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PROGRAMA DE INFORMÁTICA BÁSICA História e Evolução dos Computadores Prof. João Dallyson Na aula passada.... • Dados X Informação • O que é computação? • O computador • Sistema computacional • Aplicações computacionais 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 2 Sumário • Primórdios da computação • Ferramentas de cálculo • Início da Era da Computação • 1ª Geração de computadores • 2ª Geração de computadores • 3ª Geração de computadores • 4ª Geração de computadores • Hoje • Futuro 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 3 Histórico Evolução (Pré-história) • Primeiro homem a CALCULAR: Pastor • Utilizava pedras para controlar a quantidade do rebanho 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 4 CALCULOS • Latim: Pedra Outras ferramentas de cálculo 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 5 Digitus (Latim: Dedo) • Quando o homem percebeu que não poderia mais usar os dedos para contar; • Surgia o Ábaco (2000 a.c); • Foi considerado o marco inicial dos dispositivos de cálculo; Outras ferramentas de cálculo • Bastões de Napier (1614) – Auxílio à multiplicação (matemático John Napier, inventor dos logaritmos); – Conjunto de 9 bastões, um para cada dígito; – Resolvia a multiplicação de dois números utilizando a soma das tabuadas de cada dígito. 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 6 Simulação: 6 x 384 Calculadoras mecânicas • 1642 – Schickard – Matemático alemão – Desenvolveu a primeira máquina de calcular mecânica que utilizava rodas dentadas 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 7 Pré-História da Computação • 1801 – Joseph-Marie Jacquard – Criou uma das primeiras máquinas “programáveis”; – placas perfuradas utilizadas em – máquinas de tear; – Usava o conceito de cartões perfurados que permitiam ou não a passagem de agulhas para confeccionar padrões de tecido; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 8 Pré-História da Computação • Ocorreu no período de 1614 até 1818; • Neste período trabalhava-se literalmente com cálculos; • A partir de 1820 tivemos os primeiros conceitos de processamento; • Os grandes marcos: 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 9 - Pascaline: primeira calculadora mecânica - Máquina capaz de calcular as quatro operações - Tear mecânico capaz de ler cartões perfurados Blaise Pacal Gottfried Leibnitz Joseph-Marie Jacquard Calculadoras mecânicas • 1642 a 1644 – Blaise Pascal – Matemático Francês – Desenvolveu a Pascaline (operações de soma e subtração) – 6 rodas dentadas, cada uma contendo algarismos de 0 a 9 – Construiu aos 19 anos para ajudar o pai na cobrança dos impostos – Durou por quase 200 anos – Foi melhorada por diversos inventores 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 10 Calculadoras mecânicas • 1673 – Gottfried Leibnitz – Melhorou a ideia de Pascal – Construiu uma máquina capaz de somar, subtrair, multiplicar, dividir e extrair a raiz quadrada 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 11 Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações. Início da era da computação • Período de 1820 a 1945; • Surgem os primeiros conceitos sobre processamento; • Conceitos de máquinas digitais e analógicas surgiram; • Surgimento da IBM (1924) e da HP (1938); • Mark I (1944) – primeiro computador eletromecânico; • Grace Hopper (1945) descobriu o primeiro “bug”; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 12 Máquina Analógica Máquina Digital • Utiliza números inteiros e fracionários • Possui uma infinidade de estados possíveis • Ex: Máquina com engrenagem mecânica pode tomar qualquer posição desejada, basta girar • Utiliza sistema binário (0s e 1s) • Só trabalho com valor inteiro • Ex: computador, relógio digital, etc... Primeiros conceitos de processamento • Charles Babbage (1820) – Matemático inglês – Projetou um Engenho Diferencial para calcular polinômios (1820); – Elaborou o projeto do Engenho Analítico (2ª máquina): • Calculadora mecânica automática; • Mecanismo digital sofisticado; • A tecnologia do século XIX era insuficiente para a produção; • Não conseguiu financiamento para construção; • Sua máquina nunca foi construída, mas seus princípios são usados na construção de máquinas até hoje; • Conhecido como “pai da computação”. 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 13 Início da Era da Computação 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 14 • Conhecida como condessa de Lovelace; • É reconhecida como a primeira programadora de toda a história; • Desenvolveu algoritmos que permitiram a máquina computar funções matemáticas; 1842 - Ada Augusta King • Matemático e Filosofo Britânico é considerado o pai da Álgebra Booleana , base da atual aritmética computacional 1854 - George Boole Início da Era da Computação 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 15 • Em 1889 - Herman Hollerith – Desenvolveu uma tabuladora baseada nas ideias de Babbage e nos cartões perfurados de Jacquard; – Antes de ser construída o censo dos EUA levava em média 7 anos para ser realizado com a máquina levava apenas 3 anos; – Foi um dos fundadores da IBM em 1924; Início da Era da Computação 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 