Histórico dos Computadores - Gerds

Transcrição

Funcionamento do computador - Evolução
Universidade Tuiuti do Paraná – UTP
Faculdade de Ciências Exatas - FACET
Tecnologia de Análise e Desenvolvimento de Sistemas
Hardware de Computadores
Prof. André Luiz
1
Aula 1
Conceitos Básicos de Informática
2
Informática
Informática é a ciência que estuda o
tratamento automático e racional da informação.
INFORMÁTICA? Essa palavra
é a conjunção da expressão
informação automática:
INFORmação + autoMÁTICA
3
“ A automatização dos processos
empresariais é um movimento
definitivo e crescente.
A globalização tem empurrado as empresas nessa
direção, onde quem fica à margem perde
competitividade. A Tecnologia da Informação tem
possibilitado essa mudança.
O computador é o agente central dessa tecnologia.”
Profa. Karina Buttignon
4
O que é um computador?
5
Computador é uma máquina capaz de
executar variados tipos de tratamentos
automáticos de informações
ou processamento de dados.
Processamento de dados?
Entrada (dado) – Processamento – Saída (Informação)
6
“Computador digital é uma máquina capaz
de solucionar problemas através da
execução de instruções que lhe
são fornecidas.”
Tanenbauw, Andrew
Organização Estruturada de Computadores
7
No sentido mais amplo, um
computador é qualquer equipamento ou
dispositivo capaz de armazenar e
manipular, lógica e matematicamente,
quantidades numéricas representadas
fisicamente.
Exemplos de computadores:
Ábaco, calculadora, computador analógico,
computador digital.
8
E no dicionário?
Aquele que faz cômputos ou que calcula;
Máquina à base de circuitos eletrônicos
que efetua grandes operações e cálculos
gerais, de maneira ultra rápida.
Máquina constituída de componentes eletrônicos
que é capaz de manipular informações de forma
eficiente (com alta velocidade e precisão).
9
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.
10
Hardware x Software
Firmware x Peopleware
?
11
Hardware
Parte física do computador, ou seja, é o conjunto de
componentes eletrônicos, mecânicos, circuitos
integrados e placas que se comunicam através de
barramentos.
12
Software
Parte
lógica, conjunto de
processados pelo Hardware.
instruções
e
dados
O Software ainda é dividido em camadas e pode ser
classificado como software livre, aberto ou proprietário.
13
Firmware
Conjunto
diretamente
eletrônico
de instruções operacionais programadas
no Hardware de um equipamento
14
Peopleware
Nerds / Usuários
(também conhecido como usuário, alguns autores
classificam como pessoas.)
15
Unidades / Escalas
Muitos acrônimos são utilizados para definir diversos
termos técnicos. As unidades que medem freqüência,
tensão, força, dados armazenados, etc...
16
Dados armazenados
bit, Byte, KB, MB, GB, TB ...
... mas o que significa essa sopa de
letrinhas?
17
bit (b) = menor unidade de informação (0,1)
Byte (B) = conjunto de 8 bits (11111111)
1
1
1
1
KiloByte
MegaByte
GigaByte
TeraByte
= 1024 Bytes
= 1024 KBytes
= 1024 MBytes
= 1024 Gbytes
Palavra = conjunto de 2, 4, 8, 16, 24, 32 ou 64 bits que
representa uma informação útil.
18
Freqüência
Hz, KHz, MHz, GHz …
Indica a repetição de qualquer fenômeno em
um período de tempo (freqüência é o número
de ocilações em um segundo)
19
Hertz
1
-
Quilohertz
10-3
Megahertz
10-6 -
Gigahertz
10-9
uma instrução por segundo.
1 KHz = 1000 Hz
milhões de instruções por segundo.
20
Taxa de transferência /
Largura de banda
Megabits por segundo (mbps)
MegaBytes por segundo (Mbps)
MegaTransfers por segundo (MT/s)
21
Arquitetura Aberta
(IBM PC – Personal Computer - 1981)
x
Arquitetura Proprietária
22
Histórico e Evolução dos
