Evolução das Máquinas de Calcular

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Universidade Paulista (UNIP)
Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas (ICET)
Disciplina: Tópicos em Ambiente Web
Introdução
O que é computador? Definição no dicionário: "Computador - aquele que faz cômputos ou que calcula; máquina à base de circuitos eletrônicos que efetua grandes operações e cálculos gerais.”
O ábaco dos romanos consistia de bolinhas de mármore que deslizavam numa placa de bronze cheia de sulcos. Isso gerou alguns termos matemáticos: em latim "Calx" significa mármore, assim "Calculus" era uma bolinha do ábaco, e fazer calculos aritméticos era "Calculare". 
Surgimento do ÁBACO há 2500 anos: Cálculos maiores e mais complexos. Tipos de ábacos:
O primeiro ábaco era formado por fios paralelos e contas ou arruelas deslizantes, que de acôrdo com a sua posição, representava a quantidade a ser trabalhada.
Russo: era o mais simples, continham 10 contas, bastando contá-las para obter as quantidades numéricas.
Chinês: possuia 2 conjuntos por fio, contendo 5 contas no conjunto das unidades e 2 contas que representavam 5 unidades.
SOROBAN, ábaco japones simplificado (com 5 contas por fio, agrupadas 4x1), ainda utilizado para trabalhos mais simples. 
Máquinas de calcular
John Napier (1550-1617) inventou a "Tábua de Napier", que era similar a uma tabela de multiplicações. A tábua reduzia multiplicações e divisões a adições e subtrações. 
Usando esse princípio, em 1620 foram criadas as réguas de cálculo, usadas até 1970, antes das calculadoras de bolso.
Em 1642 um francês de 18 anos de nome Blaise Pascal (1623-1662), inventou a primeira máquina de somar: PASCALINA, a qual executava operações aritméticas quando se giravam os discos interligados, sendo assim a precursora das calculadoras mecânicas. A calculadora usava engrenagens que funcionavam de maneira similar a um odômetro.
Por volta do ano de 1671 na Alemanha, Gottfried Wilhelm von Leibnitz (1646 - 1716) inventou uma máquina muito parecida com a Pascalina, que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, e qual se tornou a antecessora direta das calculadoras manuais.
Wilhelm Schickard (1592-1635) construiu a primeira máquina de verdade. Esta fazia multiplicação e divisão, mas foi perdida durante a Guerra dos Trinta Anos.
Revolução Industrial
Em 1801, na França, durante a revolução industrial, Joseph Marie Jacquard (1752 - 1834) inventou um tear mecânico controlado por cartões perfurados. Foi tamanho o sucesso que Jacquard foi quase morto quando levou o tear para Lyons: as pessoas tinham medo que o tear lhes fizesse perder o emprego.
Evolução das máquinas de calcular
No ano de 1822, foi desenvolvido por um cientista inglês chamado Charles Babbage uma máquina diferencial que permitia cálculos como funções trigonométricas e logaritmas, utilizando os cartões de Jacquard. Em 1834 Babbage, desenvolveu uma máquina analítica capaz de executar as quatro operações (somar, dividir, subtrair, multiplicar), armazenar dados em uma memória (de até 1.000 números de 50 dígitos) e imprimir resultados. Porém, sua máquina só pode ser concluída anos após a sua morte, tornando-se a base para a estrutura dos computadores atuais, fazendo com que Charles Babbage fosse considerado como o "Pai do Computador".
O matemático inglês George Boole (1815 - 1864) publicou em 1854 os princípios da lógica booleana, onde as variáveis assumem apenas valores 0 e 1 (verdadeiro e falso).
A Era da Computação realmente teve início no ano de 1890, época do censo dos EUA, Hermann Hollerith percebeu que só conseguiria terminar de apurar os dados do censo quando já seria o tempo de se efetuar novo censo (1900). Então aperfeiçoou os cartões perfurados e inventou máquinas para manipulá-los, conseguindo obter os resultados em tempo recorde, isto é, 3 anos depois.
