Exercícios de Fixação Aula 01 icc dryele

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UFCG - Universidade Federal de Campina Grande
CEEI - Centro de Engenharia Elétrica e Informática
DSC - Departamento de Sistemas e Computação
Disciplina: Introdução à Ciência da Computação
Professor: Marcus Salerno de Aquino
ALUNA:Dryele Fernanda Barbosa Nascimento Miranda
Turma:05
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO – AULA 01
De acordo com a vídeo aula “A evolução dos computadores” da UNIVESP, responda:
Identifique os computadores eletrônicos citados, classificando-os de acordo com os tipos apresentados.
Computador de mesa(desktop) classificado como um computador tradicional;
O supercomputador Watson da IBM e os mainframes, classificados como grandes computadores;
Notebooks, netbooks, tabletes e smartphones, classificados como computadores portáteis;
Computadores presentes em câmeras digitais, maquinas de cartão, leitores de livros eletrônicos, maquinas de caixas eletrônicos, instrumentos musicais e televisores, classificados como computadores embarcados.
Computadores que fazem o controle de aviões, equipamentos médicos, controles de missões como as da NASA, controladores de usinas nucleares, classificados como sistemas críticos.
Quais são os significados que a palavra “computador” pode assumir?
Referindo-se ao dicionário o significado de com.pu.ta.dor é:
sm (computar+dor2) 1 O que faz cômputos (pessoa ou máquina). 2 Calculista. C. analógico, Inform: computador que processa dados na forma analógica, ou seja, dados representados por um sinal que varia continuamente. C. assíncrono, Inform: a) computador que muda de uma operação para a próxima de acordo com sinais recebidos quando o processo é concluído; b) computador que inicia um processo com a chegada de sinais ou dados, em vez de um pulso de relógio. C. baseado em caneta, Inform: tipo de computador que usa uma tela sensível a toque e uma caneta para a entrada de dados, em vez de teclado. C. de colo, Inform: V laptop. C. de primeira geração, Inform: computador original, com tecnologia baseada em válvulas, criado por volta de 1951. C. desktop, Inform: computador, compatível com o PC, que pode ser colocado na mesa de um usuário. Cf laptop. C. digital, Inform: computador que processa dados na forma digital. C. eletrônico: máquina de calcular automática, para solução de problemas matemáticos complexos, que utiliza dispositivos eletrônicos. C. infectado, Inform: computador que carrega um programa de vírus. C. pessoal, Inform: microcomputador de baixo custo planejado para utilização doméstica ou em escritórios. Sigla: PC.
Antes da existência dos computadores eletrônicos, haviam os computadores humanos. Em que funções eles eram utilizados?
Foram utilizados para fazer cálculos para uma determinada tarefa; por muito tempo computadores humanos foram utilizados para construir tabelas que era usadas no dia-a-dia; Por exemplo as tabelas astronômicas do século XV que é uma tabela portuguesa que os navegadores usavam para saber qual era a latitude ou longitude que eles estão a partir da posição dos astros .A Tabela de logarítmicos de Kepler de 1624 e a tabela de mares no porto de Setubal em Portugal .EM 1933 as pessoas que faziam calculo para os navegadores para cada dia do mês e semana para saber quando a mare estava alta ou baixa. Esses calculadores e computadores humanos eram usados há muito tempo.
Descreva as primeiras máquinas calculadoras e seus respectivos princípios de funcionamento. Dica: Para uma resposta completa, estenda sua pesquisa à Internet.
Álbaco: trabalha com contas (pedras); deu origem a palavra cálculo, que significa pedra. 
Calculadora de Schickard: máquina que utilizava técnicas como engrenagens inicialmente desenvolvidas pararelógios; ela foi também chamada de ‘relógio calculador’. Ela foi colocada em uso prático por seu amigo Johannes Kepler, que revolucionou a astronomia.
Pascaline: A Pascaline em seu interior tinha como elemento essencial uma roda dentada construída com 10 "dentes". Cada "dente" corresponde a um algarismo, de 0 a 9. Com este mecanismo, o "vai um" quando se formava a dezena ou centena, por exemplo, tinhaque ser feito manualmente.
Máquina calculadora de Leibniz: funcionava do mesmo modo da Pascaline, porém o "vai um" era feito de forma automática por um sistema de engrenagens, contudo não era totalmente confiável.
