História e Evolução dos Computadores

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1. INTRODUÇÃO
No presente estudo, estaremos abordando sobre a História e Evolução dos Computadores. Neste estudo, estaremos apresentando as gerações de computadores.
Debruçaremos também sobre alguns Hardwares. Aproveitando dizer que O hardware (pronúncia: 'rarduér') é um termo técnico (e anglicismo de engenharia eletrônica e engenharia mecânica) que foi traduzido para a língua portuguesa como equipamento, pode ser definido como um termo geral da língua inglesa que se refere a equipamentos físicos como chaves, fechaduras, dobradiças, trincos, puxadores, fios, correntes, material de canalização, ferramentas, utensílios, talheres, peças e máquinas.
No âmbito eletrônico, o termo "hardware" é bastante utilizado, principalmente na área de engenharia de computação, e se aplica à unidade central de processamento, à memória e aos dispositivos de entrada e saída. O trabalho trata-se do computador, da sua evolução e história e também de alguns dos seus componentes princípais.
2. COMPUTADOR
Computador é uma máquina capaz de variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados. Um computador pode possuir inúmeros atributos, dentre eles armazenamento de dados, processamento de dados, cálculo em grande escala, desenho industrial, tratamento de imagens gráficas, realidade virtual, entretenimento e cultura.
 No passado, o termo já foi aplicado a pessoas responsáveis por algum cálculo. Em geral, entende-se por computador um sistema físico que realiza algum tipo de computação. Existe ainda o conceito matemático rigoroso, utilizado na teoria da computação.
Assumiu-se que os computadores pessoais e laptops são ícones da Era da Informação; e isto é o que muitas pessoas consideram como "computador". Entretanto, atualmente as formas mais comuns de computador em uso são os sistemas embarcados, pequenos dispositivos usados para controlar outros dispositivos, como robôs, câmeras digitais ou brinquedos.
2.1. HISTÓRIA DO COMPUTADOR
Embora a primeira coisa a que podemos chamar “computador” tenho sido o ENIAC, inventado por volta de 1946, aquilo que conhecemos como computação começou uns bons anos antes.
O termo “computar” significa fazer cálculos, contar ou efectuar operações aritméticas, e portanto “computador” será o mecanismo ou aparelho que auxilia essa tarefa, com vantagens no tempo gasto e na precisão. No entanto os primeiros computadores não eram objectos, eram pessoas! Comecemos então com a história dos computadores…
2.1.1. Pré-História
O termo “computador” originalmente era nada mais nada menos que um título profissional utilizado para descrever seres humanos cujo trabalho era repetir cálculos necessários para “computar” coisas como tabelas de navegação ou posições planetárias para compêndios astronómicos.
Visto se tratar de um trabalho bastante aborrecido e demorado era necessário um objecto que pudesse facilitar este trabalho, tendo surgido então o ábaco, o auxílio primordial em computações matemáticas. Embora a invenção do ábaco seja erroneamente atribuída aos chineses, o ábaco mais antigo de que se tem registo remonta a 300 a.C. da autoria dos babilónios.
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Tábuas de Napier 
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)Em 1617 um escocês excêntrico chamado John Napier inventou logaritmos uma tecnologia que permite a multiplicação via adição, tendo posteriormente inventado tabelas alternativas onde os logaritmos era desenhados em pequenas barras ou botões de madeira. Esta invenção de Napier resultou também na invenção régua de cálculo na Inglaterra em 1632, que foi utilizada até 1960 pelos engenheiros responsáveis pelos programas da NASA que colocaram o homem na Lua. Em 1642, Blaise Pascal, aos 19 anos de idade, inventou o Pascaline como uma ferramenta para o seu pai que era um colector de impostos. Pasacaline era na realidade um contador mecânico que utilizava engrenagens para somas e multiplicações.
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Tear de Jacquard 
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)Em 1801, o francês Joseph Marie Jacquard inventou uma espécie de tear mecânico que podia alterar o seu movimento, e portanto o desenho do tecido, através de um padrão automaticamente “lido” de cartões de madeira perfurados estendidos num longa corda. Estes cartões perfurados passaram a ser utilizados desde então.
