Informática I Aula 10 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 10-26/09/2007 1
Ementa Noções Básicas de Computação (Hardware, Software e Internet) HTML e Páginas Web Internet e a Web Javascript e páginas dinâmicas Números e expressões em Javascript Formulários em HTML Histórico dos Computadores Abstração e Funções Algoritmos e linguagens de programação Programação orientada a eventos Ciência da computação como disciplina Execução condicional Representação de dados Computação e sociedade Aula 10-26/09/2007 2
Gerações de Computadores Aula 10-26/09/2007 3
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) Apesar de serem mais rápidos do que engrenagem, os relays ainda fechavam e abriam mecanicamente. Logo a velocidade ficava limitada pela inércia. Os relays também quebravam facilmente. O primeiro bug de um computador foi causado por uma mariposa que ficou presa em um relay do Mark II. Durante a década de 1940, os relays foram substituídos por válvulas a vácuo. Tubos em que elétrons podem se mover livremente sem a interferência de moléculas de gás. Quando corrente é aplicada ao filamento, os elétrons formam uma ponte que permite a passagem de eletricidade. Tem a mesma funcionalidade que os relays, mas são 1000 vezes mais rápidos. Aula 10-26/09/2007 4
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) Baseando-se nas idéias de Alan Turing, o governo inglês construiu o primeiro computador eletrônico com 2400 válvulas a vácuo, o COLOSSUS. Foi construído especificamente para quebrar o código utilizado para comunicação pelos nazistas. Tinha cinco unidades de processamento, cada uma lia e interpretava 5000 caracteres de código por segundo. O COLOSSUS começou a funcionar em 1943 e ajudou os aliados a vencerem os nazistas. Seu projeto não influenciou outros computadores porque ficou em segredo por 30 anos. Aula 10-26/09/2007 5
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) Nos EUA, Mauchly e Eckiart da Universidade da Pennsylvania construíram o computador eletrônico ENIAC (Electronic Numerical Integrador And Computer). Serviria para cálculos balísticos, mas só ficou pronto depois do fim da guerram em 1946. Tinha 18000 válvulas a vácuo e 1500 relays, pesava 30 toneladas e requeria 140 kilowatts de potência. Podia guardar apenas 20 números na memória mas era 500 vezes mais rápido que o Mark I. Era programável, mas a programação envolvia mover manualmente mais de 6000 chaves e cabos. Aula 10-26/09/2007 6
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) Um dos cientistas que participaram do projeto do ENIAC foi John Von Neumann, considerado um dos pais da computação junto com Alan Turing. Von Neumann percebeu que a programação via chaves e cabos era muito trabalhosa e suscetível a erros. Para resolver esse problema, ele projetou uma arquitetura em que os programas ficavam na memória junto com os dados. Apesar de Babbage ter proposto essa idéia no seu projeto da Máquina Analítica, Von Neumann a formalizou para funcionar com os dispositivos da época. Von Neumann também introduziu a representação binária em vez da decimal. A arquitetura de Von Neumann foi primeiramente utilizada nos computadores EDVAC (1952) e IAS (1952), mas continua sendo a base dos computadores até hoje. Aula 10-26/09/2007 7
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) Quando os computadores passaram a seguir a arquitetura de Von Neumann, a programação dos computadores passou a ser importante. Antes, os computadores não eram programados e sim cabeados para fazer uma determinada tarefa. Depois, os programas eram lidos de cartões ou fitas e guardados na memória para serem executados. Inicialmente, a programação era em linguagem de máquina, seqüências de 0s e 1s que correspondiam as instruções a serem executadas pelo hardware. Melhor do que recabear mas também bastante suscetível a erros. No início dos anos 50 foi introduzida a linguagem Assembly que substituia os 0s e 1s por nomes para as instruções. Aula 10-26/09/2007 8
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954) O início dos anos 50 também marcou o início da indústria de computadores. Mauchly e Eckiart saíram da Universidade da Pennsylvania para fundar uma empresa que vendia o computador UNIVAC I. Ocupava 20 metros quadrados e pesava 5 toneladas. Aula 10-26/09/2007 9
