CAPÍTULO 1 1. EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES A história nos mostra que o homem sempre buscou aprimorar e automatizar suas atividades cotidianas. Muito antes dos primeiros computadores surgirem vários equipamentos foram desenvolvidos com o intuito de alcançar esses objetivos. No início o grande desafio não era realizar a entrega de um e-mail em milésimos de segundos e sim, a simples possibilidade de uma máquina realizar cálculos aritméticos como uma soma ou subtração. A confirmação dessa busca foi à descoberta de uma ferramenta chamada Ábaco, datado de 4.000 AC, confeccionado em pedra bem rústico se comparado aos modelos atuais. Porém, o Museu da Calculadora reconhece como marco dessa ferramenta um modelo mais avançado e elaborado como mostra a figura abaixo. Figura 1: Ábaco Fonte: Adaptado do Museu da Calculadora Após séculos de evolução do conhecimento humano, mais precisamente em 1.500 DC. O físico e matemático Leonardo Da Vinci iniciou um projeto de construção daquilo que foi chamado de primeira calculadora, mas não há registros da implementação física desse projeto nem tão pouco da comercialização do mesmo. Figura 2: Manuscrito da Calculadora de Da Vinci Fonte: Adaptado de a arte da Filosofia 1
As operações aritméticas foram de fato executadas mecanicamente somente a partir de 1.600 quando dois nomes entrariam para história da automatização. Curiosamente nenhum deles teve alguma pretensão científica, queriam apenas facilitar e agilizar seu cotidiano (WILLIAM OUGHTRED, 1.638 DC) ou o cotidiano de seus familiares (BLAISE PASCAL, 1.642 DC). As invenções criadas por eles iriam, futuramente, abrir as portas para um universo de possibilidades, o mundo passaria por enormes transformações, principalmente os setores de matemática e engenharia. Figura 3: Régua de cálculo e Pascaline Fonte: Adaptado do Google A partir da segunda metade do Século XIX, graças aos conceitos e conhecimentos adquiridos no século anterior, surge o que foi conhecido como o primeiro computador mecânico, mais conhecido como máquina analítica movida a vapor. O pai dessa invenção foi CHARLES BABBAGE um matemático britânico que conseguiu obter do governo Inglês um financiamento para desenvolver sua idéia, mas seu primeiro projeto fracassou, pois necessitava de uma tecnologia ainda não disponível para o desenvolvimento de engrenagens sofisticadas para aquela época. Anos depois Charles iniciou um novo projeto e o método utilizado para instruir sua mais recente criação, foi cartão perfurado. Os furos existentes funcionavam como comandos matemáticos e o resultado era a elaboração de padrões algébricos que podiam ser transferidos através dos orifícios. A idéia de fazer uso de cartões e, com isso, conseguir transcrever informações surgiu da incessante busca pela perfeição, pois nessa época muitas falhas humanas ocorriam nesse processo. Paralelamente a essa criação um americano chamado HERMAN HOLLERITH, que trabalhava no departamento dos Estados Unidos, desenvolveu um sistema de tratamento da informação com base no uso de cartões perfurados. Essa invenção buscava diminuir o tempo utilizado no levantamento de dados dos Censos daquela época que, em média, era de 7,5 ( Sete anos e meio). Quando ele finalmente conseguiu, o tempo de apuração foi drasticamente diminuiído para 2,5 anos. O sucesso foi tamanho que anos depois esse inventor fundou a empresa Tabulating Machine Company. Após algumas mudanças essa mesma empresa em 1924 passou a se chamar International Business Machines Corporation, a IBM. 2