Em 1822, o matemático inglês Charles Babbage propôs uma máquina de calcular a vapor do tamanho de um quarto, ao qual chamou Difference Engine. Esta máquina era capaz de computar tabelas de números, como por exemplo tabelas de logaritmos. Visto que o Império Britânico se encontrava em expansão marítima, necessitava de acertos em inúmeros cálculos marítimos, e portanto está máquina vinha em boa altura. No entanto a sua construção mostrou-se difícil e dez anos depois o aparelho estava longe de ser terminado, tendo sido o projecto posteriormente abandonado.
Contudo Babbage não desistiu, tendo-lhe então surgido outra ideia, ao qual lhe chamou o Analytic Engine. Este dispositivo, do tamanha de uma casa e alimentado por 6 motores a vapor, seria de um propósito mais geral pois seria programável, devido à tecnologia dos cartões perfurados de Jacquard. No entanto foi Babbage que deu um importante salto intelectual relativamente aos cartões perfurados. No tear de Jacquard, a presença ou a falta de cada buraco no cartão físico permitia que um fio colorido passasse ou parasse, o que foi notado por Babbage, e conclui que esse padrão de buracos podia ser utilizado para representar uma ideia abstracta como uma frase problema ou os dados brutos necessários para resolver o problema. Tendo também concluído que não havia necessidade de a matéria do problema passar pelos buracos físicos. 
O que aconteceu foi que Babbage apercebeu-se que os cartões perfurados podiam ser utilizados como um mecanismo de armazenamento, guardando números computados para futuras referências. Devido à conexão ao tear de Jacquard, Babbage denominou as duas partes principais do Analytic Engine, “armazém” (Store) e “fábrica” ou “moinho” (Mill), termos utilizados na indústria da tecelagem. O Store era onde os números eram armazenados e o Mill era o que os convertia em resultados. Nos computadores modernos estas partes são chamadas de unidade de memória e CPU.
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Fita de papel perfurada 
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)O grande avanço tecnológico ocorreu nos EUA, onde era necessário fazer um censo à população, que, devido ao seu elevado número, necessitava de um aparelho para auxílio. Foi nesse contexto que Herman Hollerith inventou um mecanismo também baseado nos cartões perfurados de Jacquard. Esta invenção consistia num leitor de cartões que sentia os buracos nos mesmos, um mecanismo que fazia a contagem e uma grande superfície com indicadores para mostrarem os resultados da contagem.
A invenção e a técnica de Hollerith tiveram tanto sucesso que este acabou por construir uma empresa chamada Tabulating Machine Company, que, depois de várias aquisições, acabou por se tornar na International Business Machines, conhecida actualmente como IBM. A IBM rapidamente cresceu e os cartões perfurados começaram a ser utilizados para “tudo”, como por exemplo as famosas máquina das fábricas nas quais cada trabalhador perfurava o seu cartão para saber a hora de entrada e a hora de saída.
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Primeiro Bug 
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)Durante a Segunda Guerra Mundial, o exército dos EUA necessitava de algo que os ajudasse a resolver complicadas equações que determinavam factores como o arrastamento atmosférico, o vento, a gravidade, entre outros, que influenciavam os seus navios de combate. Esse desejo foi respondido com o computador Harvard Mark I, que foi construído pela pareceria criada entre Harvard e a IBM, em 1944. O Mark I foi o primeiro computador digital programável construído nos EUA, não sendo inteiramente electrónico. Um dos programadores primários do Mark I foi uma mulher de nome Grace Hopper. Foi ela quem encontrou o primeiro “bug”: uma traça morta que tinha entrado dentro do Mark I e cujas asas estavam a bloquear a leitura dos buracos na fita de papel. Em 1953, Grace Hopper inventou a primeira linguagem de alto nível, a “Flow-matic”, que eventualmente se tornou COBOL, a linguagem
mais afectada pelo infame problema Y2K.
