História dos Computadores Aílson
A idéia de se criar um dispositivo que auxiliasse nos cálculos cada vez mais extensos e complicados com os quais o homem se deparava a cada vez que tentava progredir, data de muito tempo.
O primeiro equipamento para efetuar cálculos matemáticos, que data de 500 ac. inventado pelos babilônicos, foi o ábaco. O ábaco foi utilizado também pelos romanos e pelos chineses que mantém em uso até os dias de hoje no ensino da aritmética básica.
Há controvérsias quanto à origem do ábaco, alguns dizem que veio do oriente para o ocidente (da China para a Europa) e outros afirmam que o caminho foi o inverso, com o ábaco saindo de Roma para o Oriente a partir do domínio imperial romano sobre a Ásia Menor.
A evolução do ábaco só ocorreu no século XVII(1642), proporcionada pelo tráfego e matemático francês Blaise Pascal que construiu um contador mecânico que realizava operações aritméticas de soma e subtração através de rodas e engrenagens dentadas. Cada engrenagem continha 10 dentes que, após um giro completo, acarretava o avanço de um dente de uma segunda engrenagem, exatamente o mesmo princípio de um odômetro de um automóvel e base das calculadoras mecânicas. Sorobã (no oriente).
Pascaline
O alemão Gottfried Leibniz, também filósofo e matemático aperfeiçoou o invento de pascal. Construiu uma calculadora que executava as quatro operações básicas da aritmética, sendo que multiplicação e divisão eram realizados através de somas e subtrações sucessivas, respectivamente
A primeira utilização prática de dispositivos mecânicos para computar dados automaticamente data de início de 1801, quando Joseph Jacquard introduziu no processo de tecelagem, o controle das máquinas através de instruções registradas em orifícios em cartões perfurados.
Um dos mais importantes trabalhos pioneiros em computação por processos mecânicos foi realizado pelo inglês Charles Babbage, que em 1823 Máquina de Diferenças Máquina Analítica
A máquina de diferenças utilizava o processo matemático de diferenças finitas - só realizava operações de adição e subtração e como a máquina de Pascal, possuía um conjunto de registradores mecânicos, cada um contendo rodas com dígitos que serviam para armazenar um valor decimal. A máquina era movida por um motor a vapor, que realizava uma série de etapas e finalmente apresentava um resultado. Além disso, ela possuía um dispositivo de gravação em uma chapa de cobre, uma espécie de agulha que marcava os valores na chapa, a qual servia de matriz para posterior impressão em papel
A máquina analítica era, na realidade, um computador mecânico capaz de armazenar 100 números de 20 algarismos e que possuía um programa que permitia modificar o funcionamento da máquina, fazendo - a realizar diferentes cálculos. Por esta capacidade, pode - se dizer que esta máquina foi a percussora dos primeiros computadores eletrônicos, inclusive no seu método de introduzir instruções por cartões perfurados.
Embora inteiramente mecânica, a máquina analítica de Babbage possuía essencialmente os mesmos componentes que um computador atual, quais sejam: Memória Constituída de rodas dentadas de contagem ; Processador: Com uma unidade capaz de realizar as quatro operações aritméticas (operando com pares de registradores ) e unidades de controle, constituída de cartões perfurados convenientemente para realizar esta ou aquela operação; Saída: Para impressora ou para um dispositivo perfurado de cartões. O projeto final de Babbage, que pretendia calcular valores com 50 algarismos, nunca chegou a se tornar realidade física, por ser avançado demais para uma época em que a tecnologia não dispunha da devida capacidade para a fabricação dos dispositivos necessários ao funcionamento das engrenagens.
O projeto de Babbage também fez ressaltar alguns detalhes Históricos, como o tempo estimado para execução de adição - um segundo - e de multiplicação - um minuto - e que o programa criado para fazer a máquina funcionar foi desenvolvido por uma mulher chamada Ada Ovelace, que pode ser, então considerada a primeira programadora de computadores da história
Em 1889, Herman Holleritrh desenvolveu o cartão perfurado para guardar dados e também uma máquina tabuladora mecânica, acionada por um motor elétrico, que contava classificava e ordenava informações armazenada em cartões perfurados. A sua invenção utilizava na apuração do censo americano de 1890 pelo Bureau of Census dos EUA, que contratou Hollerith. O trabalho durou apenas dois anos e meio, o que manualmente levaria 10 anos O sucesso de Hollerith o conduziu a criação da Computer Tabulating Machine Company, em 1896, que em 1914 juntou-se a mais duas e surgiu a tabulating Recording Corporation. Em 1924, Thomas Watson mudou o nome da empresa para IBM - International Business Machine.
