Aula 03 - Hist-ria e Evolu--o dos Computadores ( SO 2024 1 Manh-- 2- Integrado )

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28/02/2024
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Aula 03 – História e Evolução dos Computadores
Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais
Professor:
Marconi Queiroz
marconi.queiroz@paulista.ifpe.edu.br
Para estudarmos a evolução histórica dos sistemas operacionais
devemos estudar a evolução dos computadores, isto porque os
dois estão diretamente ligados.
Foram nos anos Pós-Segunda Guerra Mundial, que com a
incorporação das novas tecnologias então desenvolvidas, o projeto
computador se tornou realidade.
3.0 – História dos Computadores 
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Se levarmos em conta que o termo COMPUTAR, significa fazer
cálculos, contar, efetuar operações aritméticas, o COMPUTADOR seria
então o mecanismo ou máquina que auxilia essa tarefa, com vantagens
no tempo gasto e na precisão.
Desta forma os instrumentos que auxiliavam os homens da
antiguidade a contar são considerados os percursores do computador.
De acordo com os sistemas e as ferramentas utilizadas ( válvulas,
relés, transistores, etc. ) podemos dividir a história da computação
em gerações.
Os primeiros computadores apareceram no século XVII e eram
compostos exclusivamente por elementos mecânicos.
Além disso, caracterizavam-se por uma grande rigidez no que diz
respeito aos programas a executar, a grande parte deles sendo o que
chama hoje de máquinas dedicadas.
3.1– Início
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Início ( ..... – 1953 )
Computadores Mecânicos
3.1– Início ( ... 1953 ) 
O primeiro computador verdadeiramente
digital foi projetado pelo matemático inglês
Charles Babbage (1792–1871).
Dentre todos os seus projetos os mais
importantes foram a Máquina Diferencial e
a Máquina Analítica.
Charles Babbage
( 1792 – 1871 )
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Em 1822, Charles Babbage, um
cientista britânico, projetou a Máquina
Diferencial, no entanto, nunca entrou em
produção ficando apenas no projeto sendo
montada pelo filho anos depois.
Foi essa invenção que deu a Babbage
o título de ”Pai da Computação”.
3.1.1 - Maquina Diferencial ( 1822 )
Maquina Diferencial ( 1822 )
A máquina era capaz de resolver equações polinomiais através
de diferenças entre números, e assim, de efetuar os cálculos
necessários para construir tabelas de logaritmos, um dos maiores
problemas da época.
Ela tinha a capacidade de receber dados, processá-los,
armazená-los e exibi-los.
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Por volta de 1834, Charles
Babbage projeta a Máquina Analítica,
realizado graças ao algoritmo descoberto
por Augusta Ada Byron King.
Funcionava com base nas
instruções de cartões perfurados e era
movida a vapor, como em alguns trens.
3.1.2 - Maquina Analítica ( 1834 )
Máquina Analítica ( 1834 )
• Augusta Ada Byron King
Augusta Ada Byron King, Condessa
de Lovelace, atualmente conhecida como
Ada Lovelace, foi uma matemática e
escritora inglesa.
Hoje é reconhecida como a primeira
programadora da história, principalmente por
ter escrito o primeiro algoritmo para ser
processado por uma máquina, a Máquina
Analítica de Charles Babbage.
Augusta Ada Byron King
( 1815 – 1852 )
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A Máquina Analítica é uma versão melhorada da Máquina
Diferencial, esse novo dispositivo foi projetado para ser automático,
controlado por um programa, como um computador moderno.
Seu uso era geral e poderia realizar qualquer tipo de cálculo
com uma ampla variedade de números com o objetivo de resolver
problemas complexos.
O mais interessante de tudo é que o desenho e a estrutura básica
da invenção de Charles Babbage fazem parte dos computadores que
usamos hoje, possuía uma Unidade Central de Processamento ( CPU )
e Memória expansível separados um do outro.
A inexistência de equipamentos
adequado para produzir as rodas,
acessórios e engrenagens de alta
precisão de que ele precisava e a falta
de verbas fizeram com que o cientista
construísse apenas protótipos do que
poderia ter sido a maior revolução
tecnológica da época.