Computadores
23
Histórico dos Computadores
• 1642 - Blaise PASCAL: 1ª máquina de somar
• 1801 - Joseph Marie JACQUARD: 1ª máquina de tecelagem
controlada por cartões de couro perfurados.
• 1812 - Charles BABBAGE: 1ª máquina de calcular de 4 operações.
• 1880 - censo EUA: 7,5 anos
• 1890 - censo EUA: estimativa  11 anos apuração  2,5 anos
• 1896 - Hermann HOLLERITH: Tabulating Machine Company.
• 1911 - Computing-Tabulating Recording Company.
• 1924 - International Business Machines (IBM).
• 1927 - Sperry Rand Corporation.
• 1946 - ENIAC: 1º computador eletrônico à válvula
24
• Origens e Histórico dos Computadores
• Ábaco
Então foi criado, há aproximadamente 4.000 a.C., um aparelho
muito simples formado por uma placa de argila onde se escreviam
algarismos que auxiliavam nos cálculos. Esse aparelho era
chamado de ÁBACO - palavra de origem Fenícia.
Cerca de 200 a.C., o Ábaco era constituído por uma moldura
retangular de madeira com varetas paralelas e pedras deslizantes.
25
Estrutura de Napier - 1550
John Napier idealizou um dispositivo baseado em bastões
com números, capazes de multiplicar e dividir
26
• 1500 – Calculadora Mecânica – Leonardo da
Vinci;
• 1621 – Régua de Cálculo precursora da
calculadora eletrônica;
27
Máquina para multiplicar - 1623
•
•
•
Idealizada por
Wilhelm
Schickard
Realizava
operações de
multiplicação,
através de rodas
dentadas.
Multiplicação
realizada através
de somas
sucessivas
28
• 1642 – Blaise Pascal propôs a máquina aritmética
Pascalina;
29
Régua de Cálculo - 1650
•Criada pelo atrônomo inglês Edmund Gunter, implementada
pelo Reverendo William Oughtred e aperfeiçoada pelo Prof. de
Geometria Amédée Mannheim, em 1850 (França)
•Possui uma régua deslizante sobre uma base fixa, com
Oughtred
escalas logarítmicas para a realização de diversas operações
•Utilizada até a década de 70
30
Régua de Cálculo
Régua de Cálculo
1,3
2,6
31
Máquina aritmética de Morland - 1666
• Samuel Morland (Inglaterra)
• Máquina mecânica
•
•
operações de soma e subtração
Em 1672 publicou “The
Description and Use of Two
Arithmetic Instruments”, que
descrevia a máquina de Napier
aperfeiçoada.
32
• 1671 – o alemão Gottfried Leibniz ampliou a Pascalina
para operações de divisão;
33
Calculadora de Hahn – 1779 (Philip Matthäus Hahn)
Máquina de calcular capaz de realizar somas, subtrações,
multiplicações e divisões
34
• 1800 – Jacquard inventou os cartões perfurados
para máquinas de tecelagem;
35
Tear automático de Jaquard
Possuía uma entrada de
dados através de
cartões perfurados
que controlavam a
confecção dos tecidos
e dos desenhos
Primeira máquina
mecânica
programada
36
37
38
39
• 1822 – Charles Babbage criou a máquina diferencial,
calculava funções trigonométricas e logaritmas;
40
Máquina de Diferenças de Babbage - 1822
Dispositivo mecânico
baseado em rodas
dentadas para
avaliação de funções e
obtenção de tabelas.
41
Máquina de Diferenças de Babbage
Museu de
Ciências
(Londres)
42
Máquina Analítica de Babbage - 1833
•Dispunha de programa,
memória, unidade de
controle e periféricos de
entrada e saída
•Cálculo automático de
tabelas de logaritmos e
funções trigonométricas
•Devido a esse projeto
•Babbage é considerado
•Um dos pais da informática
43
• Charles Babbage criou a máquina analítica,
sendo considerado o primeiro projeto de
computador do mundo;
44
• Em 1991 o museu de Ciência de Londres
construiu uma versão
• Babbage completou 21 desenhos de sua
Máquina Analítica
• Poucos Bugs!
• Ferramentas e Material da época
– FUNCIONOU !!
45
Máquina Analítica de Babbage
46
Augusta Ada Byron
(Condessa Ada Lovelace)