A primeira máquina de calcular eletrônica foi criada pelo engenheiro alemão Konrad Zuse, Chamada Z1. Baseava-se em relés eletromecânicos que atuavam como chaves, abrindo e fechando automaticamente o fluxo de corrente elétrica, o que levou à utilização de números binários em vez de algarismos decimais, utilizados nas engrenagens da máquina de Babage
Esses problemas foram solucionados com a utilização da válvula, ( inventada em 1906) que permitiam maior velocidade de processamento e armazenamento, pois não necessitavam de partes mecânicas para realizar as operações.
Desta época, destacam-se dois cientistas, o inglês Alan Turing que desenvolveu um computador com a finalidade única de decifrar códigos militares alemães, portanto uma máquina de emprego específico, denominado Colossus. O outro foi John Macuchilyn, que foi reconhecido como o que deu início à computação eletrônica.
Primeira Geração Computadores à válvula
O ENIAC ( Eletrônic Numeral Integrator And Computer) foi o primeiro computador eletrônico digital construído para emprego geral, isto é, podia-se alterar o tipo de cálculo a ser realizado com os dados; O projeto foi proposto ao exército americano com a finalidade de auxiliar nos cálculos de elaboração das tabelas balísticas (alcance e trajetória dos tiros de armas).
O ENIAC era uma máquina de proporções gigantescas, contendo mais de 17.000 válvulas e 80.000 metros de cabos; pesava cerca de 30 toneladas e consumia uma grande quantidade de energia elétrica, além do consumo com válvulas, que queimavam com grande freqüência devido ao calor.
Como o ENIAC só ficou pronto após a guerra não foi utilizado para o seu propósito inicial. Esta máquina era decimal e não binária, sendo cada dígito representado por 10 válvulas, e sua programação era feita através da combinação de cabos em tomadas diferentes e de arranjo de chaves(cerca de 6.000), tarefas que consumiam vários dias, porém, a sua velocidade de processamento era alta, realizava 10.000 operações por segundo.
ENIAC
EDVAC
UNIVAC O UNIVAC usava 5.200 válvulas, pesava 13 toneladas e consumia 125 kw para fazer 1905 operações por segundo, com um clock de 2.25MHz. O sistema completo ocupava mais de 35 m2 de espaço no piso
UNIVAC
Em 1949, a univac de Macuchlyn e Eckert, construiu o primeiro computador para fins comerciais, O UNIVAC II e a série 1110, voltada para computação científica. Em 1953, a IBM lança seu primeiro computador eletrônico de programa armazenado, o IBM-701, com memória de 2K palavras de 36 bits, destinado ao processamento científico, e em seguida os IBM-702 e 709, com 4K palavras de memória, para fins comerciais
Segunda Geração : Computadores transistorizados
Os cientistas do Bell Laboratóries produzem em 1947 o transistor. Dispositivos que permite controlar a condução de corrente elétrica de circuito eletrônico (ligar/desligar) com uma velocidade muito maior, menor custo, menor tamanho e menor consumo de energia do que as válvulas. Esse dispositivo tornou-se a base de todos os computadores e da industria eletrônica digital.
A NCR foi a primeira empresa a lançar o computador transistorizado, seguida da RCA. Esta Geração teve grande participação da IBM com seus computadores para fins comerciais e científicos, por exemplo a série 7000 e grande sucesso comercial que foi o IBM-1401.
. O IBM 650 baseado em válvulas de 1954 pesava 900 Kg, a fonte de alimentação pesava cerca de 1350 Kg e ambos eram mantidos em gabinetes separados de 1,5 metros por 0,9 metros por 1,8 metros. Ele custava US$500.000 ou podia ser alugado por US$3.500 por mês. Entretanto a memória tinha originalmente apenas 2000 palavras de 10 dígitos, uma limitação que forçava uma programação difícil, para obter resultados. Este tipo de limitação dominou a programação por décadas.
Terceira Geração Computadores com circuitos integrados
Em 1958 a Texas Instruments Co., através de Jack Kilby, criou o que seria o primeiro circuito integrado, interligando dois circuitos em peça de germânio. Pouco depois, Robert Noyce integrou vários circuitos em pastilha de silício, que provou ter muita vantagem sobre o germânio. Surgia uma nova geração de computadores mais poderosos e menores, devido a integração em larga escala (LSI- Large Scale Integration) Proporcionada pelos circuitos integrados.