A Máquina Analítica não possuía sistema operacional, apenas as
sequencias de instruções executadas pela máquina.
Engrenagens da Máquina 
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1ª Geração ( 1937 - 1953 )
Computadores com Válvulas Eletrônicas
Os computadores desta geração
eram construídos a base de Válvulas
Eletrônicas e Relés cuja aplicação
fundamental se deu nos campos
cientifico - militares.
Com a introdução da válvulas
eletrônicas o tempo do processamento
passou a ser medido em milissegundos.
3.2 – Primeira Geração (1937 – 1953): Válvulas Eletrônicas
V
álvulas E
letrô
nicas
R
elé
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Os Cartões Perfurados foram o principal meio usado para
armazenar os arquivos de dados e para enviá-los ao computador e
utilizavam como linguagem de programação a Linguagem de Máquina.
Cartão Perfurado Linguagem de Máquina 
Um famoso computador desta
época é o ENIAC ( Electronic
Numerical Integrator And Computer, do
português: Computador Integrador
Numérico Electrónico ).
Foi idealizado pelos cientistas
norte-americanos John Eckert e
John Mauchly, da Electronic
Control Company, em 1946.
ENIAC ( 1946 )
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O ENIAC:
• Desenvolvido a pedido do exercito dos Estados Unidos, durante
a 2ª Guerra Mundial, com o objetivo de realizar cálculos balísticos;
• Sua estrutura possuía 17.468 válvulas e pesava 32 toneladas.
• Ocupavam enormes espaços físicos ( pelo seu tamanho, eram
salas, prédios ). Ocupava uma área de 180m2;
• Consumiam grande quantidade de energia elétrica ( 200kWh );
• Problemas de superaquecimento, em virtude das válvulas. Eram de
difícil manutenção;
• Péssimo desempenho em termos de velocidade. Quando em
operação era capaz de realizar cinco mil adições por segundo;
• A programação era feita em painéis, através de fios, utilizando
linguagem de máquina.
• Não existia o conceito de Sistema Operacional;
___________________
( * ) Apesar de ter uma capacidade de operação menor do que qualquer calculadora
de mão moderna, durante seus 10 anos de operação o ENIAC realizou mais contas do
que toda humanidade já havia feito em sua história.
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Um fato interessante é que a
arquitetura dos modernos computadores
que temos nos dias de hoje, conhecida
como Arquitetura Von Neumann, foi
idealizado por um dos consultores
do projeto ENIAC, o professor John
Von Neumann.
John Von Neumann
Segundo a arquitetura Von
Neumann, uma máquina digital
(computador) teria os seguintes
componentes:
1. Memória: Capaz de armazenar
em um mesmo espaço dados e
instruções dos programas;
Arquitetura de John Von Neumann
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2. Unidade Central de Processamento ( CPU ): responsável por
executar as instruções dos programas armazenados na memória;
• Unidade de Controle ( UC ): Responsável pela interpretação das
instruções de programa, como também, controlar a sequência de
tempo das atividades necessárias para sua execução;
• Unidade de Lógica e Aritmética ( ULA ): Responsável pela
execução das operações de Lógicas ( AND, OR, etc.)
e Aritméticas ( somas, subtrações, etc. ) contidas nas instruções
dos programas;
• Registradores: Pequenas áreas de memória localizada na CPU
para armazenamento temporário de dados dos programas
que estão sendo executados, resultados de instruções, estado
interno da CPU, etc.
3. Dispositivos de Entrada e Saída ( E/S ): Responsável por traduzir os
dados inseridos pelo usuário no computador (ex.: teclado, cartões
perfurados, fitas ou discos magnéticas etc.) para a memória como
também traduzir da memória para um formato externo (ex.: fitas ou
discos magnéticos, telas de vídeo, etc.)
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Outros computadores foram
construídos nessa época, mas eram
utilizados apenas em universidades e
órgãos militares.
