Evolução dos computadores

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ARQUITETURA E FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES
GRUPO: Laleska do Nascimento de Souza, Suellen Seiberlick Reis e Yuri Pachu Monsores
EVOLUÇÃO E AS GERAÇÕES DE COMPUTADORES: 1ª, 2ª e 3ª
Ao longo dos anos, muitos computadores de diversos tipos foram construídos. Os primeiros computadores eram totalmente mecânicos (geração zero). Com a evolução da elétrica e eletrônica os computadores também foram evoluindo.
A Segunda Guerra Mundial teve uma grande influência na evolução dos computadores. Em 1943, O COLOSSUS, um computador eletrônico criado pelo famoso matemático britânico Alan Turing para decifrar mensagens criptografadas por uma máquina chamada ENIGMA, ficou operacional. Contudo, esse feito ficou em sigilo por 30 anos. 
Dessa forma, a primeira geração de computadores, caracterizada pela utilização de válvulas, foi marcada pela criação do computador eletrônico ENIAC por Mauchley e seu aluno de pós-graduação, J. Presper Eckert. A proposta do computador foi aceita pelo exército norte americano em 1943, mas só ficou pronto em 1946, quando já era muito tarde para ser aplicado com o objetivo original de sua criação. 
Sobre o ENIAC:
Ele era constituído de 18.000 válvulas e 1.500 relés. O ENIAC pesava 30 toneladas e consumia 140 quilowatts de potência. Arquiteturalmente, a máquina possuía 20 registradores, cada um capaz de armazenar um número decimal de 10 dígitos. Sua programação era feita através de cerca de 6.000 chaves multiposicionais e de interconexão de um grande número de soquetes através de um verdadeiro emaranhado de cabos. (TANENBAUM, 1992, p.12)
Apesar de não ter sido utilizado na guerra, foi a partir da sua criação que outros computadores eletrônicos foram desenvolvidos. John von Neumann, uma das pessoas envolvidas no projeto ENIAC, pensava que a programação de computadores com um grande número de chaves e cabos era problemática e foi então que ele desenvolveu um novo tipo de máquina.
Ele mudou a lógica decimal para uma lógica binária, diminuindo a quantidade de válvulas. Seu projeto básico, foi utilizado no EDSAC, o primeiro computador com programa armazenado, e continua sendo a base de quase todos os computadores digitais.
Os transistores forem criados no final dos anos 40 e eram muito menores, gastavam muito menos energia, geravam menos calor e eram mais rápidos e confiáveis do que as válvulas. Eles causaram uma grande revolução na criação de computadores a partir do final dos anos 50 quando passaram a ser incorporados nos computadores, marcando então segunda geração.
Com a utilização dos transistores, os computadores ficaram cerca de 100 vezes menores que os da primeira geração. Além disso, ficaram muito mais econômicos, tanto em relação a consumo energético quanto em relação ao preço das peças. O processamento ainda era lento, porém já na ordem dos milissegundos. Foi também nessa época que os comandos dos computadores trocaram a linguagem de máquina para a linguagem Assembly que é utilizada até os dias de hoje.
Com a invenção do circuito integrado, dá-se início a terceira geração. Os circuitos integrados permitiram que vários transistores fossem colocados em apenas uma pastilha, o que tornou possível construir computadores ainda menores, mais rápidos e mais baratos que os da segunda geração. As duas variedades de circuitos integrados utilizados na terceira geração foram o SSI com cerca de 10 transistores por chip e o MSI com cerca de 100 transistores por chip.
A proximidade dos circuitos possibilitou um aumento na velocidade de processamento dos computadores, chegando à velocidade dos nanossegundos, e no número de operações simultâneas, além de um aumento na confiabilidade da máquina.
Em 1964, a IBM lançou um dos primeiros computadores a utilizar circuitos integrados; o IBM system 360. Apesar de ser grande e até mais pesado do que alguns modelos anteriores, era extremamente avançado para a época, o que fez com que as outras máquinas fossem consideradas obsoletas. Foi o primeiro modelo a apresentar o conceito de modularidade, ou seja, comprava-se módulos de acordo com a necessidade. 
O baixo custo desses computadores permitiu que várias empresas de médio porte, centros de pesquisas e universidades menores adquirissem um computador. O uso domiciliar no entanto ainda não era comum devido à dificuldade de aquisição, ao tamanho e robustez e a necessidade de muita energia para o resfriamento.
Diferenças entre a arquitetura de von Neumann e Harvard
Segundo MACÊDO (2012), a Arquitetura de von Neumann (de John von Neumann), é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados. A máquina de Neumann apresenta os seguintes componentes: memória, unidade aritmética e lógica (ALU), unidade central de processamento (CPU), registradores e uma Unidade de Controle (CU). 
Já a Arquitetura de Harvard baseia-se em possuir duas memórias diferentes e independentes em termos de barramento e ligação ao processador; assim o processador pode acessar as duas memórias simultaneamente, obtendo um desempenho melhor do que a da Arquitetura de von Neumann, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra.
Portanto, ainda conforme o mesmo autor, na arquitetura de Harvard têm-se a separação do armazenamento e o comportamento das instruções do CPU e os dados enquanto na arquitetura de Neumann utiliza-se o mesmo espaço de memória para dados e instruções. MACÊDO (2012) acrescenta que nos PC’s atuais é mais comum encontrar a arquitetura Von Neumann e nos microcontroladores a de Harvard, pois com Harvard há maior velocidade de processamento, porque enquanto a CPU processa uma informação, outra nova informação está sendo buscada, de forma sucessiva; entretanto, com a arquitetura Neumann uma única informação por vez é processada, visto que nessa tecnologia, execução e dados percorrem o mesmo barramento, o que torna o processo lento.
FIGURA 1 – ARQUITETURA DE VON NEUMMAN
FONTE: os autores
FIGURA 2 – ARQUITETURA DE HARVARD
FONTE: Os autores
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 3ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil LTDA, 1992
Disponível em <http://estudantesdeti.com.br/as-geracoes-dos-computadores/>. Acesso em 30 de novembro de 2018.
Disponível em <http://www.ifba.edu.br/professores/flaviamsn/docs/arq-aula3.pdf>. Acesso em 30 de novembro de 2018.
Disponível em <http://producao.virtual.ufpb.br/books/camyle/introducao-a-computacao-livro/livro/livro.chunked/ch01s02.html>. Acesso em 30 de novembro de 2018.
Disponível em <https://www.diegomacedo.com.br/arquitetura-von-neumann-vs-harvard/>. MACÊDO, D. Arquitetura Von Neumann Vs Harvard. 2012. Acesso em 04 de dezembro de 2018.
Disponível em < http://ww2.deinfo.ufrpe.br/sites/ww2.deinfo.ufrpe.br/files/artigos_aoc/Artigo%201%20-%20Nicolas%20Melo%20%28corrigido%29.pdf>. Acesso em 04 de dezembro de 2018.
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