Arithmometre: primeira calculadora mecânica totalmente confiável; A Arithmomètre foi uma calculadora produzida pelo matemático Frances Thomas Colmar em 1820, usando os desenhos da calculadora de Leibniz. A calculadora de Colmar fazia as 4 operações básicas perfeitamente. Colmar patenteou a Arithmomètre e produziu 5000 exemplares, obtendo um grande sucesso com a venda dos exemplares. Pois, diferentemente das outras calculadoras mais antigas, a Arithmomètre era mais fácil de manusear.
Qual característica marcante distinguia as máquinas calculadoras de Charles Babbage de suas antecessoras? De que maneira essas máquinas se assemelham aos computadores atuais?
Desenvolvida por volta de 1834, ela foi a primeira máquina que poderia ser programada para executar vários comandos de qualquer tipo. O mais interessante de tudo é que o desenho e a estrutura básica da invenção de Babbage fazem parte dos computadores que usamos hoje, mesmo após mais de um século.
A Máquina Analítica funcionava com base nas instruções de cartões perfurados e era movida a vapor, como em alguns trens. O projeto ainda possuía uma unidade central de processamento e memória expansível separados um do outro, o que é mais uma característica dos computadores modernos.
De tão avançados e complicados que seus projetos eram, Babbage nunca teve a oportunidade de construir, de fato, nenhuma de suas invenções. A inexistência de equipamentos adequados e a falta de verba fizeram com que o cientista construísse apenas protótipos do que poderia ter sido a maior revolução tecnológica da época.
Qual foi a nova tecnologia utilizada por Konrad Zuse em suas máquinas calculadoras? Qual o princípio utilizado tanto pelas máquinas de Zuse quanto pelos computadores atuais?
Ele construiu na sala da casa dos pais dele a máquina C1 que era uma máquina mecânica para fazer cálculos ,usava o Sistema de lógica binária. Em 1941 fez um computador a reles que é um computados eletromecânico que era programável, já também no período da segunda Guerra mundial.
Em que ramo de negócios a empresa IBM atuava inicialmente? De que maneira ela entrou na indústria de computadores?
O esforço de Howard Aiken na construção do Mak1 foi construído na universidade de Harvard Aiken ele teve contato com o engenho analítico de Babbage por meio de algumas daquelas peças que o filho de Charles Babbage construiu, ele construiu essas amostras em diferentes partes quanto a Aiken na sua pós graduação e doutorado procurou mecanismos para fazer cálculos de uma forma mais rápida ele entrou em contato com a proposta de Babbage e propôs então uma construção de um computador usando a tecnologia da época com contatos eletromecânicos para implementar aquilo que Babbag tinha produzido só que ele não tinha condições de construir essa máquina sozinho. Foi aí que ele foi atrás de alguém que pudesse fazer essa construção e conseguiu o apoio da IBM .Então a IBM era uma empresa bem recomendada na área de máquinas de comércio e máquina de escritório fez o primeiro passo com computador por meio desses esforços ,mas a IBM não era interessada nesse mercado.
Quem foi Herman Hollerith e qual relação é possível estabelecer entre ele e os primeiros computadores?
Foi o fundador da empresa IBM e no início de sua carreira utilizava máquinas para fazer a ordenação de dados do censo norte-americano
Descreva a evolução dos computadores de acordo com as tecnologias utilizadas em sua construção.
Os computadores mecânicos utilizam a mesma tecnologia das máquinas de calcular
(engrenagens). Os marcos tecnológicos que precederam esta era da computação
foram a introdução de sequência de cartões perfurados para controle de tear (J.-
M. Jacquard, 1801) ea concepção da álgebra booleana (G. Boole, 1854).
O
Engenho Analítico
(Inglaterra, 1834–1871) de Charles Babbage foi o que se
pode denominar de o primeiro computador (ou algo mais próximo de uma calcula-
dora programável), não tendo sido efetivamente construído pela ambição excessiva
do projeto e falta de interesse de possíveis clientes. Suas características básicas
(Figura 2):
•capaz de computar qualquer operação matemática
•unidade para quatro operações básicas (Mill), com dois acumuladores principais e alguns auxiliares;
•unidade para armazenar dados (Store), com capacidade para algo em torno
de cem números;
•cartões perfurados para operações e variáveis, com leitoras de cartão inde-
pendentes;
•unidade de saída (impressa ou cartão perfurado).
Para o projeto final, o Store seria composto por engrenagens com dez posições,
com capacidade prevista de 1000 números de 50 dígitos cada. O conceito de desvio
de programas também já estava presente no projeto, através de um mecanismo que
permitia reverter o movimento das leitoras de cartão. A especificação previa a
realização de adições em três segundos e de multiplicações e divisões em dois a
quatro minutos.
