INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO Professor: Rosalvo Ferreira de Oliveira Neto
Estrutura 1. Definição 2. Primeiras máquinas de calcular 3. Cartões-perfurados 4. Máquina Diferencial 5. Primeiros computadores 6. Primeiros computadores pessoais 7. Classificação de sistemas computacionais 8. Personalidades 9. Tendências 03
Qual a definição mais simples para o computador? É uma máquina que efetua cálculos. Você sabe qual a origem da palavra CÁLCULO? Em latim, a palavra pedra significa CALCULUS. 04
Os primeiros profissionais a CALCULAR foram os pastores. Técnica utilizada: empilhamento de pedras para controlar a quantidade de ovelhas de seu rebanho. 05
Por volta de 2500 A.C., na China, surgiu a primeira máquina de contar bem sucedida: O Ábaco. A palavra ABACUS em latim significa Tábua de Argila. 06
1614 - Bastões de Napier John Napier (1550-1617), escocês inventor dos logaritmos, também inventou os ossos de Napier, que eram tabelas de multiplicação gravadas em bastão, o que evitava a memorização da tabuada. 07
1642 - Primeiro instrumento moderno de calcular - uma somadora (Máquina de Pascal). Construído por Blaise Pascal (físico, matemático e filósofo francês). Pascal construiu a máquina com 19 anos. Dispositivo inteiramente mecânico, usava várias engrenagens, acionado por uma alavanca. 08
1671 - Gottfried Wilhelm Leibnitz (filósofo e um dos formuladores do cálculo integral) projetou a primeira máquina de multiplicação e divisão, além de soma e subtração. Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações. 09
O que estas máquinas tinham em comum? Todas essas máquinas estavam longe de ser um computador de uso geral, pois não eram programáveis. Isto quer dizer que a entrada era feita apenas de números, mas não de instruções a respeito do que fazer com os números. 10
1802 - Jacquard desenvolveu os cartões-perfurados para entrada de dados. 11
1822 - Charles Babbage (matemático) propõe a Máquina Diferencial, utilizando os cartões de Jacquard. Funções trigonométricas e logaritmos eram calculados na máquina. 12
Máquina Diferencial: Babbage Idealizada para construir tabelas de números para navegação naval. Construída para executar um único algoritmo método das diferenças finitas usando polinômios. 13
1834 Babbage inventou a precursora dos computadores digitais de hoje, a Máquina Analítica. Máquina mecânica, trabalhava a vapor. Programação seqüencial de operações. Por seu trabalho na máquina analítica, Babbage é considerado um dos pioneiros dos computadores. As máquinas de Babbage nunca foram construídas. 14
Ada Byron King (ou Ana Lovelace) compreendeu o funcionamento da Máquina Analítica e escreveu os melhores relatos sobre o processo. Criou programas para a máquina - primeira programadora de computador. É uma das poucas mulheres a figurar na história do processamento de dados. 15
Geração 0 Computadores Mecânicos (séx. XVII ao séc. XIX). Máquina de Diferenças Máquina Analítica Próxima etapa: substituir as partes mecânicas por componentes elétricos. 16
Década de 1930 Histórico - Evolução Tentativas de substituir as partes mecânicas dos computadores por partes elétricas. O uso de relés era uma forma de fazer essas substituições, mas o alto custo, tamanho físico e baixo desempenho eram as desvantagens desses tipos de máquinas. 17
Só por volta de 1936 as idéias de Babbage foram comprovadas, quando Alan Turing publicou um artigo, pouco conhecido, chamado On computable numbers. Alan Turing foi um dos fundadores da Informática, tendo apresentado contribuições importantes tanto em aspectos teóricos como práticos da mesma. O prêmio Turing Award tem sido concedido pela ACM (Association for Computing Machinery) desde os anos 1960 a personalidades que obtiveram destaque no domínio da Informática e Ciência da Computação. Alan Turing 18
O computador moderno nasce das idéias sobre algoritmos, publicadas em 1937 por Alan Turing, e dos planos de John von Neumann para uma nova máquina de calcular, que pela primeira vez inclui, além de cálculos matemáticos, o processamento lógico de informações. John von Neumann 19
Arquitetura do computador (1945 - Von Neumann) Codificar as instruções de uma forma possível de ser armazenada na memória do computador. Von Neumann sugeriu que fossem usados uns e zeros. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e qualquer informação necessária a execução da tarefa, e Quando processar o programa, buscar as instruções diretamente na memória, ao invés de lerem um novo cartão perfurado a cada passo. Estas sugestões tornaram-se a base filosófica para projetos de computadores. 20
