Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sergipe IFS Campus Glória Professora: Jamille Madureira Informática Básica História da Computação Os pastores da antiguidade contavam suas ovelhas usando os dedos ou pedras. Daí surgiram os termos dígito, digital e decimal. A palavra CÁLCULO originou-se do latim. Era usada para denominar pequenas pedras que eram usadas para contar. Porém, o número de ovelhas ia crescendo...e surgiu a necessidade de um método mais eficiente de contagem. A primeira ferramenta que surgiu para auxiliar a contagem foi o Ábaco, por volta de 2000 a.c. Com o passar do tempo, o homem precisava de formas mais rápidas de efetuar cálculos. A primeira calculadora automática foi inventada pelo filósofo e matemático Blaise Pascal em 1642. A máquina era feita de rodas dentadas que simulavam o funcionamento do ábaco, realizava apenas soma e subtração. O resultado era mostrado numa sequência de janelinhas. Essa máquina se chamou Pascalina, e posteriormente Máquina Aritmética de Pascal. Em 1801, Joseph Marie construiu um tear automático. Aceitava entrada de dados através de cartões perfurados para controlar a confecção e desenho dos tecidos. Esta máquina pode ser considerada a primeira máquina mecânica programável. Figura 1: Ábaco Figura 2: Pascalina Figura 3: Máquina de tear automático
Babbage, em 1833, projetou a Máquina Analítica ou Diferencial. Era semelhante aos computadores atuais, pois dispunha de programa, memória, unidade de controle e periféricos de saída. Babbage não viu essa sua máquina ser construída, mas devido a esse projeto, ele ficou conhecido como Pai da Informática. Um engenheiro sueco chamado George Pelir, em 1854, construiu a Máquina Analítica de Babbage que funcionou satisfatoriamente. Figura 4: Máquina Analítica ou Diferencial Em 1854, George Boole desenvolveu a álgebra booleana, que permitiu a seus sucessores o desenvolvimento da Teoria dos Circuitos Lógicos. Álgebras booleanas são estruturas algébricas que "capturam a essência" das operações lógicas E, OU e NÃO, bem como das operações da teoria de conjuntos SOMA, PRODUTO e COMPLEMENTO. A mais importante álgebra booleana possui dois valores ZERO ou UM, onde por conveniência adotamos o zero como falso e o um como verdadeiro. Por exemplo, ou uma luz está apagada ou acesa, nunca os dois ao mesmo tempo. Em meados de 1880, a realização do censo anual demorava cerca de 10 anos para ser concluído. Em 1885, Herman Hollerith percebeu que a maioria das perguntas tinha como resposta sim ou não. Em 1886, idealizou um cartão perfurado que guardaria as informações coletadas no censo e uma máquina capaz de tabular essas informações. Construiu então a Máquina de Recenseamento ou Máquina Tabuladora, perfurando-se cerca de 56 milhões de cartões. Herman, em 1895, inclui a função de somar em sua máquina para poder utilizá-la também na contabilidade das Ferrovias Centrais de Nova York. Essa é a primeira tentativa de realização automática de uma aplicação comercial. Em 1914 Leonardo Torres Quevedo construiu uma máquina que simulava determinados movimentos de xadrez. Em 1936 Alan Turing desenvolveu a teoria de uma máquina capaz de resolver todo o tipo de problema, chegando à construção Figura 5: Máquina tabuladora teórica das Máquinas de Turing. Com os estudos de Turing, teve início a Teoria Matemática da Computação, na qual se define um algoritmo como a representação formal e sistemática de um processo.