Uma das primeiras tentativas para construir um computador electrónico e digital foi em 1937, por J.V. Atanasoff, um professor universitário de física e matemática. Em 1941 ele e um estudante seu construíram uma máquina que conseguia resolver 29 equações em simultâneo com 29 variáveis. No entanto não era programável sendo só apropriada para um tipo de problema matemático, por isso o projecto foi abandonado. No entanto, outro candidato a avô do computador actual foi o Colossus, construído durante a Segunda Guerra Mundial pelos Ingleses para tentar decifrar os códigos alemães. No entanto também não eram multi-propósitos, nem programável. Estes três últimos computadores fizeram importantes contribuições para o desenvolvimento da computação. E enquanto os americanos e os ingleses discutiam sobre quem fez primeiro o quê, um alemão chamado Konrad Zuse criou uma sequência de computadores de multi-propósitos na casa de seus pais, o primeiro ficou conhecido como Z1. Em 1941, o Z3 era provavelmente o primeiro computador digital operacional, de propósito múltiplo e programável. Zune reinventou o conceito de programação de Babbage e decidiu, por si próprio, utilizar representação binária ao invés da decimal utilizada por Babbage. Embora estas máquinas não fossem conhecidas foram da Alemanha, não tendo portanto influenciado o desenvolvimento da computação, a sua arquitectura era bastante idêntica à que é utilizada hoje, e para um país que naquele tempo não tinha acesso a quase nenhuns materiais, Zuse conseguiu uma obra impressionante para o pouco conhecimento que tinha de inventores de máquinas calculadoras e para a escassez de materiais.
2.2. GERAÇÕES DE COMPUTADORES – A EVOLUÇÃO
2.2.1. Primeira Geração
O antepassado de todos os computadores actuais é, sem dúvida, o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator). Este computador foi construído por dois professores universitários, John Mauchly e J. Presper Eckert, que foram financiados pelo departamento de guerra dos EUA depois de dizerem que conseguiam construir um máquina que substituiria a pessoas que calculavam as tabelas de disparo das armas de artilharia do exército. O ENIAC pesava 30 toneladas e utilizava mais de 18 000 válvulas electrónicas, utilizando também leitores de fitas de papel obtidos da IBM. 
Este computador era mais rápido que qualquer máquina que já tinha sido desenvolvida. Em 1945, por sugestão Von Neuman, o sistema binário foi adoptado em todos os computadores e as instruções e dados compilados passaram a ser armazenados internamente no computador. A partir daí, a álgebra de Boole passou a ser introduzida nos computadores e, em 1952, Mauchly e Eckert construíram o EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), a primeira máquina electrónica de processamento de dados.
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ENIAC 
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)Nos finais da década de 1950, os computadores já não eram dispositivos únicos de universidades ou laboratórios de pesquisa do governo. Eckert e Mauchly deixaram a Universidade na qual trabalhavam e decidiram montar a sua própria empresa. O seu primeiro produto foi o famoso UNIVAC (Universal Automatic Computer), o primeiro computador comercial produzido em massa. No entanto, visto Eckert e Mauchly não terem direitos sob o ENIAC, começaram a perder dinheiro e eventualmente a sua empresa faliu. Entre 1945 e 1951, o WHIRLWIND, desenvolvido no MIT, foi o primeiro computador a processar informações em tempo real, com entrada de dados a partir de fitas perfuradas e saída em CRT. Em 1947 o transístor é inventado por Bardeen, Schockley e Brattain, e em 1953, Jay Forrester desenvolve a memória magnética, dois eventos que vieram revolucionar a computação e iniciar a era da informação.
2.2.2. Segunda Geração
Esta geração trouxe computadores como o IBM 1401 e o Burroughs B 200. O primeiro computador composto com transístores foi o TRADIC DA Bell Laboratories. Em 1957, Von Neumann colaborou na construção de um computador avançado chamado MANIAC (Mathematical Analyser Numerator Integrator and Computer). Em 1958, o IBM TX-0 tinha um monitor de vídeo, sendo rápido e relativamente pequeno, possuindo ainda um dispositivo de saída sonora. O PDP-1, construído por Olsen, foi um processador de dados programável, no qual corriam jogos, tendo sido um enorme sucesso no MIT. Em 1959 a Texas Instruments criou o primeiro circuito integrado, o Jack Kilby. Esta segunda geração foi marcada pelo transístor, sendo que o que uma pessoa de nível médio levaria cerca de cinco minutos para multiplicar dois números de dez dígitos, o MARK I o fazia em cinco segundos, o ENIAC em dois milésimos de segundo, um computador com transístores em cerca de quatro bilionésimos de segundo e um computador a Terceira Geração em muito menos.