Guerra e desenvolvimento Histórico - Evolução É notório que durante as guerras a tecnologia sempre apresenta um maior desenvolvimento. Com a Computação o fenômeno é o mesmo. Os governos sempre incentivaram o desenvolvimento de equipamentos que pudessem calcular trajetórias, decifrar mensagens inimigas, obter maior poder de destruição... 21
1944 Mark I - primeiro computador eletromecânico construído. 22
Características do Mark I Possuía 18 metros de comprimento, dois metros de largura e pesava 70 toneladas; Era constituído por 7 milhões de peças móveis; Sua fiação alcançava 800 Km; Com a chegada dos computadores eletrônicos o Mark I logo foi substituído. 23
1946 - O primeiro computador eletrônico, o ENIAC (Eletronic Numerical Integrator And Computer), foi inventado. 0 ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952 Pode-se encontrar também a denominação ENIAC (Electrical Numerical Integrator And Calculator). 24
Características do ENIAC: Totalmente eletrônico ; Emitia o equivalente a 200 quilowatts de calor; 30 toneladas de peso; 180 m² de área construída; 5,5 m de altura; 25 m de comprimento; 2 vezes maior que o MARK I; 25
Características do ENIAC: Foi alojado em uma sala de 9 m x 30 m. Capacidade de memória e confiabilidade foram seus primeiros problemas. Em 1952, mais de 19.000 válvulas tinham sido substituídas: elas começavam a queimar dois minutos depois de ligar o equipamento. 26
BUG? O termo "bug" representa todo o tipo de erro de computação O primeiro BUG de computador é relatado pela Oficial Naval e matemática Grace Murray Hopper. O BUG era um inseto ( bug ) dentro do computador. 27
UNIVAC (1951) Foi o primeiro computador comercial fabricado e comercializado nos Estados Unidos O primeiro UNIVAC foi entregue ao escritório do censo dos Estados Unidos 28
Características do UNIVAC Usava 5.200 válvulas Pesava 13 toneladas consumia 125 KW O sistema completo ocupava mais de 35 m2 de espaço 29
Mainframes (1959) Histórico - Evolução 30
1962: Histórico - Evolução Douglas Engelbart recebe a patente do primeiro mouse. 31
Altair 8800 (1975) Primeiro computador pessoal 32
Apple II (1977) Primeiro computador pessoal bem sucedido 33
O IBM PC (1981) Computadores em larga escala 34
Classificação de Sistemas Computacionais Quanto à característica de construção 1ª GERAÇÃO (...Década de 50): A válvula é o componente básico; Grande; Esquentava muito; Consumia muita energia elétrica; Computadores ocupavam muito espaço físico. Dispunham de dispositivos de Entrada/Saída primitivos (através da cartões perfurados). Eram aplicados em campos científicos e militares. Linguagem de programação: linguagem de máquina. Operações internas mediam-se em milissegundos. 35
Classificação de Sistemas Computacionais 2ª GERAÇÃO (Início dos anos 60): O transistor é o componente básico Tamanho menor que a válvula Esquentava menos Gastava menos energia elétrica Mais durável e confiável As máquinas diminuíram muito em tamanho e suas aplicações passam da esfera científica e militar e começam a focar em aplicações administrativas e gerenciais. Surgem as primeiras linguagens de programação. Além dos núcleos de ferrite, fitas e tambores magnéticos passam a ser usados como memória. Operações internas mediam-se em microssegundos. 36
Classificação de Sistemas Computacionais 3ª GERAÇÃO (meados dos anos 60 até meados dos anos 70): Marco inicial: surgimento dos C.I.s. O LSI passa a ser o componente básico O LSI ficou conhecido como chip Pequena pastilha de silício de 1 cm 2 Composto de milhares de transistores Os computadores diminuíram de tamanho e aumentaram seu desempenho. Evolução dos Sistemas Operacionais, surgimento da multiprogramação, real time e modo interativo. A memória é feita de semicondutores e discos magnéticos. Operações internas mediam-se em nanossegundos. 37
Classificação de Sistemas Computacionais 4ª GERAÇÃO (meados dos anos 70 a início dos anos 90): Tem como marco inicial o surgimento do microprocessador. Houve a miniaturização dos computadores. Nesta geração é que surgiram os microcomputadores PC. Surgem muitas linguagens de alto-nível. Operações internas mediam-se em picossegundos. 38
Classificação de Sistemas Computacionais 5ª GERAÇÃO (anos 90 -????): Devido ao avanço tecnológico o conceito de geração torna-se obsoleto. 39
Personalidades Bill Gates Com apenas 19 anos, fundou a Microsoft em 1975 40
Personalidades Steve Jobs fundou a Apple Computer em 1976 com o lançamento do Apple I 41
Personalidades Larry Page e Sergey Brin desenvolveram e fundaram o Google em 1998 42
Virtualização Tendências 43
Tendências Computação em nuvem (Cloud Computing) 44
Tendências Computação em nuvem (Cloud Computing) Utilização da memória e das capacidades de armazenamento Cálculo de computadores e servidores Compartilhados e interligados por meio da Internet 45
Tendências Computador quântico 46