A IBM, nesta geração, consolida sua posição como a maior fabricante no mercado de computadores, lançou a série 1360. Com estas inovações : a) O conceito da família de computadores, em vez de máquina individual. Este conceito permite que o fabricante ofereça o mesmo tipo de máquina, ou seja, mesma arquitetura, linguagem de máquina semelhante etc, porém com diferentes capacidades e preços. b) Emprego da técnica de multiprogramação, que permite que vários programas compartilhem da mesma memória principal e o mesmo processador, dando a impressão ao usuário de que vários programas estão sendo executados simultaneamente. c) Elevada capacidade de processamento, com palavras de 32 bits e ciclo de instruções de até 250 nanosegundos e grande capacidade de armazenamento na memória principal, 16 Mbytes, valores considerados surpreendentes para a época(1964). d) Memória Principal orientada a Byte, ou seja, em grupo de oito Bits. Esta característica tornou-se padrão no mercado, mantendo-se até hoje; exceto nos computadores científicos.
Quarta Geração : Computadores que utilizam VLSI
VLSI (Very Large Scale Integration) consiste na técnica de armazenar, em um mesmo recipiente, milhões de microcomponentes eletrônicos. Este dispositivo denominado chip (pastilha), constitui a base da estrutura da todos sistemas de computação modernos. Esta técnica de miniaturização de componentes eletrônicos, deu início ao desenvolvimento dos microcomputadores ou computadores pessoais, isto por volta de 1972.
O Altair 8800, lançado em 1975, revolucionou tudo o que era conhecido como computador até aquela época. Com um tamanho que cabia facilmente em uma mesa e um formato retangular, também era muito mais rápido que os computadores anteriores. O projeto usava o processador 8080 da Intel, fato que propiciou todo esse desempenho. Com todo o boom do Altair, um jovem programador chamado Bill Gates se interessou pela máquina, criando a sua linguagem de programação Altair Basic. O Altair funcionava através de cartões de entradas e saída, sem uma interface gráfica propriamente dita.
Apple, Lisa e Macintosh Vendo o sucesso do Altair, Steve Jobs (fundador da Apple) sentiu que ainda faltava algo no projeto: apesar de suas funcionalidades, este computador não era fácil de ser utilizado por pessoas comuns. Steve sempre foi conhecido por ter um lado artístico apurado, portanto, em sua opinião, um computador deveria representar de maneira gráfica o seu funcionamento, ao contrário de luzes que acendiam e apagavam. Por isso, o Apple I, lançado em 1976, pode ser considerado como o primeiro computador pessoal, pois acompanhava um pequeno monitor gráfico que exibia o que estava acontecendo no PC. Como o sucesso da máquina foi muito grande, em 1979 foi lançado o Apple II, que seguia a mesma ideia.
O mesmo grupo que criou o IBM-PC também definiu que o componente básico do computador, a BIOS, seria de fabricação exclusiva da IBM. Esse chip tem a finalidade de fornecer aos PCs uma interface de entrada e saída de dados. Como todos os outros componentes do computador eram fabricados por outras empresas, a IBM tinha nesses chips a sua maior fonte de renda e a única coisa que vinculava qualquer PC à IBM. Algumas empresas, dentre elas a Compaq, aplicaram a técnica de engenharia reversa no BIOS, clonaram-na e construíram computadores similares ao da IBM. Em novembro de 1982, a Compaq anuncia o Compaq Portable, primeiro PC que não usa a BIOS da IBM e mantém 100% de compatibilidade com o IBM PC
Quadro Comparativo de Características de microprocessadores Microprocessador Data de Lançamento Palavra de Dados Endereçamento Máximo de MP Intel 4004 1971 4 1 K Bytes Intel 8080 1973 8 64 K Bytes Intel 8088 1980 16 1 K Bytes Intel 80286 1982 16 16 M Bytes Intel 80386 1985 32 4 G Bytes Intel 80486 1989 32 4 G Bytes Intel Pentium 1993 32 4 G Bytes Motorola MC 6800 1974 8 64K Bytes MC 68000 1979 32 16 M bytes MC 68010 1983 32 16 M Bytes MC 68020 1984 32 4 G Bytes MC 60030 1987 32 4G bytes MC 68040 1989 32 4 G bytes Zilog Z80 1974 8 64 K bytes Zilog Z80 1979 16 1M Bytes