Aula 1 - Introdução à organização de computadores - Evolução de sistemas computacionais (1)

Prévia do material em texto

Estruturas de Computadores
Prof. Dely Lima
1
Objetivos
Compreender a evolução do modelo computacional;
Compreender como estão relacionados os principais componentes dos computadores.
2
Você sabe de onde vieram os computadores?
3
História da Computação
A história da computação começa a ser registrada quando o homem sente necessidade de expandir a sua capacidade de contar, os homens da pré-história há mais de 50.000 anos deixaram vestígios de cálculos e riscos nas paredes das cavernas, o homem antigo também empilhava pedras e riscavas ossos para representar a contagem de algo e mais tarde começa a registrar o controle de sua criação domestica usando pedrinhas para contar os animais.
4
História da Computação
O computador (algo/alguém que computa) possui registros de aproximadamente 6 mil anos atrás. Com-pu-tar (latim computo, -are, calcular, contar)
•Fazer o cômputo de.
•Calcular; orçar.
•Contar.
5
Algumas da invenções mecânicas 
para calcular que foram precursoras
ao computador eletrônico
6
Ábaco – A primeira calculadora da história
Primeiro instrumento capaz de calcular com precisão e rapidez, composto de varetas e pequenas bolinhas de argila
Criado pelos babilônicos
Século VIII A.C
Objetivo: Facilitar as contas
Uma armação de madeira com contas
7
Ábaco – A primeira calculadora da história
Povos antigos usavam o ábaco para cálculos do seu dia a dia, principalmente nas áreas do comercio e nas áreas de construções civis. É considerado a primeira máquina de calcular, pois usava um sistema simples, mas muito eficiente na resolução de problemas matemáticos.
Seu primeiro registro é datado em 5500 A.C.
8
Ábaco – A primeira calculadora da história
9
Ábaco – A primeira calculadora da história
ISSO...
VEIO DISSO!
10
Novo Iphone!!!
Já pensou?
11
12
Régua de Cálculo
Em 1622 depois de Cristo, um padre inglês chamado William Oughtred, criou uma tabela muito interessante para realizar multiplicações muito grandes. A régua que já possuía uma grande quantia de valores pré-calculados, organizados em forma que os resultados fossem acessados automaticamente, uma espécie de ponteiro indicava o resultado desejado.
13
Régua de Cálculo
14
Relógio Calculador
Bem antes de Blaise Pascal e Leibniz, o alemão Wilhel Schickard é considerado como o primeiro a construir uma máquina de calcular mecânica (utilizada por Johannes Kepler), em 1623, capaz de realizar as 4 operações básicas com números de seis dígitos e quando o resultado era maior, tocava um sino. Operações eram feitas por manivela.
15
Relógio Calculador
16
Máquina de Pascal
Blaise Pascal, matemático e filósofo francês
Construiu a Pascaline
Primeira calcular mecânica
Máquina de somar e subtrair
Uso de engrenagens
Fracasso: não foram produzidas mais de cinquenta unidades e seu preço era excessivamente alto
17
Máquina de Pascal
18
Calculadora de Leibniz 
Aprimoramento do modelo de Pascal
Operações fundamentais e ainda extração de raiz quadrada
19
Calculadora de Leibniz 
A máquina de Leibniz foi concebida em 1673 mas construída apenas em 1694, tendo sido a primeira máquina feita com o propósito de multiplicar. 
A máquina de Leibniz foi a primeira calculadora capaz de executar todas as operações aritméticas por meios puramente mecânicos. O que não quer dizer que não apresentasse problemas de funcionamento, sobretudo resultantes da complexidade dos seus mecanismos.
20
Calculadora de Leibniz 
21
Máquina Analítica
Máquina que “ficou no papel”
Objetivo: Calcular funções (logarítmicas, trigonométricas, etc) sem o auxílio de operador
Charles Babbage não conseguiu construir protótipo
22
Máquina Analítica
23
Teoria de Boole
Criada em 1847 por George Boole, inventor da lógica matemática
Qualquer coisa poderia ser representada por símbolos e regras, surge o conceito dos códigos binários. 
