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Fundamentos Fundamentos 
da Computação:da Computação:
História da História da 
ComputaçãoComputação
Fundamentos Fundamentos 
da Computação:da Computação:
História da História da 
ComputaçãoComputaçãoComputaçãoComputação
AlfioAlfio Martini Martini ––
FacinFacin -- PUCRSPUCRS
ComputaçãoComputação
AlfioAlfio Martini Martini ––
FacinFacin -- PUCRSPUCRS Charles Babbage
Objetivos
• Relacionar as gerações da tecnologia 
da computação.
• Identificar as principais inovações 
que caracterizam cada uma delas.
• Identificar as principais inovações 
que caracterizam cada uma delas.
História da Computação
• Computadores (Conceitos)
• Primeiros Dispositivos
• As Gerações• As Gerações
– Hardware e Máquinas
– Software e Linguagens de Programação
• Comentários Finais
Conceitos de Computador
• Um computador é qualquer dispositivo 
utilizado para processar informação 
de acordo com um procedimento bem-
definido.definido.
• Conceito originalmente utilizado para 
descrever pessoas empregadas para 
fazer cálculos aritméticos.
Conceito Universal de 
Computador
• A noção moderna assume o conceito 
de propósito-geral e universal, isto é, 
dada a capacidade de programação, 
qualquer computador pode emular o qualquer computador pode emular o 
comportamento de qualquer outra 
máquina.
Modelo Universal de Computador: 
Máquina de Turing
• Uma máquina de Turing é 
um modelo abstrato de 
computador que formaliza 
as noções de 
armazenamento e execução armazenamento e execução 
de programas.
• Introduzido em 1936 por 
Alan Turing de forma a 
caracterizar precisamente 
a noção de algoritmo.
Componentes da Máquina 
de Turing
• Tape (Fita)
• Cabeçote do Tape
• Unidade de Controle• Unidade de Controle
• Conjunto de Instruções (Programa)
Máquina de Turing
.... ....
Tape
Unidade de
Controle
Cabeçote do Tape
Células
Máquina de Turing para 
binários pares
Tese de Turing (válida 
até os dias de hoje....)
• “Qualquer modelo prático de 
computação tem que ser equivalente 
ou então ser um subconjunto das 
capacidades de computação de uma capacidades de computação de uma 
Máquina de Turing”.
• Limite = Turing-Completo
Primeiros Dispositivos
• Ábaco: Utilizado na 
antiguidade (do Egito a China) 
por comerciantes para fazer 
operações aritméticas.
• Com um ábaco, você utiliza as 
contas em um fio para contas em um fio para 
representar os números 
(dados) e segue as regras de 
adição, subtração, etc.
• Continuou sendo utilizado até 
a invasão das calculadoras de 
bolso (4000 anos de uso).
Somando com o Ábaco
• O ábaco (que estaremos 
utilizando) é formado por 8 
colunas divididas em duas 
partes: inferior e superior.
•Cada coluna possui 9 pedras. •Cada coluna possui 9 pedras. 
•As pedras dispostas na parte 
superior representam um 
banco de dados.
•As pedras dispostas na parte 
inferior representam um valor 
numérico (neste caso 543).
Somando com o Ábaco
• Note que da esquerda para a direita, 
cada coluna representa uma potência 
de base 10.
• Temos as colunas das unidades, • Temos as colunas das unidades, 
dezenas, centenas, etc.
• O valor zero é representado pela 
ausência de pedras na respectiva 
coluna inferior.
Somando com o Ábaco
• Inicialmente represente o valor A no ábaco.
• Em seguida, acrescente em cada uma das colunas, 
o número de pedras necessários para formar o 
valor B.valor B.
• Caso não existam pedras suficientes em uma 
determinada coluna, acrescente uma pedra na 
coluna seguinte, e remova da coluna anterior o 
número de pedras que foi acrescido em excesso.
Somando com o Ábaco
• Considere a soma 27+5.
• Primeiramente, colocamos o 
valor 27 na coluna inferior.
• Como não é possível somar o 
valor 7 ao valor 5 (só há duas valor 7 ao valor 5 (só há duas 
pedras restantes na primeira 
coluna), colocamos mais uma 
na coluna seguinte.
