Trabalho Válvula

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INTRODUÇÃO A COMPUTAÇAO
Montes Claros
Agosto 2013
HISTÓRICO E EVOLUÇAO DA COMPUTAÇÃO 
COMPONENTES ELETRONICOS
1ª GERAÇÃO – COMPUTADORES A VÁLVULA
Montes Claros
Agosto 2013
INTRODUÇAO:
 O uso dos computadores, no significado moderno e usual da palavra nos remete a pensarmos em interatividade, computadores conectados ao redor do mundo e apenas um click do mouse e possível encontrarmos pessoas e serviços que procuramos. Porem o surgimento dos computadores não teve como principal objetivo o entretenimento de pessoas e sim ajudar na resolução de cálculos matemáticos. Com a Segunda Guerra Mundial, ocorreu uma verdadeira explosão de projetos de computadores, um desses computadores foi o ENIAC.
O fim dessa geração, chamada geração de computadores à válvula, encerra no final da década de 50, quando começam a ser desenvolvido o computador com transistores substituindo as válvulas. O computador atual é fruto de uma evolução que levou décadas para chegar onde está e ainda está muito longe de chegar ao seu final.
Este trabalho visa mostrar essa historia dos computadores a válvula e essa abordagem é de suma importância para conhecimento e fundamentos da computação, pois é através da história que sabemos com o que estamos lidando e aonde queremos chegar.
SURGIMENTO DA PRIMEIRA GERAÇÃO:
Na Década de 40 o avanço das máquinas chamaram a atenção dos militares estado-unidenses, que interessados no poder que estas máquinas poderiam trazer a longo prazo, investiram alto em pesquisas e projetos, que começaram a trazer resultados durante a Segunda Guerra Mundia.
Em 1944 surge o primeiro relê, um dispositivo eletromecânico criado, que tem inúmeras aplicações possíveis em comutação (acionamento/desligamento) de contatos elétricos servindo para ligar ou desligar dispositivos elétricos e eletrônicos, foi também muito utilizado nos sistemas telefônicos, e agora pela primeira vez estaria sendo implementado os princípios da álgebra de Boole que foram implementados através de circuitos de chaveamento, tipo abre e fecha de relês, de modo a expressarem alternativas SIM/NÃO, 1/0, Ligado/Desligado, que identificam a validade ou não uma proposição, e assim surgiu a primeira geração de computadores.
VÁLVULA:
Para falarmos das válvulas eletrônicas deveremos relembrar um pouco da utilização do relé; Que foi um dispositivo eletromecânico formado por um magneto móvel que se deslocava provocando a união de dois ou mais contatos metálicos, cuja movimentação determinava um valor binário: ou 0 ou 1, ou ligado e desligado.
Embora mais confiáveis que as válvulas a vácuo, os relês eram clamorosamente mais lentos. 
Quanto as característica das válvulas tem seu funcionamento baseado no fluxo de elétrons no vácuo, (o filamento metálico da válvula ao ser aquecido, emite elétrons que agitados graças à alta temperatura, conseguem vencer a barreira superficial do metal e fechar o circuito com outro filamento localizado próximo ao primeiro). Começou com Thomas Edison inventor da lâmpada elétrica.
A Válvula era um dispositivo que conduzia a corrente elétrica num só sentido, que funcionam como uma chave, porém com velocidade dez mil vezes mais rápida, com o objetivo de resolver conjuntos de equações lineares da física e para realização automática de cálculos. Graças ao aperfeiçoamento das válvulas, no início da década de 1940, foi possível criar os primeiros computadores eletrônicos. O uso das válvulas em computadores na década de 40 é marcado por uma série de vantagens e desvantagens, vejamos;
PRINCIPAIS COMPUTADORES A VÁLVULA:
COLOSSOS:
 Os autores bibliográficos descreveram os mesmos momentos, detalhes e situações os quais o computador apareceu na sociedade. O primeiro computador de grande escala desenvolvido no mundo foi na década de 1946 porém, o estímulo para o computador eletrônico foi a partir da Segunda Guerra Mundial com a necessidade de interceptação de informações de mensagens as quais eram codificadas e para decifrar era necessário um dispositivo com mais eficiência . TANENBAUM (2007, pág 10) expõem que “durante a fase inicial da guerra, submarinos alemães estavam causando devastação em navios britânicos. As instruções de comando dos almirantes alemães em Berlin eram enviadas aos submarinos por rádio, as quais os britânicos podiam interceptar, e interceptavam. O problema era que essas mensagens era codificadas usando um dispositivo denominado ENIGMA”.