Muitas empresas foram
fundadas ou investiram no setor, como,
por exemplo, a IBM, o que levou à
criação dos primeiros computadores
para aplicações comerciais. IBM ( 1911 )
2ª Geração ( 1953 - 1963 )
Computadores com Transistores
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A criação do Transistor e das
Memórias Magnéticas ( Fita Magnética )
contribuiu para o enorme avanço dos
computadores da época.
O usodos transistores permitiram:
• Aumento da velocidade de processamento;
• Aquecimento mínimo; 
• Pequeno consumo de energia elétrica; 
• Aumento da confiabilidade nos cálculos; 
3.3 – Segunda Geração ( 1953-1963 ): Transistores
T
ran
sisto
re
s
F
ita M
a
gné
tica
As máquinas desta geração eram
conhecidas como mainframes ou
computadores de grande porte.
Custavam milhões de dólares.
Os Mainframes permitiram que
houvesse uma separação entre os
Operadores, Programadores e Técnicos
de Manutenção.
IBM 1401 ( Mainframe )
Obs.: Hoje, os mainframes são conhecidos como servidores.
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Inicialmente a programação era feita através de cartões
perfurados, eles eram entregues ao Operador do Computador para que
fossem processados.
1. Os programas, também chamados de Jobs, feitos através de cartões perfurados, eram
lidos por uma leitora e gravados em uma fita de entrada.
2. O computador então lia a fita de entrada e executava um programa de cada vez.
O resultado do processamento era então gravado numa fita de saída.
3. Ao término de todos os programas, as fitas de saída eram lidas e processadas
novamente para serem impressas, gerando assim os relatórios.
Esta técnica, onde são processados um conjunto de programas,
ficou conhecido como Processamento Batch ( do português: Lote ).
Cartão Perfurado Lote de Cartões Perfurados
• O Cartão Perfurado
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• Processamento Batch ( Lote )
Processamento em Lote ( Batch )
O Processamento em Lote ( Batch ) surgiu como uma solução
para a otimização do tempo de uso dos caros mainframes.
Em 1953 os usuários do computador IBM 701, do Centro de
Pesquisas da General Motors, desenvolveram o primeiro Sistema
Operacional, chamado de Monitor.
O Monitor, chamado assim pela sua simplicidade, tinha como
objetivo automatizar as tarefas manuais executadas na época.
Neste período surgiram as primeiras linguagens de programação
de alto nível, tais como FORTRAM, ALGOL e COBOL.
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Houve então um grande avanço no desenvolvimento e
manutenção dos programas que não mais tinham uma relação direta
com o hardware dos computadores.
Consequentemente, os sistemas operacionais evoluíram para
atender as demandas das linguagens de programação e assim facilitar
o trabalho de codificar, executar e depurar os programas.
3ª Geração ( 1963 – 1970 )
Computadores com: Circuitos Integrados;
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A 3ª geração é marcada pela
substituição dos transistores pela tecnologia
dos Circuitos Integrados ( 1 ).
Esta inovação revolucionou o mundo
dos computadores.
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( 1 ) O Circuito Integrado ( CI ) : É um dispositivo eletrônico onde
circuitos eletrônicos, transistores e outros componentes eletrônicos são
miniaturizados e montados numa única pastilha de silício - o Chip.
3.4 – Terceira Geração (1963 – 1970): Circuitos Integrados
Circuito Integrado
A tecnologia dos circuitos integrados, que permitiu a substituição
de dezenas de transistores numa única peça de silício, permitiu o
surgimento de computadores de menores dimensões, mais rápidos
e menos caros.
Os custo de produção de um computador começavam a cair,
atingindo uma faixa de mercado que abrangia empresas de médio porte,
centros de pesquisa e universidades menores.
Dessa forma, os computadores passaram a tornar-se
mais acessíveis.
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Diferentemente dos computadores das gerações anteriores, nesse
tipo de computador, os dados de entrada e saída eram gerenciados por
dispositivos periféricos como monitor, teclado ou impressora.
A velocidade de processamento dos dados era da ordem
de microssegundos ( µs ).