Após os resultados obtidos por Hollerith, em 1896, fundou uma companhia chamada TMC - Tabulation Machine Company, vindo esta a se associar, em 1914 com duas outras pequenas empresas, formando a Computing Tabulation Recording Company vindo a se tornar, em 1924, a tão conhecida IBM - Internacional Business Machine.
Em 1930, os cientistas começaram a progredir nas invenções de máquinas complexas, sendo que o Analisador Diferencial de Vannevar Bush anuncia a moderna era do computador.
Com a chegada da Segunda Guerra Mundial houve a necessidade de se projetar máquinas capazes de executar cálculos balísticos com rapidez e precisão para serem utilizadas na indústria bélica.
Em 1944, o 1º computador eletromecânico foi construído na Universidade de Harvard, pela equipe do professor H. Aiken e com a ajuda financeira da IBM, que investiu US$ 500.000,00 no projeto, possuía o nome de MARK I, era controlado por programa e usava o sistema decimal. Tinha cerca de 15 metros de comprimento e 2,5 metros de altura, era envolvido por uma caixa de vidro e de aço inoxidável brilhante e possuía as seguintes características:
760.000 peças, 800 km de fios, 420 interruptores para controle, realizava uma soma em 0,3 s 
realizava uma multiplicação em 0,4 s, e uma divisão em cerca de 10 s.
Primeiros computadores
Em 1941, Konrad Zuse, na Alemanha, construía modelos de teste: Z1 e Z2, sendo logo após concluído um computador operacional (Z3), que consistia de um dispositivo controlado por programa e baseado no sistema binário que era menor e bem mais barata que o MARK I.
Os computadores Z3 e logo a seguir o Z4, eram utilizados na solução de problemas de engenharia de aeronaves e projetos de mísseis. Umas das principais aplicações da máquinas de Zuze era quebrar os códigos secretos que os ingleses usavam para se comunicar com os comandantes.
Computadores de primeira geração
Os Computadores de Primeira Geração surgiram em 1943. Um projeto britânico, sob a liderança do matemático Alan Turing, colocou em operação uma máquina mais ambiciosa, denominada COLOSSUS, que ao invés de relés eletromecânicos, usava 2.000 válvulas eletrônicas (por coincidência, + ou - o mesmo número de válvulas que Zuze propusera para a nova máquina que não lhe permitiram desenvolver).
Em 1946, foi projetado o ENIAC - Eletronic Numerical Interpreter and Calculator, ou seja, "Computador e Integrador Numérico Eletrônico", para fins militares, pelo Departamento de Material de Guerra do Exército dos EUA, na Universidade de Pensilvânia. Era o primeiro computador digital eletrônico de grande escala e foi projetado por John W. Mauchly (1907 - 1980) e John Presper Eckert (1919 – 1995) (que era um gênio em engenharia, pois quando tinha apenas 8 anos construiu um rádio a cristal e colocou-o num lápis).
O sucessor do ENIAC foi o EDVAC - "Computador Eletrônico de Variáveis Discretas". Foi planejado para acelerar o trabalho armazenando tanto programas quanto dado em sua expansão de memória interna. Os dados eram armazenados eletronicamente em um meio material composto de um tubo cheio de mercúrio, conhecido como linha de retardo, onde os cristais dentro do tubo geravam pulsos eletrônicos que se refletiam para frente e para trás, tão lentamente quanto podiam, de fato a reter a informação, semelhante a um desfiladeiro que retém um eco, que Eckert decobriu por acaso ao trabalhar com radar. Outra grande característica do EDVAC era poder codificar as informações em forma binária em vez da forma decimal, reduzindo bastante o número de válvulas.
Em 1949, surge o EDSAC - "Calculadora Automática com Armazenamento por Retardo Eletrônico", o qual marcou o último grande passo na série de avanços decisivos inspirados pela guerra.