A solução do problema para decifrar estes códigos foi com construção de um computador eletrônico sob a liderança de Alan Turing em 1943 criador do que originaria os parâmetros da programação moderna, foi desenvolvido o Colossus, uma vez que ao invés de relés eletromecânicos se utilizava do novo e revolucionário invento da época, as válvulas. Trabalhava com símbolos perfurados numa argola de fita de papel, o Colossos trouxe uma grande revolução para as máquinas da época, pois utilizava-se da leitura fito elétrica, comparando a mensagem cifrada no papel com os códigos conhecidos até encontrar uma coincidência e assim processar a informação. Ele possuía aproximadamente 2.000 válvulas e era capaz de processar até 25.00 caracteres por segundo, o qual tinha a utilidade para somente uma função. Segundo TANENBAUM (2007, pág 10) “o COLOSSUS funcionava desde 1943, mas, uma vez que o governo britânico guardou praticamente todos os aspectos do projeto como segredo militar durante 30 anos, a linha COLOSSUS foi basicamente um beco sem saída. Só vale a pena citá-lo por ter sido o primeiro computador digital eletrônico do mundo”. 
ENIAC:
 Com a utilização de válvulas e com o aprimoramento da álgebra de Boole, foi possível o desenvolvimento do primeiro computador digital eletrônico de grande escala: o Eniac – Eletronic Numeric Integrator and Calculator (Computador e Integrador Numérico Eltrônico).
Com o seu desenvolvimento impulsionado pela Segunda Guerra Mundial, seu uso era voltado para efetuar cálculos balísticos e decifrar códigos inimigos.. O autor NORTON (1943, pág 13) comentou que a criação do ENIAC o primeiro computador de grande escala desensevolvido na década de 40, foi construído para o Exército para medição de trajetórias de projéteis por distância e condição climática, estes números eram calculados meticulosamente à mão.
Construído em 1945 pelos engenheiros Jonh W. Mauchly e J. Presper Eckert, só foi apresentado em fevereiro de 1946, o Eniac representou a revolução que teve a maior repercussão por todo o mundo, uma vez que era extremamente melhor que as máquinas criadas até então, e foi desenvolvido com base na máquina que John Atanasoff havia começado a construir em 1937, um calculador com 240 válvulas e duas memórias tambor.
O ENIAC era composto por 18.800 válvulas de 16 tipos diferentes, 6.000 comutadores, 10.000 condensadores, 50.000 resistências e 1.500 relês, onde cada válvula era capaz de representar um bit de informação (somente aceita dois estados, ligada ou desligada). Os bytes eram compostos por oito válvulas e como não se tinha muita confiança nos resultados, devido à constante queima de válvulas, cada cálculo era efetuado por três circuitos diferentes e os resultados comparados, se dois deles coincidissem, aquele era considerado o resultado certo e sua programação era feita através de números binários aliados a álgebra de Boole, diferentemente da programação baseada em números decimais que estava presente em uma grande maioria das máquinas eletromecânicas, e para quem acha complicado programar hoje, esse monstro tinha que ser programado através de 6.000 chaves (Comutadores) manualmente, e ao invés de teclas para colocar os dados, eram utilizados cartões feitos de cartolina perfurados. Realizava uma soma em 0,0002 segundos e uma multiplicação com números de 10 dígitos em apenas 0,005 segundos. Ocupava 3 salas com um total de 72 m² , pesava cerca que 30 toneladas, e em média tinha uma avaria a cada 6 horas de funcionamento, porém Eckert aproveitando-se da ideia que era utilizadaem equipamentos eletrônicos, diminuiu a tensão elétrica das válvulas, reduzindo as falhas para apenas 1 ou 2 vezes por semana. Pelo fato das válvulas liberarem muito calor seu “cooler”, eram 2 ventiladores movidos por motores Chrysler de 12 CV, que refrigeravam a máquina e mesmo assim atingiam temperaturas de até 67ºC.