24
Teoria de Boole
Surgiu em 1847, um sistema lógico que reduzia a representação de valores, através de dois algarismos 0 e 1. Em sua teoria o número 1 significa, ativo, existente, verdadeiro e 0 representa o inverso, não ativo não existe, falso.
25
Teoria de Boole
George Simon Boole
1815 - 1864
26
Máquina de Hollerith
Criada em 1890 por Herman Hollerith. Funcionário do censo americano, fundou a empresa onde mais tarde nascia a mundialmente famosa IBM (1924).
Tinha o objetivo de acelerar todo o processo de computação. Ajudou no censo do mesmo ano e reduziu de 7 para 2 anos o tempo de cálculo.
27
Máquina de Hollerith
28
Computadores pré-modernos
29
Mark I - 1944
Financiado e construído pela IBM
 Aproximadamente 17 metros de comprimento
 Primeiro computador americano
 Criado para decodificação de mensagens
30
Colossus - 1946
Financiado e construído pela Post Office
Research Station
Aproximadamente 11 metros de comprimento
Primeiro computador britânico
Criado para decodificação de mensagens
31
Computação Moderna
32
O que são computadores?
Computadores são máquinas que executam tarefas ou cálculos de acordo com um conjunto de instruções (os chamados programas). Os primeiros computadores totalmente eletrônicos, lançados na década de 40, eram máquinas enormes que exigiam equipes inteiras para funcionar.
33
O que são computadores?
A evolução dos computadores tem sido extremamente rápida e pode ser dividida em etapas:
34
Primeira Geração (1946-1959)
A primeira geração de computadores modernos tinha com principal característica o uso de válvulas eletrônicas, possuindo dimensões enormes.
Eles utilizavam quilômetros de fios, chegando a atingir temperaturas muito elevadas, o que frequentemente causava problemas de funcionamento.
35
Primeira Geração (1946-1959)
Normalmente, todos os programas eram escritos diretamente na linguagem de máquina.
36
Primeira Geração (1946-1959)
Válvulas
37
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
ENIAC - em português: computador integrador numérico eletrônico) foi o primeiro computador digital eletrônico de grande escala. Muitos comentam que o primeiro foi o Mark I, mas este era apenas eletromecânico. Foi criado em fevereiro de 1946 pelos cientistas norte-americanos John Eckert e John Mauchly, da Electronic Control Company.
38
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
O ENIAC começou a ser desenvolvido em 1943 durante a II Guerra Mundial para computar trajetórias táticas que exigissem conhecimento substancial em matemática, mas só se tornou operacional após o final da guerra.
Características:
Sua capacidade de processamento era de 5.000 operações por segundo;
39
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
Criado na segunda guerra, tinha como principal finalidade cálculos balísticos;
Possuía 17.468 válvulas termiônicas, de 160 kW de potência;
40
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
O "sistema operacional" da máquina era através de cartões perfurados. (O cartão perfurado foi aproveitado inicialmente por Herman Hollerith, fundador da Tabulating Machine Company, precursora da IBM, porém foi inventado por Joseph-Marie Jacquard em 1804, com projeto inicial de um "tear" automatizado. 
41
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
Esses cartões foram os grandes precursores da memória usada em computadores. Uma informação não confirmada é que "os cartões perfurados originais tinham o tamanho das notas de um dólar", este tamanho foi escolhido para que os cartões pudessem ser levados nas carteiras dos recenseadores. 
42
ENIAC - Eletronic Numerical Integrator and Computer
A calculadora efetua os cálculos a partir das teclas pressionadas, fazendo interação direta com o hardware, como no ENIAC, no qual era preciso conectar fios, relês e sequências de chaves para que se determinasse a tarefa a ser executada. A cada tarefa diferente o processo deveria ser refeito. A resposta era dada por uma sequência de lâmpadas.
43
ENIAC- Eletronic Numerical Integrator and Computer
O ENIAC, numa foto tirada em 2006
44
Máquina de Tear de Jacquard
45
Cartões Perfurados 
46
Primeira Geração (1946-1959)
Características:
Uso de válvulas 
Grandes
Pesados
Lentos
Gastam muita energia
Dissipam muito calor
Programador precisa conhecer o hardware
47
Segunda Geração (1959-1964)
Na segunda geração, houve a substituição das válvulas eletrônicas por transistores, o que diminuiu em muito tamanho do hardware.
