OC2018 1 aula 2

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CST em ADS/TI/AI (aula 2)
ORGANIZAÇÃO DE 
COMPUTADORES
Como tudo começou: 2
A pré-história
 Máquinas mecânicas
 Computadores baseados em relés
 O computador ABC (não terminado)
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Computadores Mecânicos 
(1642 – 1945)
Blaise Pascal, 1642: 1ª máquina de 
calcular operacional
 totalmente mecânico,
funcionava com uma manivela 
operada à mão, 
projetado para ajudar o pai, 
coletor de impostos,
 fazia soma/subtração
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Blaise Pascal
 Pascaline – calculadora simples, 1642
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Leibniz
 Calculadora c/ 4 operações básicas, 1672
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Babbage (1792-1871)
 Engenho diferencial
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Charles Babbage (1792-1871)
 Engenho analítico
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Charles Babbage (1792-1871) 9
Computadores Mecânicos 
(1642 – 1945)
 Charles Babbage (1792 – 1871)
 1ª tentativa: dispositivo mecânico, soma/subtração , realizava um único 
algoritmo, saída: perfurava resultados sobre chapa e gravação de 
cobre (prenúncio de CD-Roms)
 2ª tentativa (1834): 1ª máquina analítica (ainda inteiramente 
mecânica) 
4 unidades: armazenagem, moinho, leitora de cartões perfurados, saída 
perfurada e impressa
armazenagem: 1000 palavras de 50 algarismos decimais
moinho: soma/subtração/multiplicação/divisão / testes
uso geral: dependendo dos cartões de entrada, podia realizar cálculos 
diversos
Produção de software: Babbage contratou Ada Lovelace – 1ª 
programadora de computadores
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Hollerith
 Proc. de cartões perfurados (censo 1890)
 Empresa viria a se transformar na IBM (1924)
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Computadores Mecânicos 
(1642 – 1945)
 Konrad Zuse, 1930´s: 
 1ª máquina calculadora automática com relés eletromagnétios
 John Atanasoff: 
 máquina super-avançada para época, baseada em aritmética 
binária.
 Máquina nunca se tornou realmente funcional
 Howard Aiken: 
 revisitou trabalho de Babbage e decidiu construir com relés um 
computador de uso geral. 
 Quando terminou, os computadores de relés estavam obsoletos.
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Atanasoff-Berry Computer 
(ABC), 1939
 Incompleto
 válvulas
 lógica binária
 memória
dinâmica
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Conrad Zuse
 Máquina digital (relés), 1941
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Harvard Mark I
 Calculador baseado em 
relés
 Primeiro “totalmente 
automático”
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Primeira geração: válvulas 
(1945-1955) 
 Substitutos naturais dos relés
 Menor espaço, maior velocidade, sem partes
móveis
 Grande estímulo para computador eletrônico: 
• Segunda Guerra Mundial
 Mensagens alemãs enviadas codificadas 
usando ENIGMA
 Referencia “O jogo da imitacao”
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Alan Turing
 COLOSSUS, 1943
 Primeiro computador
eletrônico (válvulas)
programável
 Projeto do Governo
Britânico
 Segredo militar por
50 anos
 Desenvolvido para
decodificar msgs
nazistas
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Eckert e Mauchley
 ENIAC (Eckert e Mauchley, 1946)
 Necessidade de cálculos pesados
pelo exército dos EUA
 Idéias de Atanasoff e outros
 18000 válvulas e 1500 relés
 30 toneladas, 140 kW
 Cabos e 6000 chaves
 Arquitetura:20 registradores cada 
um número decimal 
de 10 algarismos 
 Após a guerra,“escola de verão”
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Mauchley & Eckert: ENIAC
Electronic Numerical Integrator and 
Compute
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Mauchley & Eckert: 
UNIVAC (#1 no mercado)
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John Von Neumann
 IAS – a máquina de von Neumann (1952)
 Arquitetura dos computadores modernos
 Programa armazenado em memória
 Unidades de controle e aritmética
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Memória
Unidade de
controle
Unidade
lógica-
aritmética
Entrada
Saída
Acumulador
John Von Neumann
 IAS – a máquina de von Neumann (1952)
 O computador IAS foi o primeiro computador eletrônico 
construído pelo Instituto de Estudos Avançados de Princeton. O 
artigo descrevendo o projeto do computador IAS foi editado 
por Neumann, um professor de matemática da Universidade e do 
Instituto de Estudos Avançados. O computador foi construído 
de 1942 até 1951 sob sua direção. O computador IAS esteve em 
operação restrita no verão de 1951 até 10 de junho de 1952 
quando se tornou operacional.