No total, ele pesava 30 toneladas e era tão volumoso que ocupava um enorme galpão. Além disso, consumia muita energia e com isso a sua durabilidade era pouquíssima. Só para exemplificar, um PC típico atual, com um monitor LCD, consome cerca de 100 watts, enquanto o ENIAC consumia incríveis 200 kilowatts, duas mil vezes mais. Custou o equivalente a 468.000 dólares da época, que correspondem hoje a pouco mais de US$ 10 milhões, em valores corrigidos.
 Imagine como era a vida dos programadores daquela época. A programação do ENIAC era feita através de 6.000 chaves manuais. A cada novo cálculo, era preciso reprogramar várias destas chaves. Isso sem falar no resultado, que era dado de forma binária através de um conjunto de luzes. Não é à toa que a maior parte dos programadores da época eram mulheres, só mesmo elas para ter a paciência necessária para programar e reprogramar grandes quantidades de chaves várias vezes ao dia. Além de ter a operação com um grande custo financeiro elevava a temperatura do local até os 50 graus, as válvulas ocupavam muito espaço físico nos computadores e como o intuito da tecnologia é diminuir cada vez mais o tamanho dos equipamentos não teria como manter as válvulas e reduzi-las muito em tamanho.
O maquina custou cerca de 10 milhões ao exército americano. Esse computador foi criado a fim de ajudar o EUA na segunda Guerra mundial, porém foi terminado três meses após o fim da guerra, mas foi utilizado para a fabricação da bomba de hidrogênio.
Embora tenha sido uma máquina extremamente poderosa para a época, apresentava muitos inconvenientes que fizeram com que fosse deixada de lado em 1948 e desativada em 2 de Outubro de 1955.
EDVAC:
Durante a construção do ENIAC, Mauchly e Eckert iniciaram a construção de um outro computador eletrônico que armazenasse na memória qualquer programa e constituísse um multipurpose computer. Este computador foi denominado pela sigla EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) e a sua apresentação pública foi realizada em 1947 esse seria o sucessor do famoso ENIAC.
Os dados eram armazenados eletronicamente num meio composto de um tubo cheio de mercúrio, conhecido como linha de retardo, eram lâmpadas de mercúrio, onde cristais dentro do tubo geravam pulsos eletrônicos que se refletiam para frente e para trás de modo a ser lido sob a forma de 0 ou 1, tão lentamente quanto podiam com o objetivo de reter a informação, semelhante a um desfiladeiro que retém um eco, que Eckert descobriu por acaso ao trabalhar com um radar e embora apresentasse um sistema de armazenamento, este não era seguro o suficiente.
O EDVAC utilizava a notação binária pura o que simplificava a construção das ULA (Unidade Aritmética e Lógica) podendo assim codificar as informações em forma binária em vez da forma decimal, ao contrário do Eniac que era programado por números binários e codificados no
sistema decimal, reduzindo assim significativamente o número de válvulas.
Ao EDVAC seguiu-se toda uma geração de "AC's" com siglas como EDSAC, ILLIAC, FLAC, MIDAC, ORDVAC, OARAC, MANIAC, ODABAC, pois cada Universidade nos U.S.A. construiu o "seu computador". Após a construção do EDVAC, Eckert e Mauchly fundaram uma empresa denominada Eckert-Mauchly Computer Corporation que construiu um computador denominado BINAC (Binary Automatic Computer ), terminado em 1949. No entanto, só em 1951 venderam o seu primeiro computador UNIVAC1 (Universal Automatic Computer ) e o seu primeiro cliente foi o National Bureau of Standards que o utilizaria para os cálculos do censo de 1950.
EDSAC
EO Edsac além de se utilizar do avanço em questão de armazenamento que o sistema de memória por retardo eletrônico, o que marcou o seu sucesso foi o fato de ele ser o primeiro computador operacional com a capacidade de armazenar os seus próprios programas. Em face ao crescimento inicial da indústria do computador, em 1951 surge o primeiro computador comercial o Leo. Hitler, o destruidor de projetos.