Partes de protótipos do mil e da impressora são produzidos por Babbage em
1871, mas após a morte de Babbage um comitê concluiu que seria impossível con-
cluir o projeto sem seu autor. O filho de Babbage, Henry, conclui o protótipo do
mil em 1906 e mostrou que o sistema funcionaria, mas a máquina completa nunca
foi construída.
Outro esforço notável foi desenvolvido por Konrad Zuse na Alemanha. Os
principais resultados de Zuse incluem o desenvolvimento do Z1 (1938) e do Z3
(1941). O Z1 foi o primeiro computador binário, ainda mecânico, operando com
números em ponto flutuante com expoentes de sete dígitos e mantissa de 16 bits,
além de um bit de sinal. O programa era lido de uma fita (filme 35mm) perfurada,
com dados entrados de um teclado numérico e saída apresentada em lâmpadas
elétricas. O Z2 (1939) substituiu a unidade aritmética mecânica do Z1 por uma
unidade eletromecânica (operando com relês). O Z3 operava com números em
ponto flutuante com expoente de sete dígitos, mantissa de 14 bits (com um ’1’ pré-
fixado exceto pela representação do zero) e um bit de sinal. A memória utilizava
cerca de 1400 relês para armazenar cerca de 64 números, enquanto as unidades de
controle e aritmética utilizavam cerca de 1200 relês. No projeto do Z4, a memória
mecânica foi retomada por ser mais compacta que a memória eletromecânica de
capacidade equivalente. O Z4 foi concluído apenas em 1950, em Zurique, com um
projeto que permitia desvios condicionais e uma forma básica de
pipeline
de instruções. Cerca de 300 dessas máquinas foram vendidas, sendo que posteriormente
a firma montada por Zuse para sua produção foi adquirida pela Siemens.
Howard Hathaway Aiken (1900-1973), um estudante de pós-graduação em física em Harvard em 1936, motivou a criação de um computador para resolver seu problema (resolução de equações diferenciais não-lineares). Em Harvard, teve contato com o trabalho de Babbage. Conseguiu apoio financeiro e técnico da IBM para
desenvolver os computadores Mark.
O Mark I(1944) apresentava memória com rodas contadoras para representação decimal, com capacidade de 72 palavras de 23 dígitos. A velocidade de operação era de três adições/subtrações por segundo,uma multiplicação em 6 segundos, ou um logaritmo ou função trigonométrica em pouco mais de um minuto. As operações eram lidas de uma fitas perfurada (cerca de 7,5cm de largura) comum; o conceito de laço para operações repetitivas era suportando, bastando para isso colar os finais da fita perfurada. Dados eram lidos de fitas, cartões ou registradores com constantes. O Mark I era um equivalente eletromecânico do Engenho Analítico, tendo também se tornado conhecido como o Automatic Sequence Controlled Calculator
(IBM ASCC). O orçamento, inicialmente previsto para cerca de US$15K, ultrapassou US$100K, envolvendo grande esforço da equipe de engenharia da IBM. Posteriormente, Aiken causou fúria a Watson (presidente da IBM) querendo assumir só o mérito no desenvolvimento de Mark I, o que motivou Watson a desenvolver máquinas que suplantassem estes esforços iniciais. O Mark III (1951) foi marcado pelo uso de memórias a tambor,um para instruções (capacidade para cerca de 4000 instruções), outros para dados
(350 palavras de 16 bits no tambor principal, cerca de 4000 palavras nos tambores
secundários).
Quais esforços foram realizados para a construção dos computadores eletrônicos utilizando a tecnologia da chamada 1ª Geração de Computadores?
Marcos tecnológicos que precederam a era dos computadores eletrônicos foram o
desenvolvimento da válvula triodo (L. de Forest, 1906) como uma extensão da vál-
vula diodo (J. Fleming, 1904); e o desenvolvimento de circuitos binários baseados
em álgebra booleana (G. Stibitz, 1937).John Vincent Atanasoff e Clifford Berry, de
Iowa State University , desenvolveram uma calculadora eletrônica dedicada para a resolução de sistemas de equações lineares simultâneas, denominado ABC (Atanasoff-Berry Computer). A máquina operava a 60 Hz. O uso de capacitores como dispositivos de memória nessa máquina, 60 palavras de 50 bits requerendo
refreshing , antecipou a utilização de memórias dinâmicas. A memória secundária usava cartões perfurados, movidos pelo usuário. O processo de perfurar os cartões, por calor, apresentava uma alta taxa de erros, nunca inferior a 0,001%. Atualmente (desde 1973), Atanasoff é reconhecido
como o criador do computador moderno.