Em 1951, surge o primeiro computador comercial o LEO
Computadores de segunda geração
Os Computadores de Segunda Geração tiveram seu início em 1952, um grupo de Stanford com a Bell Laboratories inventou o Transistor que passou a ser um componente básico na construção de computadores e apresentava as seguintes vantagens: aquecimento mínimo, pequeno consumo de energia, mais confiável e veloz do que as válvulas
Em 1952, John Mauchly e Presper Eckert abriram sua própria firma na Filadéfia e criaram o UNIVAC - ("Computador AutomáticoUniversal“), destinado ao uso comercial. Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que recebia instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos cartões perfurados e foi utilizado para prever os resultados de uma eleição presidencial.
Em 1952, Grace Hopper pois criou o 1º compilador e ajudou a desenvolver 2 linguagens de programação que tornaram os computadores mais atrativos para comércio (Flow-Matic, hoje extinta e serviu como base para a criação do COBOL). 
Em 1953, Jay Forrester, do MIT, construiu uma memória magnética menor e bem mais rápida, a qual substituía as que usavam válvulas eletrônicas.
Em 1954, a IBM concluiu o 1º computador produzido em série, o 650, que era de tamanho médio e enquanto isso, Gordon Teal, da Texas Instruments, descobre um meio de fabricar transistores de cristais isolados de silício a um custo baixo.
Conclui-se em 1955, o primeiro computador transistorizado, feito pela Bell Laboratories: o TRADIC, o qual possuía 800 transistores, sendo cada um em seu próprio recipiente.
Computadores de terceira geração
Os Computadores de 3º Geração surgiram entre 1958 a 1959, Robert Noyce, Jean Hoerni, Jack Kilby e Kurt Lehovec participam do desenvolvimento do Circuito Integrado (CI).
Em 1960, a IBM lança o IBM/360, cuja série marcou uma nova tendência na construção de computadores com o uso de CI, ou pastilhas, que ficaram conhecidas como Chips. Esses chips incorporavam, numa única peça de dimensões reduzidas, várias dezenas de transistores já interligados, formando circuitos eletrônicos complexos. 
No ano de 1965, a Digital Equipment introduz o PDP-8, o 1º minicomputador comercial com preço competitivo.
Em 1971, Ted Hoff, planeja o microprocessador Intel 4004, o qual era um único chip com todas as partes básicas de um processador central. Esse processador era a CPU de um computador de 4 bits.
Em 1974, Ed Roberts, do MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) em Albuquerque - Novo México, constrói um microcomputador chamado ALTAIR 8800, cuja máquina foi construída com base no processador da Intel o 8080, que já era um descendente do Intel 8008. O ALTAIR tornou-se o maior sucesso, marcando o início de uma indústria multibilionária, pois Roberts esperava vender uns oitocentos ALTAIR por ano e acabou tendo dificuldades para satisfazer 4.000 pedidos!
Computadores de quarta geração
Os Computadores de 4º Geração surgiram na década de 80, foi criado o ICSLI - Circuito Integrado em Larga Escala de Integração, no qual foram desenvolvidas técnicas para se aumentar cada vez mais o número de componentes no mesmo circuito integrado.
Alguns tipos de ICLSI incorporavam até 300.000 componentes em uma única pastilha. Em 1981, a IBM resolve entrar no mercado de microcomputadores com o IBM-PC.
Os computadores de 5º Geração têm como característica o uso de ICVLSI - Circuitos Integrados em uma Escala Muito Maior de Integração. 
Von Neumann
O matemático húngaro John Von Neumann (1903-1957) formalizou o projeto lógico de um computador e estabeleceu em 1945 os princípios de operação de um computador eletrônico digital. Estes princípios ficaram conhecidos como arquitetura de Von Neumann e são ainda hoje as bases de operação dos computadores modernos;
A arquitetura de von Neumann, é uma arquitetura que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. 
Arquitetura de Von Neumann
Esta arquitetura baseia-se em três componentes principais:
Memória: A memória permite o armazenamento de dados e programas (conjunto de instruções a serem executadas).