Somando com o Ábaco
• Entretanto, ao colocarmos 
mais uma pedra na segunda 
coluna, estamos na realidade 
somando mais 10 ao valor 27.
• Isto significa que somamos 5 
unidades em excesso.
• Isto significa que somamos 5 
unidades em excesso.
Somando com o Ábaco
• Desta forma, estas cinco 
unidades adicionais 
precisam ser retiradas da 
primeira coluna.
• Após a remoção do • Após a remoção do 
excesso, temos o resultado 
desejado, que é 32.
Primeiros Dispositivos 
• O Tear de Jacquard (séc. 
XIX, 1801): Tear que podia 
ser programado com 
cartões perfurados. Estes 
cartões controlavam o 
padrão do tecido no padrão do tecido no 
material.
• Responsável pela 
automatização da indústria 
têxtil.
Primeiros Dispositivos
• Máquina de Diferenças de 
Babbage (1822-1832): Projeto 
(não finalizado) de uma máquina 
baseada engrenagens similares 
aos mecanismos de um relógio.
• Se funcionasse, a maquina 
calcularia tabelas matemáticas 
(raízes de polinômios) e (raízes de polinômios) e 
imprimiria os resultados (em 
uma placa de cobre).
• Ao custo de US$ 1 milhão, foi 
construído em 1991 uma 
máquina de diferenças no Museu 
de Ciências de Londres.
Primeiros Dispositivos 
• Máquina Analítica de Charles Babbage (1837): 
Plano de um computador mecânico de propósito-
geral, que empregava cartões perfurados para 
entrada e vapor para fornecer a força necessária. 
• Possuía quatro componentes: memória (1000 
palavras de 50 dígitos decimais), unidade 
processadora (lia e gravava na memória e realizava 
operações aritméticas) e unidades de entrada e 
saída (cartões perfurados).
• Linguagem de Programação similar a linguagens de 
saída (cartões perfurados).
• Linguagem de Programação similar a linguagens de 
máquina modernas (com laços e condicionais)!
• Planos corretos, mas falta de precisão da tecnologia 
mecânica da época fizeram com que o projeto nunca 
fosse implementado.
• Babbage gastou grande parte de sua fortuna neste 
projeto, terminando sua vida só e esquecido.
Primeiros Disposistivos
• Parte da Máquina 
Analítica na época da 
morte de Charles 
Babbge (1871)
Primeiros Dispositivos
• Máquina de Classificação de 
Hermann Hollerith (1880-1890): 
Como motivação principal, a 
necessidade de automatizar o censo 
americano (o de 1880 levou sete 
anos).anos).
• As respostas das perguntas do 
censo eram codificadas em cartões 
perfurados.
• Censo de 1890 foi concluído em 2 
anos e meio.
Primeiros Dispositivos
• Computadores com capacidades 
específicas e não programáveis
– Máquina de Diferenças (Babbage). Nunca 
chegou a funcionar satisfatoriamentechegou a funcionar satisfatoriamente
– Máquina de Classificação (Hollerith)
• Computadores com capacidades 
específicas e programáveis:
– Tear de Jacquard
Primeiros Dispositivos
• Computadores Turing-Completo
– Máquina Analítica de Babbage
• Problema = Nunca foi construído
• Considerado o primeiro computador universal • Considerado o primeiro computador universal 
da História.
Gerações na História da 
Computação
• Primeira (1945-1955)
• Segunda(1955-1965)
• Terceira (1965-1980)• Terceira (1965-1980)
• Quarta (1980-????)
Primeira Geração -
Causas
• Surgiu com a necessidade de 
desenvolvimento causada pela segunda 
Guerra Mundial (cálculos complexos).
• Invenção de válvulas a vácuo, capacitores e 
relés.
• Invenção de válvulas a vácuo, capacitores e 
relés.
• Componentes elétricos e eletrônicos 
começam a substituir componentes 
mecânicos
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• O hardware era essencialmente baseado 
em circuitos construídos com base na 
fiação eletrônica, e equipados com tubos 
de vácuo e relés.de vácuo e relés.