Alan Turing, na Inglaterra, fez a especificação de computador mecânico que
se tornou operacional em 1940. Um outro projeto,
Colossus
, foi desenvolvido por
T. Flowers e M.H.A. Newman em 1943 com participação de Turing.
Colossus
foi o primeiro computador completamente eletrônico, tendo sido classificado pelos
militares britânicos como segredo militar. Por este motivo, detalhes e característi-
cas deste projeto permaneceram inacessíveis por cerca de 30 anos, sendo liberados
apenas recentemente.
Maior impacto teve o Projeto
ENIAC
(Electronic Numerator, Integrator, Analy-
zer, and Computer)
, desenvolvido na Moore School of Electrical Engineering (Uni-
versity of Pennsylvania) entre 1943 e 1946. Esse computador, desenvolvido por
John W. Mauchly (1907-80) e J. Presper Eckert (1919- ) e equipe, pesava cerca
de 30 toneladas e apresentava um consumo de 140 KW. Utilizava aritmética deci-
mal, com memória de 20 acumuladores de 10 dígitos, cada dígito usando 10 bits
para sua representação, armazenados em flip-flops (duas válvulas por bit). A pro-
gramação era manual, através de 6000 chaves e
plugs
. A velocidade de operação
era cerca de 1000 vezes mais rápida que a do Mark I. Havia unidades separadas
para a execução de multiplicações (cerca de 3 ms) e para divisão e raiz quadrada.
104 registros podiam ser usados para constantes de 12 dígitos. Dados podiam ser
entrados através de cartões perfurados, que também eram utilizados para saída. A
máquina operava a 100 KHz.
A patente para esse projeto só foi outorgada em 1964, mas em 1973 foi revo-
gada, pois J. Mauchly reconhecidamente teve contato com o trabalho de Atanasoff,
durante uma visita a Iowa.
J.P. Eckert era o engenheiro eletrônico que realizava as concepções de J. Mau-
chly. No projeto ENIAC, realizado através de um convênio militar com o US
Army’s Ballistics Research Lab, ele teve papel fundamental em tornar operacional
o conjunto de 18000 válvulas, 70000 resistores, 10000 capacitores, 6000 chaves e
1500 relés.
Em Fevereiro de 1946, o ENIAC foi revelado para o público, e no verão daquele
mesmo ano foi oferecido o curso Theory and Techniques for Design of Electronic Computers, com aulas por Eckert, Mauchly, Stibitz, von Neumann, e Aiken, entre
outros. Vários novos projetos surgiram a partir desse curso.
Quais as principais características e perspectivas de uso da 2ª Geração de Computadores?Com o advento dos transistores já e em 1953 começou a transição da tecnologia para construção de computadores e em 1957 IBM608 o primeiro computador computadorizado essa é a segunda geração de computadores com a capacidade de diminuir ou aumentar o tamanho dos computadores, começou-se a pensar na é época lá pelo ano 2000 com computadores em casa.
Como ocorreu a evolução dos computadores eletrônicos até os computadores atuais? O que essa evolução proporcionou à sociedade atual?
A evolução real : transistores na década de 50, na década de 60 primeiros circuitos integrados(combinavam num único dispositivo dezenas de transistores tinha um dispositivo que continha 4 portas lógicas e em cada porta seria o equivalente a 4 transistores e num total tinha 16 transistores e com isso construía minicomputadores(14 pinos e em cada porta tinha 2 entradas 2 saídas e mais 2 alimentação)),universidades e casas já podiam ter computadores sem precisar de uma estrutura de grande porte para isso. A grande evolução dos computadores se deu a partir da capacidade de integração cada vez mais foi possível construir dentro de um espaço de uma pastilha de silício colocar mais transistores que pudesse fazer mais coisas assim na década de 70 surgiram microprocessadores 4004 da intel por exemplo foram um dos primeiros microprocessadores já tinham o equivalente a 2300 transistores ele era usado para fazer calculadoras e na sequencia surgiram alguns processadores como8008,8080,8085.Hoje em dia nós temos de um chip moderno um processador moderno equivalente a 5 bilhões de transitores, então essa evolução que permite com o que os computadores sejam mais presentes hoje em dia dentro das nossas aplicações criando assim o que chamamos de mundo digital(simulações na engenharia, calculo do controle de processos) evolução que chegou no que temos hoje.
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