Unidade Lógica e Aritmética: (ULA): é a responsável pela execução de operações aritméticas. A tecnologia utilizada foi inicialmente Relés, herança da telefonia, e posteriormente Válvulas, herança da radiofonia. Com o aparecimento dos transistores, e depois dos circuitos integrados, os circuitos da unidade lógica e aritmética passaram a ser implementados com a tecnologia de semi-condutores.
Unidade de Controle: (UC): A UC é um circuito lógico responsável pelo funcionamento da máquina, controlando o fluxo de instruções. Este funcionamento realiza-se em ciclos.
Unidade Central de Processamento: (UCP): Neste componente, formado basicamente por um conjunto de registradores, são armazenados temporariamente os dados e a instrução correntes. Originalmente, os registradores eram seqüências de relés ou válvulas capazes de armazenar um certo número de bits. Existem ainda registradores cuja função é armazenar informações relevantes ao controle do processamento. Os principais registradores utilizados na arquitetura de von Neumann e suas respectivas funções são os seguintes:
IC (Instruction Counter) - contém o endereço na memória com a próxima instrução a ser executada.
IR (Instuction Register) - contém a próxima instrução a ser executada.
MAR (Memory Address Register) - contém o endereço da posição da memória a ser lida ou escrita.
MBR (Memory Buffer Register) - contém o dado a ser lido ou escrito na memória.
Registradores de propósito geral - usados para armazenar resultados intermediários.
A principal característica da arquitetura de Von Neumann é que o processamento é feito de forma seqüencial (por meio do incremento do IC), sendo que fluxo de instruções pode ter desvios condicionais ou condicionais. Esta arquitetura persiste até hoje, mesmo nos computadores modernos.
Em cada ciclo de funcionamento da máquina são executadas as seguintes operações:
Transferência do conteúdo do IC para o MAR.
Busca da próxima instrução e sua transferência para MBR.
Transferência do conteúdo do MBR para o IR (instruction fetch).
Decodificação da instrução pelo circuito lógico da unidade de controle.
Execução da operação:
Operação aritmética – neste caso, a ALU opera sobre números armazenados em dois ou mais registradores específicos para o tipo de operação.
Leitura ou gravação de um dado na memória – se a instrução for de leitura, o endereço do operando, contido no IR, é transferido para o MAR e o valor lido é transferido para o MBR e daí para um registrador apropriado para a operação. Se a instrução for de gravação na memória (por exemplo, um resultado de uma operação), o dado é transferido de um registrador para o MBR, com seu endereço na memória em MAR.
Fim do ciclo retorna para (1)
História da Internet / História da Internet no Brasil
O que é Internet:
A Internet é um conglomerado de redes em escala mundial de milhões de computadores interligados que permite o acesso a informações. Esta rede engloba desde computadores do governo, universidades, iniciativa privada e pessoas no mundo todo;
A Internet é a principal das novas tecnologias de informação e comunicação (NTICs). Ao contrário do que normalmente se pensa, Internet não é sinônimo de World Wide Web. Esta é parte daquela, sendo a World Wide Web, que utiliza hipermídia na formação básica, um dos muitos serviços.
A Web é um sistema de informação mais recente que emprega a Internet como meio de transmissão. A rede provê uma infra-estrutura para uso de diversos serviços e aplicações, como: e-mail, boletins, troca e armazenamento de arquivos, documentos de hipertexto, bancos de dados, entre outras aplicações.
Organização da internet
Internet Society: Coordena o desenvolvimento de novas tecnologias e aplicações para a Internet. Possui um conselho consultivo conhecido como Internet Architecture Board (IAB), que coordena o funcionamento da Internet, bem como a pesquisa e desenvolvimento relacionadas.
Responsabilidades do IAB incluem: Supervisão arquitetural da Internet e apelações sobre os procedimentos padrão. Gerência editorial dos Requests for Comments e administração da aplicação dos parâmetros de protocolo atribuídos pela Internet Assigned Numbers Authority (IANA)‏. 
Internet Assigned Numbers Authority – IANA: Controla a distribuição de identificadores para os serviços a serem fornecidos via Internet, tais como atribuiçãode endereços IP e números de porta TCP e UDP.