1842 : Augusta Ada Byron
(Condessa de Lovelace) apresenta
certos aspectos da aritmética binária
utilizados 100 anos depois por Von
Neumann

Considerada a primeira programador
da história por seus trabalhos na
máquina analítica de Babbage, o
qual conheceu em 1832.
47
Ada Augusta (1815-1852), Lady Lovelace,
filha do poeta Lord Byron, era matemática
amadora entusiasta. Ada tornou-se a
primeira programadora, escrevendo séries
de instruções para o engenho analítico.
Ada inventou o conceito de subrotina: uma
seqüência de instruções que pode ser
usada várias vezes em diferentes contextos.
Ela descobriu o valor das repetições - os
laços (loops): deveria haver uma instrução
que retornasse a leitora de cartões a um
cartão específico, de modo que a seqüência
pudesse ter sua execução repetida.
Ela sonhava com o desvio condicional: a
leitora de cartões desviaria para outro
cartão "se" alguma condição fosse
satisfeita. .
48
George Boole
(Lincoln, England 02/11/1815 - 08/12/1864)
George Boole
(Lincoln, England 02/11/1815 - 08/12/1864)
49
George Scheutz
George Scheutz
50
• 1886 – Herman Hollerith cria máquina para
tabular os dados;
51
Em 1890, época do censo dos EUA, Hermann Hollerith,
aperfeiçoou os cartões perfurados (aqueles utilizados por
Jacquard) e inventou máquinas para manipulá-los,
conseguindo com isso obter os resultados em tempo recorde, 3
anos depois.
52
Auxílios Mecânicos Automáticos
• Os dados do censo (que ocorre a cada 10 anos)
de 1880 dos EUA levaram quase 8 anos para
serem processados
• Temia-se que os dados do censo de 1890 não
estivessem processados em 1900
• Herman Hollerith (estatístico) foi encarregado
pela Agência Estatística dos EUA de
desenvolver uma técnica para acelerar o
processamento dos dados do censo
53
• Hollerith usou a idéia
de Jackard e construiu
a Perfuradora de
Cartões
• os dados eram
perfurados em cartões
que podiam ser
classificados por meio
de pinos que passavam
pelos furos
54
Em função dos resultados obtidos, 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.
55
Máquina milionária de Steiger - 1893
Primeira calculadora a obter sucesso comercial, utilizada em transações
e cálculos científicos
56

1914: Leonardo Quevedo constrói uma máquina que
simula os movimentos das peças de xadrez

1936: Alan Turing desenvolve a teoria de uma
máquina capaz de reolver qualquer tipo de problema.
Teve início a Teoria Matemática da Computação

algoritmo representa um processo

Surge a Teoria da Computabilidade
–
estudos para encontrar formas de descrição e representação
de processos através de algoritmos
57
• 1924 – nasce a IBM;
• 1931 – primeiro computador analítico
construído pelo MIT;
• 1934 – primeiro teclado criado por Dvorak;
58
Calculadoras
• Décadas de 1930 e 1940: os “Anos
Efervescentes”
Efervescentes
• Vários projetos simultâneos:
• Konrad Zuse
– 1936-1938 surge o Z1
– 1941 é concluído o Z3,
Z3 primeira calculadora
universal controlada por um programa
• 2600 relés
• Memória: 64 números de 22 bits (4194304)
59
Calculadoras
• Konrad
Zuse Z1
Deutsches
Museum
em Munich
60
• Enigma
“O orgulho alemão
1932, Marian Rejewski
Codebreaker polones
desvenda o segredo
dos rotores
1939, Ensina os Ingleses
61
• 1936 – Howard Haiken convence a IBM a
desenvolver o primeiro computador
eletromecânico, o MARK I, usava o
sistema decimal;
62
Primeiro computador eletromecânico (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), o 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
uma soma em 0,3 s
uma multiplicação em 0,4 s
uma divisão em cerca de 10 s
63
64
• Harvard Mark 1
65
1938: Claude Shannon aplica a Teoria da
Álgebra de Boole na representação de
circuitos lógicos
66
• 1939 – primeiro computador eletrônico
digital – ABC – usou válvulas para os
circuitos lógicos;
67
68
Nesta época, as válvulas representavam um grande
avanço tecnológico, mas apresentavam os seguintes
problemas:
•aquecimento
demasiado
provocando
queima
constante
•elevado consumo de energia
•eram relativamente lentas
69
• 1943 – a Inglaterra constrói computadores
para decifrar códigos militares de alemães
– Colossus I, usava 2000 válvulas;
70

