Organização e Arquitetura de Computadores Prof. Leonardo Araújo leonardoaraujo.fase@gmail.com
Agenda aula 2 História e evolução dos computadores Os primórdios Primeira geração: válvulas Segunda geração: transístores Terceira geração: circuito integrado Quarta geração: microprocessador Quinta geração? Organização e Arquitetura de Computadores 2
História e evolução dos computadores Entender como se deu a evolução dos processadores numéricos; Evolução das tecnologias; Marcações históricas presentes nas tecnologias atuais; Organização e Arquitetura de Computadores 3
Os primórdios... Pré-história das máquinas computacionais? O ábaco Organização e Arquitetura de Computadores 4
Os primórdios... Geração marcada pelas engrenagens para cálculos; Sistema simples de calcular, porém complexo de implementar. Somador/Acumulador Entrada/Operando Organização e Arquitetura de Computadores 5
A Geração Zero Computadores mecânicos: 1642-1945 Organização e Arquitetura de Computadores 6
Os primórdios... Pascalene (Pascal, 1642-43); Stepped Recknoner (Leibniz, 1674); Organização e Arquitetura de Computadores 7
Os primórdios... Difference engine (Babbage, 1822-42); Carry detection (Schickard, 1623); Organização e Arquitetura de Computadores 8
Os primórdios... Computadores mecânicos; Cartões perfurados para controle de tear; Concepção de álgebra booleana (G. Boole, 1854); Organização e Arquitetura de Computadores 9
Os primórdios... Máquina de Engenho Analítico considerado o primeiro computador (Babbage, 1834-1871); Computar qualquer operação aritmética; Unidade para uqatro operações básicas (Mill); Unidade de armazenagem de dados (store); Cartões perfurados para operações variáveis; Unidade de saída; Organização e Arquitetura de Computadores 10
Os primórdios... Organização do Engenho Analítico MILL STORE PRINTER/ CARD.PERF. OPERATION CARDS VARIABLE CARDS Organização e Arquitetura de Computadores 11
Os primórdios... Konrad Zuse e as máquinas Z ; Relês faziam a função de unidades de cálculo e controle; Organização e Arquitetura de Computadores 12
Os primórdios... Computadores Mark; Velocidade de adições era superior, com três adições/subtrações por segundo. Multiplicação em seis segundos; Operações lidas de fitas perfuradas; Mark I e Mark III foram os principais computadores dessa série; Organização e Arquitetura de Computadores 13
Os primórdios... Computador Mark III Organização e Arquitetura de Computadores 14
A Primeira Geração: Válvulas 1945-1955 Organização e Arquitetura de Computadores 15
Primeira geração: válvulas Válvula de tríodo poderia substituir relês e mecanismos antigos; Iniciado pela máquina ABC; Marcado pelo computador ENIAC; Outros computadores surgiram, como EDVAC, UNIVAC, etc; Organização e Arquitetura de Computadores 16
Primeira geração: válvulas ABC (Atanasoff-Berry Computer); Operava a 60Hz; Organização e Arquitetura de Computadores 17
Primeira geração: válvulas Alan Turing e a Colossus; Primeiro computador completamente eletrônico; Organização e Arquitetura de Computadores 18
Primeira geração: válvulas ENIAC (Electronic Numerator, Integrator, Analyzer and Computer); Pesava cerca de 30 toneladas; Consumia cerca de 140KW; Programação manual através de 6000 chaves e plugs; Operava a 100KHz; Finalizou com 18000 válvulas, 70000 resistores, 10000 capacitores, 6000 chaves e 1500 relés; Organização e Arquitetura de Computadores 19
Primeira geração: válvulas Organização e Arquitetura de Computadores 20
Primeira geração: válvulas Surgiu o EDIVAC (Eletronic Discrete Variable Automatic Computer), sucessor do ENIAC Aritmética binária; 44bits de memória ultrasônica; Velocidade de 1MHz; Unidades de controle e aritmética Organização e Arquitetura de Computadores 21
Primeira geração: válvulas Outros computadores dessa geração: Manchester Baby Machine (primeiro computador de programa armazenado); EDSAC; BINAC; UNIVAC; Whirlwind; IBM 701; IBM 650 Magnetic Drum Computer; Organização e Arquitetura de Computadores 22
A Segunda Geração: Transístores 1955-1965 Organização e Arquitetura de Computadores 23
Segunda geração: transístores Limitações das válvulas incentivaram a imposição dos transístores; Grande marco desta geração foi a inclusão de processadores com entrada e saída (I/O); Possibilidade de inclusão de novas tecnologias, como: Memória virtual; Barramento único compartilhado; Pipelines; Multiprocessamento; Linguagens de programação de alto nível; Organização e Arquitetura de Computadores 24
Segunda geração: transístores Marco pela arquitetura de von Neumann Unidade de Controle Unidade Aritmética Entrada Memória (Programas e dados) Saída Organização e Arquitetura de Computadores 25
Segunda geração: transístores John von Neumann é considerado como o grande idealizador do conceito de programa armazenado; Organização e Arquitetura de Computadores 26
Segunda geração: transístores Séries marcantes de computadores: TX-0 e TX-2; DEC PDP-1 IBM 7090 e 7094; Lógica do transístor inseridos nesses computadores Organização e Arquitetura de Computadores 27
A Terceira Geração: Circuitos Integrados 1965-1980 Organização e Arquitetura de Computadores 28
Terceira geração: circuito integrado Havia a necessidade de um alto grau de integração dos componentes; Introdução de circuitos em chips; Surgiu o circuito integrado, encapsulando componentes físicos e lógicos ; Marco para a quarta geração (microprocessadores); Organização e Arquitetura de Computadores 29
Quarta geração: integração de circuitos em escala muito alta 1980-? Organização e Arquitetura de Computadores 30
Quarta geração: integração de circuitos em escala muito alta Evolução da tecnologia dos circuitos integrados; Inclusão de unidades de processamento e memória reunidos por meio de barramentos em microcircuitos; Surge os microprocessadores; Organização e Arquitetura de Computadores 31
Quarta geração: integração de circuitos em escala muito alta Intel 8080 Organização e Arquitetura de Computadores 32
Quarta geração: integração de circuitos em escala muito alta Arquitetura de um processador moderno Organização e Arquitetura de Computadores 33
A Fauna Computacional Organização e Arquitetura de Computadores 34
A Fauna Computacional Forças tecnológicas e econômicas A lei de Moore A expansão dos transístores ao longo dos anos O círculo virtuoso Produtos melhores a preços mais baixos Preços menores levam a novas aplicações Novas aplicações levam a novos mercados Novos mercados fazem surgir novas empresas Novas empresas levam a competição A competição cria demanda econômica para o desenvolvimento de novas tecnologias Expansão computacional em diversas áreas; Organização e Arquitetura de Computadores 35
Quinta geração? Como será marcada a quinta geração? Quais tecnologias atuais permitem a evolução dos microcircuitos de processamento? Existem protótipos que levam a uma possível quinta geração? Pesquise! Dica: assista ao vídeo (The Dream Machine - BBC Documentary 1991 - Giant Brains) em http://www.youtube.com/watch?v=lxl3x91m-zy Organização e Arquitetura de Computadores 36
Referências desta aula TANENBAUM, A. Organização Estruturada de Computadores. São Paulo: Prentice Hall, 5a Edição, 2007. Organização e Arquitetura de Computadores 37
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