A tecnologia de circuitos impressos também foi criada, assim evitando que os fios e cabos elétricos ficassem espalhados por todo lugar.
48
Segunda Geração (1959-1964)
Transistores em placas de circuito 
49
Segunda Geração (1959-1964)
Na segunda geração, houve a substituição das válvulas eletrônicas por transistores, o que diminuiu em muito tamanho do hardware.
A tecnologia de circuitos impressos também foi criada, assim evitando que os fios e cabos elétricos ficassem espalhados por todo lugar.
50
IBM 7030
Foi o primeiro supercomputador lançado na segunda geração, desenvolvido pela IBM. Seu tamanho era bem reduzido comparado com máquinas como o ENIAC. Esta máquina executava cálculos na casa dos microssegundos, o que permitia até um milhão de operações por segundo. Várias linguagens foram desenvolvidas para os computadores de segunda geração, como Fortran, Cobol e Algol.
51
IBM 7030
52
PDP-8
Foi um dos minicomputadores mais conhecidos da segunda geração. Basicamente, foi uma versão mais básica do supercomputador, sendo mais atrativo do ponto de vista financeiro. Eram menores do que os supercomputadores, mas mesmo assim ainda ocupavam um bom espaço.
53
PDP-8
54
Segunda Geração (1959-1964)
Características:
Menores
Gastam menos energia 
Dissipam menos calor
Mais rápidos
Entrada de dados por teclados
Primeiras linguagens de programação (FORTRAN, COBOL, BASIC)
55
Terceira Geração (1964-1970)
Os computadores desta geração foram conhecidos pelo uso de circuitos integrados, ou seja, permitiram que uma mesma placa armazenasse vários circuitos que se comunicavam com hardwares distintos ao mesmo tempo.
Desta maneira, as máquinas se tornaram mais velozes, com um número maior de funcionalidades.
56
Terceira Geração (1964-1970)
Circuitos integrados
57
IBM 360/91
Esta máquina já trabalhava com dispositivos de entrada e saída modernos para a época, como discos e fitas de armazenamento, além da possibilidade de imprimir todos os resultados em papel.
58
IBM 360/91
Foi um dos primeiros a permitir programação da CPU por microcódigo, ou seja, as operações usadas por um processador qualquer poderiam ser gravadas através de softwares, sem a necessidade do projetar todo o circuito de forma manual.
59
Painel de Controle IBM 360/91
60
Terceira Geração (1964-1970)
Características:
Primeiros minicomputadores
Menores
Mais baratos
Mais poderosos
61
Quarta Geração (1970 até dias atuais)
A quarta geração é conhecida pelo advento dos microprocessadores e computadores pessoais, com a redução drástica do tamanho e preço das máquinas.
62
Quarta Geração (1970 até dias atuais)
As CPUs atingiram o incrível patamar de bilhões de operações por segundo, permitindo que muitas tarefas fossem implementadas agora.
63
Quarta Geração (1970 até dias atuais)
Nascimento dos microprocessadores e dos computadores pessoais (PC), tamanhos e preços extremamente reduzidos. Computadores cada vez mais velozes e acessíveis e softwares mais intuitivos.
64
Altair 8800
O MITS Altair 8800 é um computador pessoal projetado em 1975, baseado na CPU Intel 8080.
Vendido originalmente como um kit através da revista norte-americana Popular Electronics, os projetistas pretendiam vender apenas algumas centenas de unidades, tendo ficado surpresos quando venderam 10 vezes mais que o previsto para o primeiro mês. 
65
Altair 8800
Hoje o Altair é reconhecido como a fagulha que levou à revolução do computador pessoal nos anos seguintes: os barramentos de computador desenhados para o Altair se tornariam um padrão de facto na forma de barramento S-100 e a primeira linguagem de programação para a máquina foi o Altair BASIC, que conduziu à fundação da Microsoft.
66
Altair 8800
67
Quarta Geração (1970 - 2010)
Características:
Circuitos integrados em larga escala
Miniaturização dos componentes
Queda nos preços e custos
Criação do microcomputador
68
Quinta Geração (2010 - ????)
ULSI (Ultra Large Scale Integration)
Componentes cada vez menores de mais baixo custo, o que permitiu a evolução de aplicações computacionais mais complexas.