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Geração 2: Transistores (1954-1963) Com o desenvolvimento dos computadores, as desvantagens das válvulas a vácuo ficaram mais aparentes. Eram grandes (alguns centímetros). Geravam muito calor. Queimavam com frequência. O progresso veio com a invenção do transistor em 1948, um componente de silício que pode ser ligado ou desligado através de uma corrente elétrica. Menores, mais baratos, mais confiáveis e gastam menos energia que as válvulas a vácuo. Aula 10-26/09/2007 11
Geração 2: Transistores (1954-1963) Muitos historiadores consideram o transistor a maior invenção do século XX. Possibilitaram a disseminação de aparelhos como rádios, TVs, telefones e computadores, que levaram ao início da era da informação. Os inventores do transistor ganharam o Prêmio Nobel de Física em 1956. No início dos anos 1960 os computadores baseados em transistores chegaram ao mercado. Aula 10-26/09/2007 12
Geração 2: Transistores (1954-1963) Em 1957, John Backus e seu grupo na IBM inventaram a primeira linguagem de programação de alto nível: FORTRAN. Permite aos programadores especificar operações através de fórmulas matemáticas ao invés de instruções de máquina. Outras linguagens foram inventadas logo após: LISP (1959), BASIC (1959) e COBOL (1960). Aula 10-26/09/2007 13
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Geração 3: Circuitos Integrados (1963-1973) Mesmo operações simples, como a adição de dois números, necessitam de centenas ou milhares de transistores. Os transistores eram conectados manualmente, o que limitava o tamanho mínimo deles. Em 1958, Kilby e Noyce propuseram fabricar os transistores e as suas conexões simultaneamente, através de padrões metálicos em um disco (chip) de silício. Os transistores podiam ser menores e colocados mais perto um do outro. Aula 10-26/09/2007 15
Geração 3: Circuitos Integrados (1963-1973) Centenas de transistores eram colocados em um único chip e conectados para formar um circuito simples chamado de circuito integrado. O chip tem uma capa de plástico e pinos externos para se conectar a outros componentes. Um processador pode ser construído através da combinação de dezenas de chips. Kilby ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2000 pela invenção dos circuitos integrados. Aula 10-26/09/2007 16
Geração 3: Circuitos Integrados (1963-1973) Através de melhorias na manufatura, o número de transistores em cada chip foi aumentando. Em 1965, Moore da Intel notou que o número de transistores em um chip dobrava em períodos de 12 a 18 meses (Lei de Moore). Em 1970, a integração em larga escala (LSI) de milhares de transistores tornou-se possível. Em 1971, a Intel conseguiu colocar um processador inteiro em um único chip, chamado de microprocessador (Intel 4004). Os sucessores 8080, 8086 e 8088 foram utilizados como CPUs de milhares de computadores nos anos 70. Aula 10-26/09/2007 17
Geração 3: Circuitos Integrados (1963-1973) A tecnologia de circuitos integrados tornou possível que pequenos negócios pudessem comprar computadores. Isso significava que mais pessoas teriam que conseguir interagir com computadores. Para facilitar a interação, foram desenvolvidos sistemas operacionais (como Unix). Além disso, foram desenvolvidas novas linguagens de programação (Pascal para ensinar a programar e C na construção do Unix). Aula 10-26/09/2007 18
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Geração 4: VLSI (1973-1985) VLSI = Very Large Scale Integration Milhões de transistores em um único chip. Aula 10-26/09/2007 20
Geração 4: VLSI (1973-1985) Com a VLSI, o preço dos computadores caiu a ponto de que indivíduos podiam comprá-los. Em 1975, foi lançado o primeiro PC, o MITS Altair 8800, custando menos de $500. Na realidade era um kit com todos os componentes, incluido o processador 8080 que era montado pelo usuário. Não tinha monitor nem teclado, nem memória secundária, a entrada era feita através de chaves e a saída era dada através de lâmpadas. Aula 10-26/09/2007 21
Geração 4: VLSI (1973-1985) Em 1976, Steve Jobs e Stephen Wozniak começaram a vender um kit parecido com o Altair, chamado Apple. Em 1977, eles fundaram a Apple Computers e começaram a vender o Apple II. Primeiro computador pessoal pré-montado com monitor, teclado e som. Outras empresas como Tandy, Amiga, Commodore e IBM também lançaram PCs. Em 1984, a Apple lança o Macintosh, com interface gráfica de janelas, icones, menus e mouse. Aula 10-26/09/2007 22