Aula01__Funcamento_de_Computacao_Conceitos_preliminares

Prévia do material em texto

FUNDAMENTOS PARA 
COMPUTAÇÃO
Professor: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
1
2019/1
ESCOLA DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TI
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
2
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
3
Plano da aula
Local:
Sala 11207
Tipo de aula:
presencial
Data:
15/02/2019
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
4
Plano da aula
1. Conceitos preliminares e apresentação
1.1 Dados históricos da computação
1.2 Gerações de computadores e os tipos de computadores
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
5
Objetivos da aula 
• Reconhecer as principais características de computação;
• Interpretar a computação existente no mundo real;
• Reconhecer sobre a história dos computadores.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
6
Conceitos preliminares e apresentação 
Vídeo 1 https://www.youtube.com/watch?v=Lyy5xPTRn58
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
7
Conceitos preliminares e apresentação 
• Operações básicas do
computador:
• Entrada de dados;
• Processamento de
dados;
• Saída de dados
(informação);
• Armazenamento de
dados.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
8
Conceitos preliminares e apresentação 
• Principais componentes de um sistema computacional:
Hardware
Software
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
9
Dados históricos da computação 
Vídeo 2 http://youtu.be/Ixgh3AhiL3E
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
10
Dados históricos da computação 
Vídeo 3 http://youtu.be/dWiUZsoLD0M
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
11
Dados históricos da computação 
• Ábaco (aprox. 3500 a.C.): máquina capaz de efetuar cálculos ainda muito 
usada por povos orientais.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
12
Dados históricos da computação 
• Ossos de Napier: Em 1614, John Napier (lê-se Neper) descobriu os cálculos 
logaritmos.
"A invenção dos logaritmos surgiu no mundo como um relâmpago.
Nenhum trabalho prévio anunciava ou fazia prever a sua chegada.
Surge isolada e abruptamente no pensamento humano sem que se
possa considerar consequência de obras ou de pesquisas
anteriores"
-- Lord Moulton
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
13
Dados históricos da computação 
• Em seguida, Napier inventou o que ficou conhecido por "Ossos de Napier", 
que auxiliavam na realização de multiplicações, baseando-se na teoria de 
logaritmos.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
14
Dados históricos da computação 
• Régua de Cálculo (em 1632 na Inglaterra): foi diretamente influenciada
pelos Ossos de Napier. Esta régua chegou a ser utilizada pelos engenheiros
da NASA, na década de 1960, nos programas que levaram o homem à Lua.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
15
Dados históricos da computação 
• As rodas dentadas de Pascal (Pascaline): Em 1642, o francês Blaise
Pascal, aos 19 anos de idade, foi o primeiro a inventar um dispositivo
mecânico para realização de cálculos. O dispositivo é conhecido como As
rodas dentadas de Pascal (ou Pascaline).
• Pascal era filho de um cobrador de impostos e auxiliava o pai na realização
de cálculos utilizando um instrumento similar ao ábaco. Mas segundo ele, o
trabalho era muito entediante, o que o levou a elaborar um dispositivo para
realização de somas e subtração.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
16
Dados históricos da computação 
O mecanismo de funcionamento
é o mesmo utilizado até hoje nos
odômetros de carros, onde as
engrenagens são organizadas de
tal forma a simular o "vai um"
para a próxima casa decimal nas
operações de adição.
http://therese.eveilleau.pagesperso-
orange.fr/pages/truc_mat/textes/pascaline.htm.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
17
Dados históricos da computação 
Máquina de Leipzig (1671): realiza multiplicações e divisões por meio de
somas e subtrações sucessivas, foi inventada por Gottfried Leibniz. Primeira
calculadora com as 4 operações.
Máquinas Programáveis
Tear de Jacquard (1804): Francês Joseph Marie Jacquard inventou uma
máquina de tear que trançava o tecido de acordo com uma programação que
era fornecida através de furos num cartão.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
18
Dados históricos da computação 
A invenção de Jacquard revolucionou a indústria de tecido, e em 1806, ela foi
declarada propriedade pública e ele foi recompensado com uma pensão e
royalties por cada máquina que fosse construída.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
19
Dados históricos da computação 
• Máquina Diferencial de Babbage (1823): é capaz de resolver equações polinomiais,
por meio da diferença entre números, dentre outros cálculos.
• Corrigir erros da tabela logarítmica, utilizada na navegação Britânica
http://youtu.be/BlbQsKpq3Ak
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
20
Dados históricos da computação 
• Após a inacabada máquina
diferencial, em 1837, Charles
Babbage anunciou um projeto
para construção da Máquina
Analítica. Influenciado pelo tear
de Jacquard, Babbage propôs
uma máquina de propósito
genérico, utilizando uma
programação através de
cartões perfurados.
