as origens das máquinas computacionais

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15-10-2002
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Índice
1. Notas Introdutórias sobre 
Computadores, Programação e 
Tecnologia
1.1 Introdução
1.2 Do Programa até à Execução 
no Processador
1.3 Perspectiva Histórica
1.4 Tendências Tecnológicas
1.5 Termos Chave
Sumário
Continuação da 
introdução aos 
computadores. 
Notas breves 
sobre evolução 
histórica. 
Máquina de 
Turing.
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Origem das Máquinas 
Computacionais
Ø Pascal e Leibniz (séc. XVII) 
idealizaram a máquina para a 
execução de operações fixas 
(adição e multiplicação)
q Sem memória e não eram 
programáveis
Ø Boole e DeMorgan (séc. XIX): 
cálculo proposicional
Ø Charles Babbage: 1ª máquina 
calculadora
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Origem das Máquinas 
Computacionais
Ø Alan Turing (Inglaterra)
q “Máquina de Turing” (1937): Modelo 
teórico!
§ 1 fita infinitamente comprida (dividida 
em quadrados, cada um dos quais pode 
conter o símbolo 0 ou 1);
§ 1 cabeça de leitura/escrita, que se pode 
mover para trás e para a frente ao longo 
da fita um quadrado de cada vez;
§ Um conjunto de estados e capacidade 
de saltar de estado mediante 
instruções.Figura do livro: O Quinteto de 
Cambridge, John L. Casti, Ed. 
Bizâncio, 1999.
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Máquina de Turing
Ø Programa para realizar a adição 
de números inteiros:
Símbolo lido
Estado 1 0
A 1, R, A 1, R, B
B 1, R, B 0, L, C
C 0, R, C STOP
Ø R: direita; L: esquerda
Ø 1, R, A indica à máquina para escrever um 1 na 
posição actual, avançar uma posição na fita para a 
direita e saltar para o estado A
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Origem das Máquinas 
Computacionais
Ø Em meados de 40 alguns cientistas centraram 
esforços para o desenvolvimento de um 
computador real:
q John von Neumann (EUA), entre outros...
Mais informações no 1º capítulo 
do livro: John P. Hayes, 
Computer Architecture and 
Organization, 3rd edition, 
WCB/McGraw-Hill, 1998. 
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Utilização de 
Microprocessadores
Ø Computadores: 
q PC’s, Estações de Trabalho
Ø Sistemas Embebidos (embutidos)
qCada automóvel tem 
provavelmente pelo menos 40 
microprocessadores
qCâmeras, Sistemas de Audio, 
Sistemas de Vídeo, PDAs, 
Brinquedos, Telefones Móveis, etc.
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Empresas que Fabricam 
Microprocessadores
Ø Intel, Motorola, Advanced Micro 
Devices (AMD), IBM, Hewlett-
Packard (HP), Sun Microsystems, 
MIPS Technologies, ARM, etc.
MIPS R12000
Athlon
Pentium-4
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Lei de Moore
Ø Gordon E. Moore, co-fundador da Intel, 1965
q O número de transístores em cada circuito integrado (IC) 
duplica em cada ano (válida até 1970)
Ø Corrigida: O número de transístores em cada circuito 
integrado duplica em cada 18 meses:
q Traduz-se em cerca de 100% de aumento de 
desempenho (exponencial!) cada 18 meses sem custos 
adicionais
Ø A Lei tem permitido que os sistemas computacionais 
baseados em microprocessadores satisfaçam as 
exigências de mercado ao nível aplicacional
Ø Parece exequível que a lei perdure pelos próximos 15 
anos;
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Lei de Moore
n Um comportamento similar pode ser encontrado nas 
memórias...
Processador Ano Transístores 
4004 1971 2,250 
8008 1972 2,500 
8080 1974 5,000 
8086 1978 29,000 
286 1982 120,000 
386™ 1985 275,000 
486™ DX 1989 1,180,000 
Pentium® 1993 3,100,000 
Pentium II 1997 7,500,000 
Pentium III 1999 24,000,000 
Pentium 4 2000 42,000,000 
Origem: 
http://www.intel.com/research/si
licon/mooreslaw.htm
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Do Programa aos Bits 
para programar o 
processador
Linguagem 
Alto-Nível
(ex.: C, 
Pascal, etc.)
Compilador
Código 
Assembly
AssembladorCódigo 
ObjectoLinker
Código 
Máquina
Loader Memória