1942: John Atanasoff e Clifford Berry , do projeto
ENIAC construíram uma máquina eletrônica que
operava em código binário, seguindo as idéias de
Babbage. Foi o primeiro computador digital

1944: John von Neumann desenvolve a idéia de um
programa interno descrevendo o fundamento teórico
para a construção de um computador eletrônico,
denominado Modelo de von Neumann

existência simultânea de dados e instruções no
computador e a possibilidade de programação.
71
• 1946 – Computador eletrônico – ENIAC – processava
aproximadamente 200 operações por segundo;
72
ENIAC - Eletronic Numerical Interpreter and Calculator, ou seja,
"Computador e Integrador Numérico Eletrônico", projetado 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 e J. Presper Eckert.
O ENIAC tinhas as seguintes características:
totalmente eletrônico
17.468 válvulas
500.000 conexões de solda
30 toneladas de peso
180 m² de área construída
5,5 m de altura
25 m de comprimento
2 vezes maior que MARK I
realizava uma soma em 0,0002 s
realizava uma multiplicação em 0,005 s com números de 10 dígitos
73
74
75
ENIAC
• Consumiu uma pequena fortuna: $500,000 da época.
• Ocupava uma área de 150m2 e pesava 30 toneladas.
• Era acionada por um motor equivalente a dois potentes
motores de carros de quatro cilindros, enquanto um
enorme ventilador refrigerava o calor produzido pelas
válvulas.
• Consumia 150.000 watts ao produzir o calor
equivalente a 50 aquecedores domésticos.
76
ENIAC
• Programação: através de fios e pinos (como painel
telefônico)
• Executava 5000 adições/subtrações ou 300
multiplicações por segundo
• Permitia Processamento Paralelo
• Para programar demorava 1 ou 2 dias (situação
intolerável)
• A grande limitação era a capacidade de
armazenamento de dados
77
Curiosidades sobre o ENIAC
Curiosidades sobre o ENIAC
78
79
O sucessor do ENIAC foi o EDVAC - Eletronic Discrete
Variable Computer ou "Computador Eletrônico de Variáveis
Discretas". O EDVAC foi planejado para acelerar o trabalho
armazenando tanto programas quanto dados em sua expansão
de memória interna. Os dados, então, eram armazenados
eletronicamente num 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.
80
• 1947 – invenção do transistor;
No ano de 1947, John Bardeen, William Shockley e Walter
Brattain inventam o TRANSISTOR.
81
30 June 1945 –
John von Neuman
(consultor do
projeto ENIAC)
• criou o conceito de
“programa armazenado”
• criou o conceito de operações com número binário
• desenvolveu a lógica dos circuitos
82
Arquitetura de von Neuman
M  Memória
CA  Controlador Aritmético
CC  Controlador Central
I/O  Dispositivo de Entrada e Saída
83
1948 - Universidade de Cambridge
EDSAC (Electronic Delay Storage
Automatic Calculator)
por Maurice Wilkes
• primeira máquina baseada na proposta de Von Neumann
• baseado nas teorias de von Neuman, várias máquinas foram
construídas: IAS, BINAC, Manchester MARK 1
84
Em 1949, surge o EDSAC - Eletronic Delay Storage
Automatic Calculator ou "Calculadora Automática com
Armazenamento por Retardo Eletrônico", o qual marcou o
último grande passo na série de avanços decisivos inspirados
pela guerra: Começou a "Era do Computador"!
EDSAC - 1949 e seu inventor,
o cientista inglês - Maurice Wilkes
o primeiro computador operacional em grande escala
capaz de armazenar seus próprios programas.
85
86
• 1949 – Sucessor de ENIAC, EDVAC
ocupava o mesmo espaço do ENIAC,
apesar de mais moderno;
87
• O primeiro bug
88
Primeiro Bug
Em 1945, Grace Hopper foi convocada, em conseqüência da entrada dos Estados
Unidos na Segunda Guerra Mundial, para trabalhar no projeto de computação da
Marinha. Foi enviada à Universidade de Harvard para assessorar o Howard
Aiken.
Urgentes serviços de computação para balística faziam-se necessários para o
esforço de guerra, e Aiken costumava entrar na oficina cobrando: "Por que você