• Em 1855, o engenheiro sueco George
Scheutz apresentou a sua máquina, uma
simplificação da Máquina Diferencial
idealizada por Babbage. Essa máquina
usava cartões perfurados.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
21
Dados históricos da computação 
• A condessa de Lovelace, Ada
Byron, se interessou pela máquina
analítica de Babbage e se
comunicava com ele através de
cartas e encontros. Ela passou a
escrever programas que a máquina
poderia ser capaz de executar, caso
fosse construída. Ela foi a primeira
a reconhecer a necessidade de
loops e sub-rotinas. Por esta
contribuição, Ada ficou reconhecida
na história como a primeira
programadora.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
22
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
Linha do Tempo da evolução dos computadores
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
23
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Primeira Geração (1946-
1954)
• Válvulas: 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 válvulas
aqueciam bastante e
costumavam queimar com
facilidade.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
24
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• ENIAC: Ele possuía 17.468
válvulas, pesava 30
toneladas, tinha 180 m² de
área construída, sua
velocidade era da ordem de
100 kHz e possuía apenas
200 bits de memória RAM.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
25
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Alan Turing - O pai da Ciência da Computação (1912 — 1954): matemático,
lógico, criptoanalista e cientista da computação britânico. Foi influente no
desenvolvimento da ciência da computação e proporcionou uma formalização
do conceito de algoritmo e computação com a máquina de Turing,
desempenhando um papel importante na criação do computador moderno.
• Durante a Segunda Guerra Mundial, Turing trabalhou para a inteligência britânica
em Bletchley Park, num centro especializado em quebra de códigos.
• Por um tempo ele foi chefe de Hut 8, a seção responsável pela criptoanáliseda
frota naval alemã.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
26
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Planejou uma série de técnicas para quebrar os códigos alemães, incluindo o
método da bombe, uma máquina eletromecânica que poderia encontrar
definições para a máquina de criptografia alemã, a Enigma.
http://youtu.be/yIluxaHL0v0
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
27
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
O primeiro bug da história....
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
28
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Segunda Geração
(1955-1964)
• Transistores: O
transistor revolucionou
a eletrônica em geral
e os computadores
em especial.
• Muito menores do que
as válvulas a vácuo.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
29
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Outras vantagens: não exigiam tempo de pré-aquecimento,
consumiam menos energia, geravam menos calor e eram mais
rápidos e confiáveis.
• No final da década de 50, os transistores foram incorporados
aos computadores.
• O tamanho dos computadores diminuiu consideravelmente.
• Outro desenvolvimento
importante foi a mudança da
linguagem de máquina para
a linguagem assembly,
também conhecida como
linguagem simbólica.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
30
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Terceira Geração (1964 – 1977): marcada pela utilização dos circuitos
integrados, feitos de silício. Também conhecidos como microchips, eles eram
construídos integrando um grande número de transistores, o que possibilitou a
construção de equipamentos menores e mais baratos.
• Mas o diferencial dos circuitos
integrados não era o apenas o
tamanho, mas o processo de
fabricação que possibilitava a
construção de vários circuitos
simultaneamente, facilitando a
produção em massa. Este avanço
pode ser comparado ao advento da
impressa, que revolucionou a
produção dos livros.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
31
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Didaticamente os circuitos integrados são categorizados de acordo com a
quantidade de integração que eles possuem:
• 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.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
32
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
33
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
Protótipo da Apple
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
34
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
Linguagem de alto nível
Uma linguagem é considerada de alto nível quando ela pode representar ideias
abstratas de forma simples, diferente da linguagem de baixo nível que representa
as próprias instruções de máquina.
Exemplo de linguagem de alto nível: Exemplo de linguagem de baixo nível:
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
35
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
Quarta Geração (1977 – 1991) – Surge a tecnologia da alta
escala de integração (LSI - Large Scale of Integration).
Pôde-se combinar até 65 mil componentes em uma só
pastilha de silício (chip).
• Surgimento dos processadores –  unidade central de
processamento.
• Sistemas operacionais como MS-DOS, UNIX, Apple
Macintosh foram construídos.
• Linguagens de programação orientadas a objeto como
C++ e Smalltalk foram desenvolvidas.
• Discos rígidos eram utilizados como memória
secundária.
• Impressoras matriciais, e os teclados com os layouts
atuais foram criados nesta época.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
36
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• Quinta Geração (1991 – dias atuais):
Os computadores da quinta geração
usam processadores com milhões
de transistores.
• Surgiram as arquiteturas de 64 bits.
• Os processadores que utilizam
tecnologias RISC e CISC.
• Discos rígidos com capacidade
superior a 7 TB.
• Pen-drives com capacidade de até 1
TB e utilização de disco ótico com
mais de 50GB de armazenamento.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
37
Gerações de computadores e os tipos de computadores 
• A quinta geração está sendo marcada
pela inteligência artificial e por sua
conectividade.
• Inteligência artificial e conectividade
juntas, precursam a IoT.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
38
Dúvidas
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
39
Pesquisa
• Fazer uma pesquisa sobre IoT (Internet das coisa).
• Histórico
• Conceitos e Tecnologias
• Exemplos de aplicações
• Equipes de até 5 alunos.
• Preparar uma apresentação power point para defesa da pesquisa (de 3 a 5
slides).
• Trazer o arquivo, não precisa imprimir.
• Entrega na próxima aula, 22/02/2019.
Elaborado por: Antonio Carlos de Castro da Silva, MSc
40
O temor do Senhor é o princípio da sabedoria, e o 
conhecimento do Santo a prudência. 
Provérbios 9:10