Um dos computadores considerados precursor dessa geração foi
o IBM 360, lançado em 1964 , o qual era capaz de realizar 2 milhões de
adições por segundo e cerca de 500 mil multiplicações, tornando seus
antecessores totalmente obsoletos.
4ª Geração ( 1970 - 1991 )
Computadores com: Microprocessadores
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A partir de 1971, os computadores
deixaram de funcionar com circuitos integrados
e incorporaram os Microprocessadores ( 2 ).
Maior grau de miniaturização,
confiabilidade e velocidade maior, já da ordem
de nanosegundos ( ns ).
________________
( 2 ) Um microprocessador é um circuito integrado, mas
muito mais complexo, capaz de gerenciar todas as funções de um
computador.
3.5 – Quarta Geração (1970 - 1991): Microprocessadores
Microprocessador
Nessa época a popularização dos disquetes permitiu separar o
usuário e programador. Foi possível copiar softwares em disquetes
e distribuí-los, sem a necessidade de realizar uma programação para
cada máquina.
A quarta geração de computadores foi caracterizada também por
incluir dois tipos de memória:
• Memória RAM : Armazena os dados do programa, enquanto o
equipamento está ligado.
• Memória ROM : Armazena os dados do programa permanentemente.
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Esses tipos de computadores usam linguagens de programação
de alto nível ( 3 ), como JavaScript, Python ou Java.
A entrada e saída dos dados são feitas através de dispositivos
periféricos como teclado, scanner, monitor, CDs, DVDs, etc.
Além disso, seu tamanho e a diminuição dos custos de produção
fizeram com que esse tipo de computador fosse vendido em massa.
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( 3 ) A linguagem de alto nível se aproxima mais com a linguagem humana. A linguagem de baixo nível
está mais próxima da linguagemdemáquina.
Um exemplo de computadores de quarta geração seria o
Apple Macintosh e os PCs, como os famosos 286, 386, 486 e 586
da IBM, muito populares na década de 1990.
IBM 286 (1984 )Apple Macintosh (1984 )
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A partir da virada do milênio, começam a surgir os computadores
de mão, ou seja, os Smartphones, iPod, iPad e Tablets, que incluem
conexão móvel, com navegação na web.
Smartphone Tablet
5ª Geração ( 1991 – Atual )
Computadores com: Inteligência Artificial; 
Computação Quântica; 
Nanotecnologia;
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A quinta geração de computadores é composta por todos
os dispositivos já criados ou em processo de criação que
incorporam tecnologias como Inteligência Artificial, Computação
Quântica ou Nanotecnologia.
A inteligência artificial permite aos computadores reconhecer
e aprender a linguagem humana de forma autônoma, sem a
intervenção do usuário.
3.6 – Quinta Geração (1991 - Atual)
A incorporação da tecnologia quântica permitiria aos computadores
trabalhar com enormes quantidades de dados que ainda não são
possíveis de processar.
Computador Quântico
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• Quais as limitações de um computador quântico?
Computadores quânticos só funcionam em condições muito
específicas, o que inviabiliza a escala por enquanto.
Os qubits só assumem as características de entrelaçamento
em temperaturas próximas ao zero absoluto (- 273,15ºC), exigindo
sistemas sofisticados de refrigeração.
Além disso, o núcleo precisa ser blindado contra campos
magnéticos ou ondas eletromagnéticas, que podem interferir nos
cálculos e prejudicar o funcionamento desses computadores.
Já a nanotecnologia favorece a criação de componentes cada
vez menores com maior capacidade de processamento e
armazenamento.
A quinta geração de computadores é portátil e se caracteriza pelo
fato de que a entrada e saída de dados podem ser feitas a partir do
hardware, mas também a partir do reconhecimento de voz ou facial.
Além disso, são pequenos, têm ligação à Internet e reconhecem a
linguagem natural e as expressões faciais.
Como exemplo de um computador de quinta geração, temos os
modernos smartphones.
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3.7 – Perguntas?
E-mail: marconi.queiroz@paulista.ifpe.edu.br
WhatsApp: (81) 9.9976-4003
Obrigado!Obrigado!