2.2.3. Terceira Geração
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Apple 1 
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)A Terceira Geração começou com algo desenvolvido pela Texas Instruments – o circuito integrado. Toda esta geração ocorreu na década de 60, de onde saiu, por exemplo, o Burroughs B-2500, que, ao contrário do ENIAC que podia armazenar até vinte números de dez dígitos, podia armazenar milhões de números. Durante esta geração surgiram conceitos como a “memória virtual”, “multiprogramação” e sistemas operativos complexos. Foi também nesta altura que surgiu o termo “software”. O primeiro mini computador comercial, o PDP-8, surgiu em 1965, tendo sido lançado pela DEC (Digital Equipment Corporation). 
Em 1970 a Intel introduziu no mercado um novo tipo de circuito integrado que viria a revolucionar mais uma vez um mundo da computação – o microprocessador. Desde então começaram a surgir os microcomputadores. Com a integração dos chips VLSI (Very Large Scale Integration), as coisas começaram a acontecer com uma maior rapidez e frequência. A Terceira Geração atingira o seu ponto alto. Em 1972 Bushnell lança o videojogo Atari e em 1974 Kildall lança o CP/M (Control Program for Microcomputers). E em 1975 surge o primeiro kit microcomputador que iria iniciar uma das fases mais produtivas da computação, o Altair 8800. No mesmo ano, Paul Allen e Bill Gates criam a Microsoft e o primeiro software para microcomputadores: uma adaptação BASIC do Altair e, em 1977, Steve Jobs e Steve Wozniak criam o microcomputador Apple, a RadioShack cria o TRS-80 e a Commodore desenvolve o PET. Em 1978 surge o primeiro programa comercial, o Visicalc, da Software Arts e no ano seguinte Rubinstein começa a comercializar o software Wordstar e Paul Lutus produz o Apple Writer. Três grandes computadores criados no seguimento destes eventos foram o Sinclair ZX81/ZX Spectrum, o Osborne 1 e o IBM PC/XT.
2.2.4. Quarta Geração
Esta geração surgiu com o decorrer da tecnologia dos circuitos integrados LSI (Large Scale Integration) e VLSI (Very Large Scale Integration). Durante este tempo surgiu também o processamento distribuído, o disco óptico e o microcomputador passou a ser grandemente difundido, que passou a ser utilizado para processamento de texto, cálculos auxiliados, entre outras funções. Em 1982 surge o 286, que utilizava memória de 30 pins e slots ISA de 16 bits, vindo já equipado como memória cache para auxiliar o processador, utilizando também monitores CGA. Em 1985, o 386 também utilizava memória de 30 pins mas devido à sua velocidade de processamento já podia correr softwares gráficos mais avançados, como o caso do Windows 3.1, contando também com placas VGA que podiam atingir as 256 cores. Em 1989 surgiu o 486 DX, a partir do qual o coprocessador matemático vinha embutido no prórpio processador, existindo também uma melhoria a nível da velocidade devido à memória de 72 pins e às palcas PCI de 32 bits. Neste momento os equipamentos já tinham capacidade para as placas SVGA que podiam atingir até 16 milhões de cores, sendo esta função usada comercialmente com o surgimento do Windows 95.