• Entrada de dados e memória não-volátil era 
fornecida através de cartões perfurados e 
fitas magnéticas, respectivamente. 
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• Computador Z3 de Konrad 
Zuse.
• Primeira máquina construída 
e que era Turing-Completa.
• Permitia cálculos com 
números binários e em ponto 
• Permitia cálculos com 
números binários e em ponto 
flutuante.
• Zuse trabalhou para os 
nazistas, que utilizaram seu 
projeto para a produção de 
mísseis guiados.
Primeira Geração –
Hardwaree Máquinas
• Computador de Atanasoff 
Berry (ABC).
• Computador não 
programável, de propósito 
específico.específico.
• Máquina experimental 
para solução simultânea 
de sistemas de equações 
lineares.
• Máquina eletrônica 
(válvulas a vácuo).
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• Harvard Mark I: 
Primeiro computador 
eletro-mecânico 
construído pela IBM de 
propósito-geral (1939-
1944).
propósito-geral (1939-
1944).
• Completado em 1944.
• Influenciado pela 
Máquina Analítica
• Não era Turing 
Completo.
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• ENIAC: [Eletronic 
Numerical Integrator 
and Calculator] (1941-
1945): Era programável e 
de propósito-geral. 
Totalmente eletrônico.Totalmente eletrônico.
• Entretanto, a 
programação era feita 
pelo completo rearranjo 
de toda a fiação 
eletrônica (modificação 
física).
• Turing-Completo
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• ENIAC: Considerado pelos historiadores o 
primeiro computador eletrônico digital de 
grande porte.
• ENIAC: Pesava 30 toneladas e utilizava • ENIAC: Pesava 30 toneladas e utilizava 
cerca de 18.000 válvulas a vácuo.
• Consumia tanta energia, que ocasionava 
queda de intensidade na energia de cidades 
vizinhas toda vez que era ligado.
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• EDVAC[1949-1952] 
(Electronic Discrete 
Variable Automatic 
Computer): Primeiro 
computador realmente 
construído com a construído com a 
capacidade de 
armazenamento de 
programas e dados na 
memória [idéia de Von 
Neumann].
• A arquitetura de Von 
Neumann é usada até hoje.
Arquitetura de Von Neumann
Memória
E
Unidade Controle
S
ACUM
ULA
John Von Neumann
• John Von Neumann: 
Matemático húngaro que 
inventou o conceito de 
computador com programa 
armazenado.armazenado.
• Programas e dados podem ser 
armazenados no mesmo 
espaço.
• Portanto, a máquina pode 
alterar tanto o seu programa 
como os seus dados.
Primeira Geração –
Hardware e Máquinas
• UNIVAC (1951): Universal 
Automatic Computer. Primeiro 
computador comercial 
produzido em massa.
• Foram vendidas 46 unidades, 
ao preço de U$ 1 milhão cada.ao preço de U$ 1 milhão cada.
• Utilizava em torno de 5200 
válvulas a vácuo. Utilizava 
tape magnético para entrada 
de dados
Primeira Geração –
Software e Linguagens 
• Até o ENIAC, programação era feita 
diretamente pela alteração de fiação 
eletrônica.
• A partir do EDVAC, programação • A partir do EDVAC, programação 
feita com linguagem de máquina.
Segunda Geração –
Hardware e Máquinas
• Primeiro passo: Invenção 
do transistor em 1947.
• Um transistor é um 
pequeno dispositivo 
eletrônico, também 
utilizado para controlar o 
eletrônico, também 
utilizado para controlar o 
fluxo de eletricidade em 
um circuito eletrônico.
Segunda Geração –
Hardware e Máquinas
• Um transistor possui uma fração 
mínima do peso, do consumo de 
energia e da troca de calor de uma 
válvula a vácuo.válvula a vácuo.
• Computadores são menores, mais 
confiáveis, e mais rápidos.
Segunda Geração –
Hardware e Máquinas
• IBM 1401: mainframe de bastante sucesso 
para aplicações comerciais, o qual vendeu 
mais de 12.000 unidades.
• IBM System/360: Podia executar • IBM System/360: Podia executar 
aplicações comerciais e científicas, e 
possibilitava a utilização de linguagens de 
programação de alto nível.