16 • Em 1937 – Alan Mathison Turing elaborou a Teoria da Máquina Universal; – Claude Shannon estabeleceu a relação entre a álgebra de Boole e os circuitos eletrônicos, isso permitiu o seu uso em computadores – George Stibtiz desenvolveu um circuito binário baseado na álgebra booleana; Em 1938 William Hewlett e David Packard criara a HP; Início da Era da Computação • Em 1944 (Mark I) – Howard Aiken e sua equipe de Harvard concluíram junto com a IBM; – Primeiro computador eletromecânico a utilizar os princípios estabelecidos por Babbage; – Possuía 15 metros de comprimento por 2,5 de altura com 3000 rodas, 1.400 chaves rotatórias e mais de 600 km de fios; – Usava cerca de 5 toneladas de cartões perfurados e fazia multiplicações em aproximadamente 6 segundos; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 17 Inicia-se a era da computação • Em aproximadamente 60 anos, demos um salto sobre quatro gerações de tecnologia: 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 18 Válvula Transistor Circuitos Integrados Microprocessador Substituição das partes mecânicas dos “computadores” por partes elétricas. 1ª Geração de computadores (1945-1955) • Durante as guerras que a computação teve um maior desenvolvimento – Cálculo de balística de projéteis • A grande maioria dos computadores trabalhavam com válvulas e relés; • Surgiu o conceito da arquitetura de Von Neumann 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 19 1ª Geração de computadores (1945-1955) • 1946 – ENIAC – Ano de início da computação moderna; – Construído por John Presper e John Mauchly da Universidade da Pensilvânia e pelo laboratóriode pesquisa balística do exército dos EUA; – Fazia 5000 somas ou 357 multiplicações por segundo; – Era programado por cartões perfurados (dados) e as instruções por chaves e fios em soquetes; – Levava-se até 2 dias para configurar um novo problema e seu custo foi algo em torno de meio milhão de dólares; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 20 1ª Geração de computadores (1945-1955) • Características do ENIAC – totalmente eletrônico – 18 mil válvulas e 1500 relés – 500.000 conexões de solda – 30 toneladas de peso – 180 m² de área construída – 5,5 m de altura – 25 m de comprimento – 2 vezes maior que MARK I 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 21 1ª Geração de Computadores (1945-1955) • Desvantagens: – Elevado consumo de energia; – Com todas as válvulas funcionando as temperaturas internas eram altíssimas o que geralmente ocasionava falhas nas válvulas; – Os computadores devido ao tamanho das válvulas ocupavam salas inteiras; – A troca dos programas dos computadores levava vários dias; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 22 1ª Geração de Computadores (1945-1955) • Surgiu a Arquitetura de Von Neumann; – Conceito de programa armazenado; – A ideia é que os dados e instruções possam ser representados da mesma forma por meio de bits e ambos possam ser armazenados dentro do computador; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 23 1ª Geração de Computadores (1945-1955) • Em 1947 John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley apresentaram o primeiro Transistor – O seu objetivo era reduzir a temperatura e o consumo de energia assim com diminuir o tamanho dos computadores a válvula; • Em 1949 Maurice Wilkes, da Universidade de Cambridge, concluiu o EDSAC primeiro computador eletrônico digital que armazenava o próprio programa; • Em 1951 foi Lançado o UNIVAC – Primeiro computador disponível comercialmente; – Foram comercializados 48 unidades; – Foi o primeiro computador a manusear dados numéricos e alfabéticos da mesma maneira; – Possuía 5000 válvulas, entrada de dados por fita magnética e armazenava informações tanto em fita como em tambores magnéticos; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 24 1ª Geração de Computadores (1945-1955) • Entre 1955 a 1957 – A IBM lança os computadores “científicos” IBM 704/709 a base de válvulas e o IBM 7040/7090 a base de transistores; – Foram lançados também os computadores “comerciais” IBM 1401, Honeywell 800 e UNIVAC 1108 – John Bockus e a equipe da IBM criaram a primeira linguagem de programação de alto nível, Fortran; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 25 2ª Geração de Computadores (1955-1965) • Utilização dos transistores; – Bell Telephones Laboratories em 1948; – Reduziu o volume dos computadores e aumentou a capacidade de armazenamento; – Minimizou o aquecimento; – Reduziu o consumo de energia; – Mais confiáveis que as válvulas; – Operações em microssegundos; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 26 2ª Geração de Computadores (1955-1965) • Em 1960 – Surgiu na PUC-RJ o primeiro computador a válvula de, de uso geral, na América Latina; – Surge a primeira linguagem de programação para uso comercial – COBOL (Common Business Oriented Language); – Nesta época todos os programa executavam em lote (sequencialmente) através do controle de um programa chamado de monitor; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 27 2ª Geração de Computadores (1955-1965) • Em 1963 Foi feito o primeiro uso confiável de monitores de vídeo no minicomputador PDP-I • Em 1964 – Douglas Engelbart desenvolveu o mouse; – John Kemeny