Comunicação
Os computadores se comunicam por meio de protocolos de comunicação:
Para que 2 computadores se comuniquem, é necessário que estes falem a mesma linguagem, ou em termos mais técnicos, utilizem o mesmo tipo de protocolo de comunicação para a mesma possa ser estabelecida. Estes protocolos são regras que determinam como a comunicação será estabelecida entre dois ou mais computadores.‏ 
Os computadores se comunicam por meio de protocolos de comunicação:
Os protocolos de comunicação indicam o padrão de informação que navega pela rede de computadores para identificar os pedidos e respostas.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)‏ 
É o protocolo de comunicação utilizado na Internet.
Camadas dos modelos OSI (7 camadas).
Serviços de suporte: DNS, WINS, DHCP.
Endereço MAC
Recebido de fábrica (placa de rede): Universalmente único, identifica o fabricante e o número de série da placa de rede. Utilizado pelos protocolos da camada de interface de rede (Ethernet, Token-Ring, FDDI, entre outros)‏. Composto de 6 bytes: os 3 primeiros, atribuídos pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) identificam o fabricante e os 3 últimos são únicos, atribuídos pelo fabricante 
Endereço Lógico: Endereço IP
O protocolo TCP/IP permite a integração de várias redes.
Cada rede recebe um número (network number), que é o endereço de rede.
Cada host recebe um número (host number) que o identifica em sua rede.
Hosts podem ser estações de trabalho, servidores, roteadores, impressoras, entre outros 
O endereço lógico (IP) é composto de duas partes: endereço de rede e endereço de host
Se um computador tiver mais de uma placa de rede, cada placa terá seu próprio endereço IP
Protocolos de Aplicação - Usuário 
HTTP (HyperText Transfer Protocol)‏: Arquivos HTML
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)‏: Usado em conjunto com POP ou IMAP; Usado para enviar e receber mails
POP3 (Post Office Protocol versão 3)‏: Utilizado para ler mensagens em um servidor SMTP
FTP (File Transfer Protocol)‏: Transferência de arquivos entre um servidor e um computador remoto 
Telnet: Acesso de terminal a um computador remoto 
História da Internet
O Início dos Tempos:
O Telégrafo (inventado em 1840)‏ 
Sinais enviados em fios distribuídos por grandes distâncias. Usado intensamente pelo governo dos EUA durante a Guerra Civil Americana, 1861 – 1865.
O Código Morse foi composto por pontos e traços, ou sinais curtos e longos. O padrão dos sinais eletrônicos de ±1.5v ainda é usado nas placas de interface de rede.
Breve História da Internet:
1968 – DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) contrata BBN (Bolt, Beranek & Newman) para criar a ARPANET;
1970: Primeiros cinco anos: UCLA, Stanford, UC Santa Barbara, Univ. of Utah, and BBN.
1974: Especificação do TCP por Vinton Cerf e Bob Kahn.
1984: Em primeiro de janeiro, a Internet e seus 1000 hosts são convertidos em massa para o uso de TCP/IP.
Internet no Brasil
1987: a FAPESP (Fundações de Pesquisa do Estado de São Paulo) e o LNCC (Laboratório Nacional de Computação Científica) conectaram-se a instituições nos EUA.
1988: a UFRJ conectou-se à UCLA. Várias universidades e centros de pesquisa conectaram seus equipamentos a uma dessas instituições.
1990: A RNP (Rede Nacional de Pesquisas) começa uma iniciativa cujo objetivo é implantar uma moderna infraestrutura de serviços para a Internet, com abrangência nacional. Até abril de 1995, a atuação da RNP se restringia às áreas de educação e pesquisa no País. Sua missão foi disseminar o uso da Internet no Brasil, especialmente para fins educacionais e sociais.
1991: apresentação de um plano para melhor interconectar os diversos centros de pesquisa do país. 7 de junho: Aprovação da implantação de um Backbone para a RNP, financiada pelo CNPq. Motivação: lentidão e problemas apresentados no modelo inicial.
