o trabalho pioneiro de Turing e seus colegas não pôde ser compartilhado e não teve influência nas gerações posteriores de computadores. O ENIAC, por outro lado, teve descendentes diretos. O conhecimento do projeto de Mauchley e Eckert foi compartilhado com vários colegas cientistas que criaram seus próprios computadores. Os próprios Mauchley e Eckert deixaram a Universidade da Pensilvânia, onde lecionavam, para fundar uma companhia, a Eckert-Mauchley Computer Corporation. Hoje, após uma série de fusões e aquisições, essa companhia é parte da Unisys Corporation. Naquela época de interesse florescente, um dos cientistas envolvidos no projeto do ENIAC deu uma contribuição fundamental para a evolução do computador moderno. Seu nome era John von Neumann, e uma das coisas que ele percebeu nos computadores da época é que programar um computador usando quantidades enormes de cabos e chaves era uma tarefa demorada e tediosa. Ele também apontou a vantagem de usar os dados armazenados em forma binária em vez de decimal (como o ENIAC fazia). O projeto básico que ele concebeu na década de 1940 foi utilizado na construção da máquina IAS. Essa arquitetura foi batizada de máquina de Von Neumann e é até hoje a estrutura básica de qualquer computador comercial. 4

5 Figura 8. A estrutura da máquina de Von Neumann Enquanto tudo isso acontecia, a IBM lentamente despertava para o mercado de computadores comerciais. Apesar de ter parcialmente financiado o projeto de Howard Ai ken, a IBM não estava muito interessada em computadores até que lançou o IBM 701, em Ele era um computador voltado para aplicações científicas, e em cerca de dez anos esse mercado seria dominado pela IBM SEGUNDA GERAÇÃO TRANSISTORES ( ) O transistor foi inventado por John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley em 1948, nos laboratórios Bell. Em pouco tempo o transistor mudou a face da computação (e de toda a incipiente indústria de eletrônica de consumo), pois apresentava grandes vantagens em relação à válvula: era menor e tinha vida útil infinitamente maior. Dez anos após a invenção do transistor, os computadores com válvulas estavam obsoletos. O primeiro computador a usufruir da nova tecnologia foi o TX-0 (Transistored Experimental Computer 0), construído no MIT (Massachusetts Institute of Technology). O objetivo desse projeto era servir como dispositivo de testes para um equipamento mais sofisticado, o TX-2. O TX-2 não foi um grande sucesso, mas um dos engenheiros que participaram do projeto fundou uma companhia, a Digital Equipment Corporation DEC em 1957, para construir um computador cujo projeto era baseado no TX-0. Esse computador foi batizado de PDP-1. Na época, a DEC demorou quatro anos para conseguir financiamento para seu produto, pois os investidores tinham sérias dúvidas sobre a viabilidade do mercado de computadores comerciais. O PDP-1 foi finalmente lançado em Ele tinha cerca de metade da capacidade de processamento do IBM 7090, o computador científico mais rápido do mundo na época, mas custava 120 mil dólares, enquanto o 7090 custava milhões. A DEC vendeu dezenas de PDP-1 e criou o mercado de mini computadores. 5

6 Alguns anos mais tarde, a DEC lançou uma nova máquina, o PDP-8. Além de ser mais barata que o PDP-1 (16 mil dólares), ela trouxe uma inovação importante: o uso de um barramento. Essa arquitetura representou uma mudança importante em relação à da máquina IAS, que era centrada na memória e é usada em computadores até hoje. Figura 9. Barramento Omnibus do PDP-8 Enquanto a DEC se consolidava no mercado de minicomputadores, a IBM produzia equipamentos de alto desempenho para aplicações científicas, como o 7090, já citado, e sua versão melhorada, o Em outra frente, a IBM estava obtendo sucesso com outro tipo de equipamento, chamado Ele tinha um desempenho muito menor que o 7094 para aplicações científicas, mas era bastante adequado para aplicações comerciais, sem mencionar que era muito mais barato. Em 1964, uma pequena companhia lançou um equipamento voltado para aplicações científicas batizado de O CDC 6600 conseguiu ser mais rápido que o IBM 7094 e qualquer outro computador da época, principalmente por introduzir paralelismo em alta escala, além de pequenos computadores internos para reduzir a carga de processamento da CPU principal. Muitas ideias referentes a paralelismo presentes nos computadores modernos descendem diretamente do CDC O seu projetista, Seymour Cray, dedicou a vida à produção de computadores (depois da CDC, ele criou sua própria empresa, a Cray Computing) cada vez mais rápidos, criando o mercado de supercomputadores no processo. 6