e Thomas Kurtz desenvolveram a linguagem de programação Basic; – A IBM apresentou o primeiro computador de terceira geração o System/360; – Nessa época o programa monitor evoluiu para Sistema Operacional; – Também começaram a surgir conceitos multiprogramação e multiprocessamento; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 28 3ª Geração de computadores (1965 - 1980) • Circuitos Integrados (CI) – Encapsula inúmeros transistores e outros componentes eletrônicos; – Maior confiabilidade; – Mais compacto e mais rápido devido à proximidade dos circuitos; – Baixo consumo de energia; – Menor custo de fabricação; – Tornou os computadores mais acessíveis; – Operações em nanossegundos • O microprocessador é um circuito integrado que compacta milhares ou até mesmo milhões de transistores em um único chip; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 29 4ª Geração de computadores (1970 - atual) • 1971 – INTEL lança o primeiro microprocessador comercial – Integração em um único chip • UC (Unidade de controle) • ULA (Unidade Lógica Aritmética) • Controladores de memória • Controladores de E/S 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 30 4ª Geração de computadores (1970-atual) • Em 1972 foi lançado o primeiro computador Brasileiro desenvolvido pela USP e apelidado de “patinho feio”; • Em 1973 foi apresentado o primeiro protótipo de computador pessoal (o Alto da Xerox). Era composto de mouse, ligava-se em rede e possuía interface gráfica com usuário; • Em 1975 foi lançado o primeiro computador pessoal comercial e Bill Gates e Paul Allen criaram a Microsoft; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 31 4ª Geração de computadores (1970-atual) • 1976 – Steve Jobs e Stephen Wozniak fundaram a Apple na garagem de uma casa; – Bill Gate e Paul Allen fundaram a Microsoft; • 1977 - Foi o lançado pela Apple o primeiro computador pessoal bem-sucedido (Apple 2); • 1981 - Foi lançado o IBM-PC com o microprocessador Intel 8088; – Era mais rápido que os concorrentes e tinha 10 vezes mais memória; – O SO era o MS-DOS que foi desenvolvido em parceria com a Microsoft; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 32 4ª Geração de computadores (1970-atual) • Escalas de Integração 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 33 Evolução dos componentes 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 34 Evolução dos Transistores 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 35 Lei de Moore • 1965 – Gordon Moore observou a evolução dos circuitos integrados: – Previu uma duplicação em cada 18 a 24 meses do número de transistores que seria possível colocar em cada circuito integrado; – Esta previsão se mantém há aproximadamente 45 anos; – Tem funcionado com objetivo para a indústria; 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 36 Hoje... 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 37 Futuro... • Processamento paralelo. • O tamanho do grão de processamento será cada vez menor e os processos cada vez mais acoplados. • Computadores ópticos; • Nanotecnologia; • Computação biológica; • Processadores Baseados em Neurônios; • Armazenar bits no spin do átomo? • Computação quântica; • Computação em Grid, etc... 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 38 Vídeos • Os computadores do Futuro - http://www.youtube.com/watch?v=p4Wg0e6YrSk&feature=related;• A História do Computador - http://www.youtube.com/watch?v=F3qWg1JBPZg&hl=pt-BR • História dos Computadores - http://www.vas-y.com/dicas/historia/ • Evento Apple – Steven Jobs e Bill Gates (1983) - http://www.youtube.com/watch?v=NVtxEA7AEHg 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 39 Questões sociais • Em geral, aceita-se a premissa de que nossa sociedade é diferente daquilo que teria sido sem a revolução computacional. Nossa sociedade é melhor do que ela seria se não tivesse ocorrido tal revolução? É pior? Sua resposta seria diferente se sua posição dentro da sociedade fosse diferente? • Até que nossas decisões relacionadas à tecnologia de uma forma geral e à tecnologia computacional em particular afetarão as gerações futuras? • À medida que nossa sociedade se torna mais automatizada, torna-se mais fácil para os governos monitorarem as atividades de seus cidadãos. Isso é bom ou ruim? 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 40 Exercícios 1. Por que Charles Babbage é conhecido como “pai da computação”? 2. Por que os circuitos integrados provocaram uma grande revolução no mundo dos computadores? 3. Que tecnologias são características de cada uma das gerações de computadores? 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 41 Agradecimentos • Ao Prof. Dr. Bruno Feres, do BCT/UFMA • Ao Prof. Dr. Sergio Souza Costa, do BCT/UFMA • Ao Prof. Me. Geraldo Braz, DEINF/UFMA • Ao Prof. Me. Osvaldo Silva Sousa Junior, NTI/UFMA 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 42 Referências • MARÇULA, M.; BENINI FILHO, P. A. Informática Conceitos e Aplicações. 3ª Ed. São Paulo: Érica, 2008; • VELLOSO, F. C. Informática Conceitos Básicos. 8.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 43 Perguntas.... 20/09/2013 Prof. João Dallyson (BCT – UFMA) Fundamentos da Computação 44
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