Em 1941, ao passo do desenvolvimento do Mark I, Konrad Zuse, na Alemanha, já estava a criar modelos de teste muito superiores ao Mark I: o Z1 e Z2. Logo após estes, completou um computador operacional que chamou de Z3, que consistia num dispositivo controlado por programa baseado no sistema binário, e era muito menor e de construção bem mais barata que o famigerado Mark I.
Os computadores Z3 e logo a seguir o Z4, foram utilizados na solução de problemas de engenharia de aeronaves e projetos de mísseis.Zuse construiu outros vários computadores para fins especiais, mas não teve apoio do governo alemão. Hitler na época mandou embargar todas as pesquisas científicas, excetos as de curto prazo, sendo que o projeto Zuse levaria cerca de dois anos para ser concluído. Uma das principais aplicações das máquinas de Zuse era quebrar os códigos secretos que os ingleses utilizavam para se comunicarem com os comandantes no campo.
CONCLUSÃO:
A Computação atravessa um tempo de expansão em várias direções, tornando-se uma tarefa necessária guardar seu patrimônio, discernindo as realidades e conceitos mais importantes. Tudo isso é importante para o ensino, pois a Computação não surgiu do nada: há uma história por trás de cada conceito. O mundo atual está marcado por grandes avanços científicos e tecnológicos. A cada dia que passa, novas descobertas alimentam a esperança de se encontrar a solução para grandes problemas que ameaçam o homem ou lhe causam sofrimentos. Por outro lado, inúmeras pesquisas são realizadas com a finalidade de melhorar as condições da vida humana ou para atender as necessidades criadas pelo próprio homem. Em todas essas situações contamos com um aliado inseparável e inadiável, que é o computador.
Hoje já não é mais possível pensar em comunicação, saúde, educação etc. sem pensar-se na valiosa contribuição da informática. A computação está tão presente em nossa sociedade que sua importância é inquestionável. É difícil pensar-se num objeto produzido pelo homem no qual não estejam gravados também os sinais do desenvolvimento eletrônico e da informática.
Essa evolução dos computadores foi fruto da união entre as máquinas e os sistemas operacionais. Os homens que tornaram todo este sonho uma realidade foram verdadeiros visionários no seu tempo. Através dessa união, hoje podemos fazer contato com o mundo inteiro, as barreiras geográficas não existem mais e o pensamento pode ser difundido muito rapidamente.
Ainda hoje temos vários problemas que, mesmo auxiliados pelos computadores, não somos capazes de solucionar. No entanto, a evolução dessas máquinas ainda não parou. Em todos os cantos do planeta há pessoas procurando melhorá-los para melhorar o mundo. Muito em breve, os problemas que hoje parecem complexos serão triviais e novos problemas surgirão para que o homem e o computador possam solucioná-lo.
BIBLIOGRAFIA:
TANENBAUM, Andrew S., Organização estruturada de computadores/ Andrew S. Tanenbaum; tradução: Arlete Simille Marques; revisão técnica: Wagner Zucchi. – 5ª Ed. – São Paulo : Pearson Prentice Hall, 2007; Título original: Structured computer organization, fifth edition.
NORTON, Peter; 1943 – Introdução à informática; tradução: Maria Claudia Santos Ribeiro Ratto; revisão técnica Álvaro Rodrigues Antune. – São Paulo: Pearson Makron Books, 1996.
Informática: conceitos básicos / Fernando de Castro Velloso – 7. ed. rev. e atualizada –Rio de Janeiro: Elsevier, 2004 
Informática: novas aplicações com microcomputadores / Fernando de Souza Meirelles.
Introdução ilustrada à computação (com muito humor) / Larry Gonick – São Paulo:1984
http://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_do_hardware
http://www.vas-y.com/dicas/historia/cap6_1.htm
http://www.pucrs.br/edipucrs/online/historiadacomputacao.pdfwww.inf.ufsc.br/~barreto/trabaluno/MaqT01.pdf
http://cadinformatica.br.tripod.com/
http://d.hatena.ne.jp/hally/touch/20050520/p6
http://oficina.cienciaviva.pt/~pw020/g3/historia_e_evolucao_dos_computad.htm
http://info-ideal.blogspot.com.br/p/historia-do-computador_8.html