EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES

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FUNDAMENTOS DE COMPUTAÇÃO
Prof. Gerson Lobato Rabelo Filho
EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
Histórico
Gerações e evoluções
Estágio atual
EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
Histórico
Gerações e evoluções
Estágio atual
HISTÓRICO
Os computadores não nasceram do nada, houve uma evolução década após década.
As primeiras “máquinas” eram usadas única e exclusivamente para cálculo.
A máquina precursora dos computadores foi o ábaco
HISTÓRICO
A primeira calculadora que se tem notícias, de origem chinesa, do século V a.C. (antes de Cristo) capaz de efetuar operações algébricas elementares.
Quadro com arruelas móveis, dispostas em arames paralelos, tendo, portanto, um mecanismo simples.
HISTÓRICO
Com a evolução das máquinas ao longo das décadas, máquinas maiores surgiram, como a máquina analítica, de Charles Babbage (1792-1871).
HISTÓRICO
Charles Babbage, tido como o “Pai do Computador”, projetou a calculadora analítica, com uma concepção mais próxima ao computador atual. 
Esta calculadora, totalmente mecânica, tinha uma memória, um engenho central, engrenagens e alavancas.
Modo de trabalho: engrenagens e alavancas eram usadas para a transferência de dados da memória para o engenho central e dispositivos de entrada e saída de dados. O calculador utilizava cartões perfurados e era automático.
HISTÓRICO
Em seguida à calculadora analítica, vieram os cartões perfurados
Por volta de 1890, Herman Hollerith cria 2 máquinas: uma capaz de perfurar cartões e outra capaz de tabular e ordenar valores.
Entre 1943 e 1946  Segunda Guerra Mundial  ENIAC (Computador Eletrônico Numérico Integrado)
Figura 1: O ENIAC preenchia esta sala e não se compara aos miniaturizados e mais potentes computadores atuais
Fonte: Metamorfose Digital. http://www.mdig.com.br/index.php?itemid=692
HISTÓRICO
HISTÓRICO
Descrição do ENIAC
Primeiro computador digital de propósito geral
17.468 válvulas
10 mil capacitores
70 mil resistores
32 toneladas
Consumo: 200 mil watts de potência
Várias salas
Em operação: cinco mil adições por segundo
EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
Histórico
Gerações e evoluções
Estágio atual
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados (CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados (CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES: 1ª GERAÇÃO
A geração do ENIAC
A tecnologia desta geração era baseada em relés e válvulas a vácuo
Figura 2: Relés (E) e Válvulas (D)
GERAÇÕES: 1ª GERAÇÃO
A válvula é um tubo de vidro, similar a uma lâmpada fechada sem ar em seu interior, ou seja, um ambiente fechado a vácuo, e contendo eletrodos, cuja finalidade é controlar o fluxo de elétrons.
As máquinas desta geração eram usadas unicamente para calcular valores
Estes cálculos eram medidos em ciclos por segundo (ciclo: o tempo para buscar um dado, processar e retornar com o resultado)
GERAÇÕES: 1ª GERAÇÃO
Linha do tempo das principais máquinas desta geração
Anos
Descrição
1943 a 1945
ENIAC (simulação numérica para o projeto da bomba de hidrogênio, em projetos de túneis de vento, geradores de números randômicos e em previsões meteorológicas )
1946
Manchester Mark I(primeira visualização na tela de dados contidos na memória e o primeiro programa gravado )
1948
SSEC (SelectiveSequenceElectronicCalculator) , uma máquina híbrida de válvulas a vácuo e relés eletromecânicos, para calcular as tabelas de posições da Lua
1951
UNIVAC(UniversalAutomaticComputer),o primeiro computador bem sucedido comercialmente, com aplicação na área de administração
GERAÇÕES: 1ª GERAÇÃO
Problemas desta geração:
Não havia uma linguagem padronizada de programação
Superaquecimento constante  devido o uso de válvulas elétricas
Com poucas horas de utilização, essas válvulas eram queimadas e demandavam substituição
Nenhum dos computadores da primeira geração possuíam aplicação comercial, eram utilizados para fins balísticos, predição climática, cálculos de energia atômica e outros fins científicos.
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados (CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES: 2ª GERAÇÃO
A geração dos transistores
Os transistores tornaram os computadores confiáveis
A tecnologia desta época é baseada em um diodo discreto junto com o transistor, formados por núcleos magnéticos de memória.
GERAÇÕES: 2ª GERAÇÃO
Figura 3: Transistores em 1965
GERAÇÕES: 2ª GERAÇÃO
Os transistores eram feitos de germânio, um semicondutor metálico. Porém, o silício oferecia uma série de vantagens sobre o germânio.
Em 1955, o primeiro transistor de silício já era comercializado.
O uso de transistores tornou os computadores mais rápidos, menores e de custo mais baixo.
GERAÇÕES: 2ª GERAÇÃO
Modelo de von Neumann: projeto lógico do computador.
Em sua proposta, von Neumann sugeriu que as instruções fossem armazenadas na memória do computador. Armazená-las na memória, para então executá-las, tornaria o computador mais rápido.
Na segunda geração o conceito de Unidade Central de Procedimento (CPU), memória, linguagem de programação e entrada e saída foram desenvolvidos. 
GERAÇÕES: 2ª GERAÇÃO
Computadores IBM da segunda geração.
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados (CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
A geração dos circuitos integrados (CI)
Também conhecidos como microchips, eram construídos integrando um grande número de transistores, o que possibilitou a construção de equipamentos menores e mais baratos.