2.2.5. Quinta Geração
As aplicações estão a exigir cada vez mais uma maior capacidade de processamento e armazenamento de dados. Uma das principais características desta geração é a simplificação e miniaturização do computador,
além de melhor desempenho e maior capacidade de armazenamento, e ainda os preços cada vez mais acessíveis. A tecnologia VLSI está a ser substituída pela ULSI (Ultra Large Scale Integration). O conceito de processamento está a partir para a execução de muitas operações em simultaneo pelos computadores. A redução dos custos de produção e do volume dos componentes permitiram a aplicação destes computadores nos chamados sistemas embutidos, que controlam aviões, navios, automóveis e computadores de pequeno porte. Os computadores que utilizam a linha de processadores Pentium, da Intel, são exemplos desta geração. Em 1993 surge o Pentium e as grandes mudanças neste período ficariam por conta das memórias DIMM de 108 pinos, do aparecimento das placas gráficas AGP e de um melhoramento da slot PCI, melhorando ainda mais seu desempenho. No ano de 1997 surge o Pentium II, em 1999 o Pentium III e em 2001 o Pentium 4. Não houveram grandes novidades após 1997, sendo que as mudanças ficaram por conta dos cada vez mais velozes processadores.
2.3. Próxima Geração
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Computador Quântico 
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)A IBM anunciou a construção do mais avançado computador quântico do mundo. A novidade representa um grande passo em relação ao actual processo de fabricação de chips com silício que supostamente deve atingir o máximo de sua limitação física de processamento dentro 10 a 20 anos. O computador quântico utiliza, ao invés dos tradicionais microprocessadores de chips de silício, um dispositivo baseado nas propriedades físicas dos átomos, como por exemplo o sentido do seu movimento, para contar números um e zero, chamados qubits (quantic + bits), em vez de cargas eléctricas como nos computadores actuais. 
Outra característica é que os átomos também podem se sobrepor, o que permite ao equipamento processar equações a uma velocidade muito mais rápida. Isaac Chuang, pesquisador encarregue da equipa de cientistas da IBM, e Universidades de Stanford e Calgary, afirma que os elementos básicos dos computadores quânticos são os átomos e as moléculas. Segundo estes pesquisadores, cada vez menores, os processadores quânticos começam onde os de silício acabam. Chuang acrescentou ainda que a computação quântica começa onde a lei de Moore termina, por volta de 2020, quando os itens dos circuitos terão o tamanho de átomos e moléculas. Esta lei de Moore diz que o número de transístores colocados em um chip dobra a cada 18 meses. 
Quanto maior a quantidade de transístores nos chips, maior a velocidade de processamento. Essa teoria tem se confirmando desde a sua formulação. No entanto o computador quântico da IBM é um instrumento de pesquisa e não estará disponível nos próximos anos. As possíveis aplicações para o equipamento incluem a resolução de problemas matemáticos, buscas avançadas e criptografia, o que já despertou o interesse do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, como seria de esperar.
3. CONCLUSÃO
Feita a abordagem da temática, chegamos a concluir que os primeiros computadores da década de 1940 possuíam somente dois níveis de linguagem de programação: o nível da linguagem de máquina, no qual toda a programação era feita, e o nível da lógica digital, onde os programas eram efetivamente executados. Com Wilkes, em 1951, surgiu a ideía de se projetar um computador a três níveis, a fim de se simplificar o hardware. 
Esta máquina tinha um programa denominado interpretador armazenado permanentemente, cuja função era executar os programas em linguagem de máquina. O hardware assim poderia ser simplificado: teria apenas que executar um pequeno conjunto de microinstruções armazenadas, ao invés de todo o programa em linguagem de máquina, o que exigia menos circuitos eletrônicos. A partir daí começam a evoluir as linguagens e as arquiteturas das máquinas, impulsionadas, principalmente, pelo aparecimento de um novo conceito na História da Computação
4. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
http://www.computersciencelab.com/ComputerHistory/History.htm
http://www.mansano.com/beaba/hist_comp.aspx
http://www.ideafinder.com/features/smallstep/computing.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing
http://www.gametotal.com.br/2009/02/historia-da-placa-mae-e-seus-recursos/
http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_memory 
http://www.ime.usp.br/~weslley/memoria.htm#tipo
http://en.wikipedia.org/wiki/Video_card#Digital_Visual_Interface_.28DVI.29 
http://en.wikipedia.org/wiki/Graphical_user_interface#History