Um algoritmo é uma sequência não ambígua de instruções que é executada até que determinada condição se verifique. O conceito de algoritmo é frequentemente ilustrado pelo exemplo de uma receita, embora muitos algoritmos sejam mais complexos. Eles podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões até que a tarefa seja completada. Um algoritmo corretamente executado não irá resolver um problema se estiver implementado incorretamente ou se não for apropriado ao problema. Figura 6: Exemplo de algoritmo: receita de bolo Em 1937, Howard H. Aiken, da Universidade de Harvard, desenvolve a ideia de Babbage junto com cientistas de seu departamento e engenheiros da IBM. Recebeu o nome de MARK-I, que acabou de ser construído em 1944 e possuía unidades de entrada, memória principal e unidade aritmética de controle e de saída. Utilizava para a entrada de cartões e fitas perfuradas. Possuía 17 metros de comprimento por 2 metros de largura, pesava 70 toneladas, era constituído de 700.000 peças móveis e sua fiação alcançava 800 Km. Somava dois números em menos de 1 segundo e multiplicava em 6 segundos. Figura 7: MARK I Cientistas da Universidade da Pensylvânia, construíram o primeiro computador eletrônico, chamado de ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Calculator), que entrou em funcionamento em 1945. Era 1.000 vezes mais rápido que o MARK-I e realizava a soma de dois números em 0,0002 segundos e a multiplicação em 0,0003 segundos.
Possuía peso de 30 toneladas, 17.000 válvulas a vácuo, 70.000 resistências, 7.500 interruptores e tinha um consumo que oscilava entre 100.000 e 200.000 Watts. Quando o ENIAC estava em funcionamento, as luzes da Filadélfia sofriam uma grande queda. Além disso, o equipamento exigia muita ventilação, tornando os custos de manutenção elevados. Figura 8: ENIAC Em 1944, John Von Newmann, desenvolveu a idéia de programa interno e descreveu o fundamento teórico da construção de um computador. A ideia era a existência simultânea de dados e instruções no computador e a possibilidade do computador ser programado, ou seja, as instruções não vinham pré-fixadas no computador. Em 1952, esse computador foi construído, recebeu o nome de EDVAC (Eletronic Discrete Variable Automatic Computer) e era uma modificação do ENIAC. Figura 9: EDVAC
Em 1951, Mauchly constrói o primeiro computador da série a ser posto à venda, o UNIVAC-I (computador automático universal), que já utilizava fitas magnéticas. Figura 10: UNIVAC I Com a invenção do transistor, permitiu-se a substituição das válvulas, o que proporcionou muitas vantagens em relação ao consumo de energia. O transistor é 100 vezes menor que a válvula. O primeiro computador transistorizado foi chamado de Leprechaun. Figura 11: LEPRECHAUN Esses computadores eram bem mais rápidos e efetuava cálculos em microssegundos, tornando viável a aplicação comercial. 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 meados da década de 60 surgem os Circuitos Integrados (CI) que consistiam no tratamento físico-químico sobre uma película de silício, permitindo configurar diferentes circuitos e portas lógicas. Em 1971 surge o microprocessador, com o qual conseguiu implementar toda a CPU de um computador num único elemento integrado. Essa tecnologia era o que faltava para o surgimento dos computadores pessoais tão comuns hoje. Eles nasceram da necessidade de processamento pessoal e não empresarial. No começo, os microcomputadores eram vistos com descaso pelas empresas gigantes da computação, como a IBM. No entanto, de computador pessoal, o microcomputador invadiu as empresas, começando pelas pequenas e médias, que não podiam comprar um mainframe (computador de grande porte). Os microcomputadores só conquistaram de vez o setor corporativo depois do desenvolvimento da tecnologia de redes de microcomputadores.