1992/1993: implantação de um backbone de comunicação, cobrindo a boa parte do país, a velocidade mínima de 9.600 bits por segundo (bps)‏. Implantação de um conjunto de aplicações em diversas áreas de especialização.
1994/1995
Quase todos os estados brasileiros tinham ponto de presença oficial da RNP ou operado por alguma instituição local e aberto à comunidade de educação e pesquisa na região.
As instituições que então se conectaram à RNP ou redes estaduais eram voltadas para educação, pesquisa ou gestão governamental.
Cerca de 400 instituições de ensino e pesquisa do país se ligaram em rede, incluindo a maioria das universidades e institutos de pesquisa governamentais.
Segundo as estimativas da época, mais de 10.000 hosts estavam interligados em rede no Brasil. Adotada a premissa de que cada host era utilizado por seis usuários, o número total de usuários ativos era estimado em 60 mil.
Abril/1995
O Ministério das Comunicações e o Ministério da Ciência e Tecnologia decidem lançar um esforço comum de implantação de uma rede Internet global e integrada para todo tipo de uso. Surgiram as bases político/estratégicas da Internet no Brasil.
Conectaram-se 11 empresas no servidor WWW experimental da EMBRATEL.
Nesse cenário, a RNP foi chamada a cumprir nova missão:
Operação de serviços de alocação de endereços IP e de registro de domínios 
Aderência de todas as iniciativas de redes no país a padrões gerais de engenharia, interconexão, segurança, etc.
Coleta e disseminação de informações sobre Internet no Brasil: pontos de presença em todas as capitais, ligação entre as capitais geradoras de maior tráfego a velocidades de 2Mbps (antes 64Kbps) e transformação das ligações de 9.6 Kbps em ligações a 64Kbps
Maio/1995: Criação do Comitê Gestor Internet (CGI)
Criado com o objetivo de assegurar qualidade e eficiência dos serviços oferecidos, assegurar justa competição entre provedores e garantir a manutenção de adequados padrões de conduta de usuários e provedores Membros do Comitê.
Ministérios (MCT, MC, Defesa, Planejamento e Indústria)‏. 
Casa Civil da Presidência da República.
Agência Nacional de Telecomunicações.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.
Representantes do setor empresarial 
Provedores de acesso e conteúdo da Internet, infra-estrutura de telecomunicações.
Indústria de bens de informática, telecomunicações e software.
Setor empresarial, representantes do terceiro setor (serviços) e da comunidade científica e tecnológica.
Atribuições do Comitê Gestor 
Fomentar o desenvolvimento de serviços Internet no Brasil.
Recomendar padrões e procedimentos técnicos e operacionais para a Internet no Brasil.
Coordenar a atribuição de endereços Internet, o registro de nomes de domínios, e a interconexão de espinhas dorsais.
Coletar, organizar e disseminar informações sobre os serviços para a Internet.
Principal problema para o Comitê Gestor: Acompanhar a transformação da Internet no Brasil. Principais transformações:
Aumento de velocidade nos circuitos da Rede Nacional de pesquisa, RNP.
Permissão de trafego misto – acadêmico, governamental e comercial.
Para obter um mercado de 50 milhões de pessoas: Radio 38 anos, TV 13 anos, Internet 4 anos (desde que foi aberta ao público em geral)‏ 
Crescimento do comércio eletrônico
Comércio eletrônico ultrapassa marca de 2008 com aumento de 27%.
Apesar de todos os alardes em relação à crise financeira, o comércio eletrônico no primeiro semestre de 2009 movimentou R$ 4,8 bilhões!! O valor supera a marca alcançada no mesmo período no ano de 2008, quando as vendas pela internet atingiram R$ 3,8 bilhões.
Os números mostram que os consumidores já estão mais confiantes em realizar compras pela internet. Já são mais de 15,2 milhões de pessoas que já tiveram pelo menos uma experiência de compra pela internet.
Outra novidade é que o valor médio de gasto em compras aumentou, a média no primeiro semestre de 2009 chegou a R$ 323 por compra. Um ponto a destacar.