2. COMPUTADORES ELETRÔNICOS Após a segunda guerra mundial uma nova revolução estava para começar, o processo de inserção de comandos passaria por mais uma mudança radical. Os computadores passariam de mecânicos para eletrônicos, sua alimentação passaria de vapor para eletricidade e a velocidade de suas rotinas passaria de segundos para milésimos de segundos. Todas essas modificações foram ocorrendo velozmente e sempre com o objetivo de atender uma população ávida por melhorias tecnológicas. Tornou-se comum referir-se às etapas do desenvolvimento como gerações, embora nem sempre haja acordo quanto a seu número ou quanto aos critérios utilizados em sua diferenciação. Faremos um estudo comparando as mudanças tecnológicas oriundas de cada época e um paralelo sobre as modificações atribuídas ao hardware 1e ao software2 dessas gerações. 2.1. Primeira Geração Válvulas Válvulas são tubos de vidros praticamente sem gás com eletrodos, em seu interior há grades metálicas que controlam o fluxo de elétrons. Elas conseguem converter os sinais elétricos em zeros e uns (Números que compõem um sistema digital). Figura 4: ENIAC O representante mais divulgado dessa geração foi chamado de Electric Numerical Integrator And Calculator - ENIAC, construído por John Presper Eckert e John William Mauchly, em 1946, com fins militares. Fonte: A história dos computadores, 2009. Quadro 1: Características do ENIAC CARACTERÍSTICAS Hardware Software Utilizavam cerca de 18.000 válvulas Não possuía sistema operacional Pouco confiáveis e instáveis Trabalhavam com linguagem de máquina Alto consumo de energia, aquecimento Executavam apenas cálculos Utilizava Cartão perfurado Resolução de problemas específicos 1 2 Toda a parte física, eletrônica, palpável de um sistema de computação. Toda a parte de códigos lógicos, programas, interface homem máquina. 3
Ocupavam um andar inteiro Só eram operados por especialistas Fonte: A autora 2.2. Segunda Geração Transistores O Transístor é uma peça extremamente simples, composto de um bloco originalmente de germânio (posteriormente substituído por silício) ligado a um conjunto de três filamentos de ouro. Esses filamentos funcionam como pólo positivo, negativo e uma base controle que ao receber uma tensão elétrica faz com que a carga positiva flua para pólo negativo. A descoberta do transistor impulsionou e alavancou o desenvolvimento dos equipamentos eletrônicos, seu tamanho e consumo de energia são muito menores se comparado às válvulas. Figura 5: Transistor Emissor Base Receptor SILICIO Fonte: A autora Figura 6: Computador IBM 1401 Um representante dessa geração de computadores foi o IBM 1401, anunciado publicamente em 1959. Esse computador era totalmente transistorizado o que possibilitou uma diminuição do equipamento como um todo. Fonte: Google Com a chegada dos transistores os computadores passaram a funcionar com 6 bits 3, com isso era possível codificar 64 estados diferentes e assim, finalmente, codificar dez algarismos, 26 letras do alfabeto anglo-saxônico, espaços e vinte e sete símbolos. 3 BInary digit, traduzindo significa dígito binário é a menor unidade que pode ser transferida ou armazenada por um sistema de computação. 4
O IBM 1401 permitia que fossem acoplados leitores e perfuradores de cartões de 80 colunas além de fitas magnéticas. 2.3. Terceira Geração- Circuito integrado A terceira geração de computadores tem início com a introdução dos circuitos integrados (transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip) nos computadores (ROCHA, 2011). Um circuito integrado (CI) é um circuito miniaturizado produzido na superfície de um substrato fino de material semicondutor. Eles estão presentes em praticamente todos os componentes eletrônicos. A figura 07 ilustra as etapas de evolução do CI, seu primeiro inventor um jovem do Texas chamado Jack Kilby, registrou sua criação em julho de 1958. Assim foi dada a largada para a corrida das grandes empresas no desenvolvimento de computadores menores, mais velozes, mais barato e atraentes. Figura 07: Gerações de Circuitos integrados Fonte: Adaptado de Rocha, 2011 A partir do CI surgi à possibilidade de transportar um computador, pois a estabilidade e confiabilidade, desse material, permitiriam isso. Novos projetos são iniciados para popularização do computador nas empresas e residências, o quadro 2 exibe as principais características evolutivas dessa geração: Quadro 2: Características dos computadores com CI CARACTERÍSTICAS Hardware Software Baixo custo e alto desempenho Evolução das linguagens de computação Memores e mais rápidos Linguagem BASIC e PL1 Alta confiabilidade e estabilidade Linguagem de alto nível 5