69
Quinta Geração (2010 - ????)
Evolução das aplicações:
Caracterizada pelo surgimento de tecnologias como computação em nuvem, inteligência artificial, internet das coisas (IoT) e computação quântica.
Necessidade de maior capacidade de processamento e armazenamento de dados.
70
Quinta Geração (2010 - ????)
Ênfase em sistemas altamente integrados, interconectados e inteligentes.
Exemplos incluem dispositivos móveis, assistentes virtuais e sistemas autônomos.
71
Curiosidades
Supercomputador Tupã que prevê o tempo no Brasil sobrevive na base do improviso
https://canaltech.com.br/infra/supercomputador-tupa-que-preve-o-tempo-no-brasil-sobrevive-na-base-do-improviso-189434/
Brasil tem 3 supercomputadores entre os mais poderosos do mundo
https://www.tecmundo.com.br/produto/150280-brasil-tem-3supercomputadores-entre-poderosos-mundo.htm
72
Curiosidades
Petrobras aciona o novo maior supercomputador do Brasil 
https://www.convergenciadigital.com.br/Inovacao/Petrobras-aciona-o-novo-maior-supercomputador-do-Brasil-57269.html?UserActiveTemplate=mobile
LNCC libera acesso do Suoercomputador Santos Dumont para combater a COVID-19
https://www.gov.br/mcti/pt-br/rede-mcti/lncc/assuntos/noticias/ultimas-noticias-1/lncc-libera-acesso-do-suoercomputador-santos-dumont-para-combater-a-covid-19
73
Estrutura Física
74
Hardware x Software
Hardware e software são duas partes indissociáveis ​​de um computador. Sem hardware, o software não teria nada em que ser executado. Sem software, o hardware seria apenas um amontoado de peças inúteis.
O hardware corresponde aos componentes físicos do computador, ou seja, são as peças e aparatos eletrônicos que, ao se conectarem, fazem o equipamento funcionar.
O software é a parte referente aos sistemas que executam as atividades, ou seja, são os programas e aplicativos que fazem com a máquina funcione.
75
Placa Mãe
A placa-mãe, também conhecida como placa principal ou motherboard, é o componente central de um computador. Ela funciona como uma base para conectar todos os outros componentes do sistema, como o processador, a memória RAM, as placas de expansão e os dispositivos de armazenamento.
76
Placa Mãe
77
Placa Mãe
78
Chipset
79
Chipset
80
Chipset
81
Chipset
82
Chipset
83
Chipset
84
Memória RAM
85
Dispositivo de Armazenamento
86
Dispositivo de Armazenamento
87
Dispositivo de Armazenamento
88
Dispositivo de Armazenamento
89
Dispositivo de Armazenamento
90
Dispositivo de Armazenamento
91
Dispositivo de Armazenamento
SSD – ( SOLID STATE DRIVE )
92
Dispositivo de Armazenamento
93
Sistemas Operacionais
Um sistema operacional (SO) é um software que gerencia os recursos de um computador e fornece uma interface para o usuário interagir com a máquina. 
Ele é como o maestro de uma orquestra, coordenando todas as partes do computador para que funcionem juntas de forma harmoniosa.
94
Sistemas Operacionais
95
Atividade em Grupo
Qual o impacto da tecnologia na sociedade desde os primórdios da história da computação?
96
Obrigado!
dely.neto@ftc.edu.br
97
image1.png
image2.png
image3.png
image4.png
image5.png
image6.png
image7.emf
image8.png
image9.png
image10.jpg
image11.png
image12.pngimage13.emf
image14.emf
image15.png
image16.jpg
image17.jpg
image18.jpg
image19.jpeg
image20.jpg
image21.jpg
image22.jpg
image23.emf
image24.emf
image25.emf
image26.jpeg
image27.jpeg
image28.jpeg
image29.jpeg
image30.jpeg
image31.png
image32.emf
image33.jpeg
image34.jpg
image35.emf
image36.jpg
image37.jpg
image38.png
image39.png
image40.png
image41.png
image42.png
image43.png
image44.png
image45.png
image46.png
image47.png
image48.png
image49.png
image50.png
image51.png
image52.jpeg
image53.jpeg
image54.jpeg
image55.jpeg