não está fazendo números, Hopper?" Após uma pane complicada do computador,
quando se descobriu que o problema tinha sido uma mariposa que entrara pela
janela e fora morta pelo interruptor de um relé, Grace respondeu: "Nós estamos
tirando "bugs" da máquina!" (bug, em inglês, significa -inseto- e passou a ser
usado como sinônimo de -erro-, em computação). Esse primeiro bug registrado foi
cuidadosamente removido do relé com uma pinça e está preservado no Museu
Naval, em Virgínia, junto ao Livro Diário do Harvard Mark II. Foi inscrito no
registro de entrada, às 15h45, em 9 de setembro de 1945.
89
• 1950 – Surgimento dos circuitos lógicos,
operações por números binários;
• 1951 – UNIVAC, 100.000 cálculos por
segundo, gravava dados em fita
magnética;
90
Computador UNIVAC I - 1951
•Segue o modelo de von Neumann
•Utiliza fitas magnéticas
Em 1952 são
construídos
os computadores
MANIAC - I,
MANIAC - II e
UNIVAC - II.
91
1951 – Memória
RAM Random Access
Memory
- The Whirlwind
Project
- Por Jay Forrester
92
1951 - Maucly, Eckert
(construtores do
ENIAC) - UNIVAC I
• lançado em escala comercial
• usado pela 1a vez na Agência de Recenseamento dos EUA em
1951
• usava diodos de cristal ao invés de válvulas a vácuo
• Maurice Wilkes - EDSAC at Cambridge University - "The
Preparation of Programs for an Electronic Digital Computer",
(Addison-Wesley, New York, 1951).
93
E em 1951, surge o primeiro computador comercial o LEO
LEO - 1951 - primeiro computador comercial
94
Inicio da Segunda Geração
Em 1952, a Bell Laboratories inventou o Transistor que passou a ser um
componente básico na construção de computadores com as seguintes
vantagens:
• aquecimento mínimo
• pequeno consumo de energia
• mais confiável e veloz do que as válvulas
95
em 1952, Grace Hopper transformou-se em uma pioneira no
processamento de dados, pois criou o primeiro compilador e
ajudou a desenvolver duas linguagens de programação que
tornaram os computadores mais atrativos para comércio.
96
1953: IBM –
IBM 701
• usado na guerra da Coréia
• 1o computador de grande
porte da IBM
97
• 1953 – a IBM construiu uma memória
magnética menor e bem mais rápida
• 1954 – IBM 650;
98
Em 1953, Jay Forrester, do MIT, construiu uma memória
magnética menor e bem mais rápida, a qual substituía as que
usavam válvulas eletrônicas. Já em 1954, a IBM concluiu o
primeiro 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.
IBM 650 - 1954
99
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.
TRADIC - 1955
100
1955: IBM –
IBM 704
• é a maravilha da época: só
entrava em pane a apenas
cada 8 dias!
• ainda utilizava válvulas
• para ele foi criada a
primeira linguagem de
programação: o
FORTRAN
101
102
Nos anos 60, sob a influência do
programa espacial americano, o
desenvolvimento da microeletrônica
levou a construção de circuitos
transistorizados integrados em uma
única pastilha de silício (chip) de
dimensões reduzidas.
Dezenas de milhares de transistores
são integrados em um chip de alguns
milímetros quadrados, dando origem
aos circuitos integrados
microminiaturizados.
Isso possibilitou o surgimento de
minicomputadores: computadores
poderosos do tamanho de uma
escrivaninha.
103
Em 1970, a Intel, empresa norteamericana, produziu o primeiro
microprocessador.
Um microprocessador é um circuito
integrado do tipo LSI (large scale
integration) que contém todo circuito
lógico de uma unidade central de
processamento em um chip do tamanho
de uma unha.
Os microprocessadores foram usados na
construção de mini e
microcomputadores.
Os avanços nessa direção prosseguem
até hoje, com os circuitos VLSI (very
large scale integration) e os circuitos
ULSI (ultra large scale integration).
104
Computadores de Terceira Geração
De 1958 a 1959, Robert Noyce, Jean Hoerni, Jack Kilby e
Kurt Lehovec participam do desenvolvimento do CI - Circuito