Gerações dos computadores A história evolutiva da computação pode ser dividida em três gerações, mas há autores que dividem em até cinco gerações. A partir da terceira geração houve pouca evolução ao que se refere ao tipo de hardware, pois os computadores atuais ainda são construídos através de circuitos integrados, talvez por isso alguns autores prefiram essa divisão.porém, há uma grande diferença entre um microcomputador da década de 70 e dos dias atuais, principalmente no que diz respeito à velocidade de processamento e à capacidade de armazenamento de dados. 1ª Geração (1951-1959) 2ª Geração (1959-1965) 3ª Geração (1965-1975) 4ª Geração (1975-19??) 5ª Geração (19?? - 20??) o Computadores baseados em tecnologia de VÁLVULA; o Utilizavam cerca de 20.000 válvulas; o Quebravam após algum tempo de uso contínuo; o Utilizavam linguagem de máquina; o Como queimavam com freqüência, não se podia confiar nos resultados finais; o Consumiam muita energia; o Eram enormes; o Exemplos: MARK I, ENIAC, UNIVAC o Computadores baseados em tecnologia de TRANSISTOR; o Transistor 100 vezes menor que a válvula; o Não precisavam de tempo para aquecer; o Consumiam menos energia; o Eram mais confiáveis e mais rápidos (calculavam em microssegundos) o Exemplos: IBM 1401, IBM 7094. o Computadores baseados em tecnologia de CIRCUITO INTEGRADO (transistores e outros componentes eletrônicos miniaturizados e montados em um único chip uma pastilha de silício) o Muito mais confiáveis; o Muito menores e mais rápidos (cálculo em nanossegundos); o Baixo consumo de energia; o Menor custo; o Exemplo: IBM 360. o Surgem os softwares integrados o Processadores de Texto o Planilhas Eletrônicas o Gerenciadores de Banco de Dados o Gráficos o Gerenciadores de Comunicação o Supercomputadores o Automação de escritórios o Automação comercial e industrial o Robótica o Imagem virtual o Multimídia o Era on-line (comunicação através da Internet) o
Fases de desenvolvimento dos microcomputadores o 1975 Surge o primeiro computador pessoal produzido para consumo em massa, o Altair. O então estudante Bill Gates, junto com o colega Paul Allen, desenvolve o sistema operacional para esta máquina. o Um ano depois eles fundam a Microsoft, hoje a maior empresa de softwares do mundo. o 1976 Steve Jobs e Steve Wozniac lançam o Apple 1, que revoluciona o mercado, se tornando o computador pessoal mais bem sucedido comercialmente. o 1981 A IBM lança o IBM-PC, e contrata a Microsoft para desenvolver seu sistema operacional, o MS-DOS. o 1983 - A IBM lança o PC XT com disco rígido. A arquitetura é copiada em todo o mundo e os micros do tipo PC passam a ser conhecidos pelo microprocessador que usa (286, 386, 486...). o 1984 - A Apple lança o computador pessoal Macintosh, com o sistema operacional orientado a objetos, ou seja, baseado em figuras para acionar comandos, o que facilita o diálogo com o usuário. o 1990 - A Microsoft lança a versão 3.0 do programa Windows, baseado no sistema do Macintosh, para ser usado em microcomputadores que usam o sistema operacional MS-DOS. o 1991 - Um estudante finlandês, Linus Tovalds, divulga que está fazendo como "passatempo" um sistema operacional livre. Surge o sistema operacional Linux. o 1993 - A Intel lança o microprocessador Pentium, interrompendo a série dos X86. o 1995 - A Microsoft lança o sistema operacional Windows 95. o 1997 - Lançamento do Pentium II. Bill Clinton, presidente dos EUA, propõe a criação de uma zona de livre comércio para transações comerciais na internet. o 1999 - Intel anuncia o Pentium III. o 2000 - Lançamento do Pentium 4. Chega a 500 milhões o número de computadores pessoais em todo o mundo. o 2001 - O Linux Kernel é lançado. o 2002 O Pentium 4 toma o mercado com velocidades de até 1 GHz. o 2003 O Pentium 4 e o Atlhon XP (AMD) chega a extraordinária marca de até 3 Ghz de velocidade. o 2004 / 2005 Surgem com as câmeras digitais, pen drives, ipods, etc. E novos computadores com maiores velocidades e maiores capacidades vão surgindo a cada dia. o Dias atuais: o Existem diversas opções no mercado: o Computador desktop; o Notebook; o Ultrabook; o Tablet; o Smartphone...