Um circuito integrado consiste no encapsulamento de uma grande quantidade de componentes como resistências, condensadores, diodos e transistores, instalando-se um ou vários circuitos numa pastilha de silicone ou plástico.
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
Primeiro Microprocessador Intel 4004, lançado em 1971
Fonte: Museu do computador. http://www.museudocomputador.com.br/encipro.php
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
Exemplos de computadores desta geração:
IBM 360/91, CDC 7600, STAR-100
ILLIAC IV
Minicomputadores da série PDP-11, da DEC
Nesta geração, surgiram também os teclados para digitação de comandos
Monitores também permitiam a visualização de sistemas operacionais muito primitivos
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
IBM da terceira geração
Fonte: Wikimedia Commons / Domínio Público
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
Diferencial dos circuitos integrados: processo de fabricação
Os circuitos integrados são categorizados de acordo com a quantidade de integração:
LSI (Large Scale Integration - 100 transistores): computadores da terceira geração
VLSI (Very Large Scale Integration - 1.000 transistores): computadores da quarta geração
ULSI (Ultra-Large Scale Integration - milhões de transistores): computadores da quinta geração
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
Um dos grandes computadores desta geração foi o System/360 da IBM, voltado para o setor comercial e científico.
Arquitetura plugável, na qual o cliente poderia substituir peças que dessem defeitos.
GERAÇÕES: 3ª GERAÇÃO
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados
(CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES: 4ª GERAÇÃO
chips contendo milhares de transistores em um centímetro quadrado de silício
Tecnologia: memórias com uso de circuitos semicondutores.
1971: Intel constroi o primeiro microprocessador comercial, o 4004, que operava com 2300 transistores e executava 60000 cálculos por segundo.
GERAÇÕES: 4ª GERAÇÃO
Primeiro computador pessoal: Mark-8, em 1974.
1976: Wozniak e Steve Jobs lançaram o Apple II
GERAÇÕES: 4ª GERAÇÃO
1979: Intel apresenta o microprocessador 8088/8086
1981: PC-XT, operando a até 12 MHz
1985: lançamento do Windows, seguindo a linha de interfaces com ícones e janelas.
1990: os PC 386 trouxeram a novidade de microchips VLSI, menores e mais velozes. Estas máquinas operavam a até 20 MHz
GERAÇÕES: 4ª GERAÇÃO
Sistemas operacionais como MS-DOS, UNIX e Macintosh da Apple foram construídos nesta geração
Discos rígidos eram utilizados como memória secundária
GERAÇÕES
Primeira geração (1945 a 1955): Válvulas e Painéis de Programação
Segunda geração (1956 a 1965): Computadores transistorizados
Terceira geração (1966 a 1980): Circuitos Integrados (CI)
Quarta geração (1981 a 1990): A era dos computadores pessoais
Quinta geração (1991 a 2000): Múltiplos núcleos
GERAÇÕES: 5ª GERAÇÃO
Geração dos múltiplos núcleos
Esta geração é caracterizada mais por ser de transição entre a geração anterior e a predominância de processadores com dois núcleos ou mais
Aqui já se observa o uso de microcomputadores nas empresas e a existência de redes de computadores, principalmente LAN (Rede de Área Local) e WAN (Rede de Área Extensa)
GERAÇÕES: 5ª GERAÇÃO
Tecnologia empregada: circuitos integrados com um milhão de transistores por chip
Padronização de memórias semicondutoras
Uso de redes de computadores e workstations (estações de trabalho)
Aparecimento das arquiteturas de 64 bits, tecnologias RISC e CISC, discos rígidos com capacidade superior a 600 GB, pen-drives com mais de 1 GB de memória
GERAÇÕES: 5ª GERAÇÃO
1993: Intel lançou o Pentium, quinta geração da linha PC, posteriormente evoluindo para Pentium II, Pentium III, indo até o Pentium 4.
Geração marcada pela inteligência artificial e por sua conectividade.
Inteligência artificial verificada em jogos e robôs
Conectividade se torna cada vez mais um requisito das indústrias de computadores
GERAÇÕES: 5ª GERAÇÃO
Processamento verde
as empresas fabricantes de chips passaram a pesquisar formas de reduzir o consumo, sem diminuir as capacidades de seus componentes
processo de montagem
EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
Histórico
Gerações e evoluções
Estágio atual
ESTÁGIO ATUAL DOS COMPUTADORES
Computadores quânticos: o mais recente modelo de computador criado em laboratório
Eles exploram o fato de que os fótons ou átomos presos podem existir em múltiplos estados ou “superposições” ao mesmo tempo. 
A computação quântica pretende fazer cálculos em todas as superposições diferentes, de uma só vez. Isso torna o trabalho completamente seguro.
ESTÁGIO ATUAL DOS COMPUTADORES
Um computador quântico é um dispositivo que executa cálculos fazendo uso direto de propriedades da mecânica quântica, tais como sobreposição e interferência.
Teoricamente, computadores quânticos podem ser implementados e o mais desenvolvido atualmente, o D-Wave 2000Q, trabalha com 2000 qubits (quantic bits) de informação.
ESTÁGIO ATUAL DOS COMPUTADORES
O principal ganho desses computadores é a possibilidade de resolver algoritmos num tempo eficiente, alguns problemas que na computação clássica levariam tempo impraticável (exponencial no tamanho da entrada), como por exemplo, a fatoração em primos de números naturais
ESTÁGIO ATUAL DOS COMPUTADORES
Para mais informações sobre computador quântico, acessem os links a seguir:
https://www.youtube.com/watch?v=xT2vUpDMqoE
https://pt.wikipedia.org/wiki/Computador_qu%C3%A2ntico
DÚVIDAS???