 O computador era uma máquina binária com uma palavra de 40 
bits, armazenando instruções de 20 bits em cada palavra. A 
memória tinha capacidade para 1024 palavras (5,1 kilobytes). 
Tinha dois registradores: Acumulador (AC) e 
Multiplicador/Quociente (MQ). 
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A Primeira Geração: 
Válvulas (1945 – 1955)
 IBM, 1953: 701 
 2048 palavras de 36 bits
 Início da atuação da IBM no mercado de computadores
 Primeiro de uma série de máquinas científicas que passaram a dominar 
o setor na próxima década 
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Segunda geração: transistor 
(1955-1965)
 Menos falhas, menor espaço
 DEC PDP-1
 IBM 1401
 CDC 6600
 Burroughs 5000: programação em ALGOL
incluíram muitas características no hardware para facilitar 
tarefa do compilador
“software também é importante” 
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A Segunda Geração: 
Transistores(1955 – 1965)
 MIT, 1950´s: TX-0 
 1º computador transistorizado
 Depois veio o TX-2 que acabou não dando em nada
 Kenneth Olsen, um dos engenheiros, fundou a empresa Digital 
Equipment Corporation (DEC) em 1957
 DEC, 1960: PDP-1
 4096 palavras de 18 bits 
 Podia executar 200 mil instruções por segundo: metade do 
desempenho do IBM 7090, o mais rápido na época
 Porém o PDP1 custava 120 mil dólares, o 7090 custava milhões
 DEC vendeu dezenas de PDP-1: nascia a indústria de 
minicomputadores
 Visor e capacidade de plotar pontos na tela -> criação de 
videogames
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DEC PDP-1, 1960
 Primeiro “mini-computador”
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A Segunda Geração: 
Transistores (1955 – 1965)
 IBM: computação científica 
 7090, 7094 tempo de ciclo de 2 microssegundos
 IBM, processamento comercial, periféricos
 1401: máquina pequena voltada para empresas
 1401: arquitetura complexa, sem registrador, palavra sem 
tamanho fixo
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Control Data: CDC 6600, 
1964
 Primeiro “super-computador”
 várias unidades de 
processamento
 Arquitetura estava décadas a 
frente do seu tempo
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 Projetista:
Seymour Cray
DEC PDP-8, 1965
 Mini-computador com barramento padrão
 Inovação: barramento único 
(omnibus) conectando cpu, 
memória, console, E/S
 Berço do Unix (Bell Labs)
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Terceira geração:
CIs (1965-1980)
 Invenção do circuito integrado por Robert Noyce em 
1958: 
 dezenas de transistores em um único chip
 Maior integração permitiu reduções significativas de 
tamanho
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IBM System/360
 Arquitetura de máquina comum
a vários modelos
 Família de máquinas
 compatibilidade
 multiprogramação
 emulava 1401 e 7090 
(máquinas virtuais)
 Microprogramado
 Um microprograma
para cada máquina alvo
 Espaço de endereçamento:
 224 bytes: parecia muito no início mas gerou problemas de 
compatibilidade na década de 80 (memória insuficiente)
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DEC PDP-11
 Bastante popular em 
universidades
 Ligado à difusão do 
Unix
 Instruções complexas
 Seguido pela linha VAX
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Quarta geração: 
VLSI (1980-?)
 Integração em Escala Muito Grande
 Computador em um chip (4004)
 Explosão dos computadores pessoais
 Kit com chip Intel 8080 x Apple
 IBM decide entrar no mercado de computadores pessoais
 IBM Personal Computer construído com peças do mercado (Intel 
8080): grande popularidade Sistemas operacional MS-DOS da Microsoft
 Projeto aberto: vários clones, assim nascia a indústria de PCs
 Apple Macintosh – interface gráfica
 Microsoft Windows – rompimento com IBM
 1992: DEC lança o ALPHA de 64 bits 
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Piratas do vale 
do silicio
Quarta geração: 
VLSI (1980-?)
 Era dos antagonismos:
 IBM PC x Macintosh
 IBM PC x Workstations
 RISC x CISC
 DOS/Win x Unix
 Microsoft x o resto
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Quinta geração –
computadores invisíveis?
 A Internet está presente em todo lugar
 Processadores estão cada vez menores
 Podem ser embutidos em quase tudo
 PDAs
 Celulares
 Eletro-eletrônicos
 Máquinas (automóveis)
 Sensores
 RFIDs
 A idéia existe há anos, mas “a hora é agora”
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Tendências fundamentais:
“Lei” de Moore
O no. de transistores dobra a cada 18 meses
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