Suportavam 128 KB de memória Primeiros projetos de SO Atingiram a velocidade de nano segundo Primeiros projetos de software aplicativos Fonte: A autora 2.4. Quarta Geração - Microprocessadores Início da geração dos microprocessadores e microcomputadores, entre os anos 70/80 com o surgimento dos large-scale integration- LSI e posteriormente do very large scale integration- VLSI e também o ultra large scale inte-gration- ULSI. Alguns autores discordam dessas classificações afirmam que estamos na terceira geração, outros dizem que a quarta geração teve início a partir do VLSI. Porém, essa descordância não altera a realidade dos fatos onde após anos de pesquisas, finalmente, o computador teria uma capaciade estraordinária a um baixo custo. Uma característica que diferencia esse estágio dos anteriores é quanto ao tamanho do circuito lógico de uma unidade central de processamento. A grosso modo podemos comparála ao tamanho de uma unha aparada que armazena 1.000 ou mais transistores assim, inicia-se a era dos micros e supercomputadores. O Kenbak-1 foi o primeiro computador pessoal anunciado por cientista americano, por 750 dólares. Veiculou-se em mídia eletrônica a primeira propaganda para microprocessadors, o Intel 4004. Uma equipe da IBM conduzida por Alan Shugart inventou o disco flexível de 8. ( MUSEU DO COMPUTADOR, 2012). Acontecimentos que marcaram a época: 1972- A Intel revoluciona com o lançamento do seu microprocessador 8008; 1973- Robert Metcalfe planejou o Ethernet, método para conexão de rede, no centro de pesquisa da Xerox em Palo Alto, Califórnia; 1974- Os pesquisadores da Xerox, no centro de pesquisa em Palo Alto, projetaram o ALTO, a primeira estação de trabalho com uma entrada interna para mouse; 1975- A edição de janeiro do The Popular Electronics anunciou o Altair 8800, baseado; em micro processador Intel. Telenet, a primeira rede comercial, equivalente a ARPANET, foi implantada; 1976- Lançamento do Apple I; 6
1980- A Seagate Technology desenvolveu o primeiro Hard Disk Drive para microcomputadores; 2.5. Quinta Geração - Micro processadores Embora exista discordância, dos historiadores, quanto às datas de término da quarta geração e início da quinta, todos concordam que as mudanças mais marcantes são: A gigantesca capacidade de processamento e diminuição constante do chip; O avanço das memórias físicas (Aumento no armazenamento, mais velozes e baixo custo); A automação comercial; Multimídia; Robótica; Inteligência artificial; Popularização dos softwares incluindo o sistema operacional, uso doméstico; Rede Móvel; Era on-line; A quinta geração é marcada pela mudança do cotidiano, pois nessa era o computador tornou-se um equipamento multiuso. A linguagem de programação avançada proporcionou aos usuários uma diversidade de programas que atendem as necessidades, múltiplas, de cada pessoa. Nessa geração o computador deixa de ser uma máquina, para uso profissional, e passa a ser um aliado nas tarefas diárias, um meio de comunicação mundial, uma forma de acesso a outras culturas e um veículo que proporciona lazer e entretenimento em poucos segundos. Não é a toa que o Brasil, na era do governo Lula, iniciou um programa de aceleração do crescimento (PAC) e um dos pontos abordados era a Inclusão Digital. Temia-se pela nova geração de analfabetos que estava em curso, onde o cidadão sem recursos para aquisição de computadores e acesso a internet seria automaticamente excluído dessa revolução tecnológico. Os esforços foram redobrados e atualmente escolas das mais deferentes esferas governamentais possuem computadores, professores da rede pública passaram a receber notebooks e Tablets, vários núcleos com internet gratuita foram disponibilizados em comunidades carentes. À medida que os circuitos integrados forem evoluindo novas possibilidades surgirão e novas gerações darão início a uma nova era tecnológica. Pesquisas revelam que muito em breve os computadores não serão utilizados como ferramentas, eles farão parte de nós. Convivendo entre nossas células, ampliando nossas capacidades cognitivas, reestruturando 7
nossas moléculas. Isso significa que estamos prestes a presenciar a sexta geração de computadores onde coisas inimagináveis nos esperam. 8