Segunda Geração – Software e 
Linguagens de Programação
• Surgimento das linguagens:
– FORTRAN (Formula Translator)
– COBOL (Common Businness Oriented 
Language)Language)
– APL (A Programming Language)
– PL/I (Programming Language I)
– Algol (Algorithmic language)
• Invenção dos compiladores
Terceira Geração –
Hardware e Máquinas
• Invenção do Circuito Integrado (1958): 
Muitos transistores e circuitos eletrônicos 
em uma única placa (chip) de silício.
• Integração em pequena escala: 20-30 
transistores por chip.
• Integração em pequena escala: 20-30 
transistores por chip.
Terceira Geração –
Hardware e Máquinas
• Desenvolvimento do minicomputadores
• Início da utilização dos computadores por 
empresas menores (ao invés de 
organizações governamentais).organizações governamentais).
• Alguns minicomputadores cabiam dentro do 
porta-malas de um carro.
• Surgimento de companhias importantes 
como HP e DEC.
Terceira Geração – Software e 
Linguagens de Programação
• Desenvolvimento de sistema 
operacional multitarefa (via time-
sharing).
• Criação do UNIX.• Criação do UNIX.
• Surgimento do Basic, C e Pascal.
Quarta Geração –
Hardware e Máquinas
• Criação do circuito integrado em 
larga escala (VLSI).
• Criação da Apple Computer Inc. em 
1977.
• Criação da Apple Computer Inc. em 
1977.
Quarta Geração –
Hardware e Máquinas
• Introdução do Intel 4004 (1971). Primeiro 
processador em um chip.
• Introdução do processador 8080 pela Intel 
(1974). Cérebro do primeiro PC, o Altair, que era 
equipado com um interpretador BASIC, escrito equipado com um interpretador BASIC, escrito 
por Bill Gates.
• Introdução do IBM PC em 1981 com Intel 8088.
• Surgimento do Apple Machintosh, em 1984.
Quarta Geração – Software e 
Linguagens de Programação
• Surgimento do DOS em 1980.
• Turbo Pascal pela Borland em 1984.
• Interfaces Gráficas a partir de 1984, • Interfaces Gráficas a partir de 1984, 
com o Apple Machintosh.
• Lançamento do Windows em 1985 
(interface gráfica para o DOS).
Quarta Geração – Software e 
Linguagens de Programação
• Linguagens de Programação:
– Prolog (70´s)
– SmallTalk (70´s)
– Ada (70´s)– Ada (70´s)
– C++ (80´s)
– Java, JavaScript (1991,1995)
Comentários Finais
• Os computadores são tão antigos quanto a 
própria civilização.
• Os predecessores mais importantes da 
tecnologia da computação foram o tear tecnologia da computação foram o tear 
programado por cartões, de Jacquard 
(século XIX), e a Máquina Analítica de 
Babbage.
Comentários Finais
• O primeiro computador digital eletrônico em larga 
escala, o ENIAC, constituiu a base para a 
indústria da computação moderna.
• O conceito de programa armazenado incentivou o 
crescimento da indústria de computação, porque crescimento da indústria de computação, porque 
permitia que os clientes alterassem facilmente as 
funções do computador, executando um programa 
diferente.
Comentários Finais
• Os computadores da primeira geração utilizavam válvulas a 
vácuo e precisavam ser programados em linguagem de 
máquina.
• Os computadores da segunda geração introduziram os 
transistores e as linguagens de programação de alto nível, 
como COBOL e FORTRAN.
transistores e as linguagens de programação de alto nível, 
como COBOL e FORTRAN.
• Os computadores da terceira geração introduziram os 
circuitos integrados, que reduziram os custos e lançaram a 
indústria de minicomputadores.
Comentários Finais
• As inovações-chave incluíram o compartilhamento 
de tempo, as redes de longa distância e as redes 
locais.
• A quarta geração de computadores utiliza os 
microprocessadores (circuitos integrados em larga microprocessadores (circuitos integrados em larga 
escala). As inovações-chave incluem computadores 
pessoais, a interface gráfica com o usuário e o 
crescimento da rede de computadores