Integrado. 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.
105
• 1963 – PDP-1 (IBM) primeiro computador
com monitor;
• 1964 – surge o mouse;
• 1967 – a IBM desenvolve o disco flexível;
106
E Steven Hofstein, descobriu, em 1961, o transistor de efeito
de campo, usado nos circuitos integrados MOS. No ano de
1965, a Digital Equipment introduz o PDP-8, o primeiro
minicomputador comercial e com preço competitivo.
PDP-8 - 1965
primeiro minicomputador comercial
107
Os primeiros computadores com circuito integrado foram
criados pela Burroughs, em 1968, e tinham o nome de B2500
e B3500.
1968 - primeiro computador com circuito integrado
108
109
• 1971 – a Intel lança o chip 4004, primeiro
microprocessador – 60 mil operações por
segundo;
110
Intel 4004 - 1971
•primeiro microprocessador
•2.250 componentes
•soma 2 números de 4 bits em
11 milionésimos de segundo
Intel 8080 - 1974
•tornou-se padrão para a
indústria dos
microcomputadores
2,5 milionésimos de segundo
MOS Technology 6502
- 1975
•bastante usado em
computadores domésticos
1 milionésimos de segundo
111
• 1973 – primeiro computador pessoal
desenvolvido pela Xerox;
• 1975 – computador pessoal para a
população –
Altair 8800;
• 1976 – a Apple lança
o Apple 2;
112
• Altair 8800
113
Logo após, em 1975, os estudantes William (Bill) Gates e Paul
Allen criam o primeiro software para microcomputador, o qual era
uma adaptação do BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic
Instruction Code, ou "Código de Instruções Simbólicas para todos
os Propósitos dos Principiantes") para o ALTAIR. Anos mais tarde,
Gates e Allen fundaram a Microsoft, uma das mais bem sucedidas
companhias de software para microcomputadores.
Bill Gates e Paul Allen - 1975
114
No ano de 1977, surge no mercado de produção em série,
três microcomputadores: o Apple II, o TRS-80 da Radio
Shack e o PET da Commodore. Em 1979, é lançado pela
Software Arts o "VisiCalc", o qual foi o primeiro
programa comercial para microcomputadores.
Apple II, TRS-80 e PET - 1977
115
Placa de Circuitos da Apple I
batizado de "Nosso Fundador"
emoldurada e pendurada no primeiro escritório da empresa em 1977
116
• Década de 80 – Circuito Integrado em
Larga Escala de Integração;
• 1981 – IBM lança o PC;
117
Computadores de Quarta Geração
Na década de 80, foi criado o IC LSI - Integratede Circuit
Large Scale Integration, ou seja, "Circuito Integrado em Larga
Escala de Integração", onde foram desenvolvidas técnicas para
se aumentar cada vez mais o número de componentes no mesmo
circuito integrado. Alguns tipos de IC LSI incorporavam até
300.000 componentes em uma única pastilha.
118
Motorola 68000 - 1979
•um dos chips de 16 bits mais poderosos e
versáteis
•executa multiplicação com uma única
operação em vez de realizá-la pela
repetição de adições
•multiplica 2 números de 16 bits em 3,3
milionésimos de segundo
Hewlett-Packerd - SuperChip - 1981
primeiro microprocessador de 32 bits
•seu projeto durou 18 meses
•multiplica 2 números de 32 bits em 1,8
milionésimos de segundo
119
MMX - Micro Doméstico - 1984
120
Histórico dos Computadores - HOTBIT
• HOTBIT
Fabricante: EPCOM/SHARP
Família: MSX
Ano de Lançamento: 1985
Processador: Zilog Z80A
Memória: 64 Kb
121
Histórico dos Computadores – CP-200
122
Histórico dos Computadores CP-500
123
Histórico dos Computadores – CP 500
•
Fabricante: Prológica Ind.e Com. de Microcomputadores Ltda
UCP: Zilog Z80 2 Mhz
Rom: 16 kb
•
Ram: 48 Kb
Video:Monitor de fósforo verde incorporado, texto: 16x64 cols, gráfico:128x48 pts., alta resolução
502x192 pts
Teclado: 64 teclas, 9 de função, auto-repet. em todas, numérico reduzido, maiusc/minusc.
Memória externa: 01 cassete com velocidade de 500 ou 1500 bauds; até 4 drives de 5 1/4 FS/DD,
formatação DOS de 40 trilhas, 18 setores de 256 bytes, com 178 kb
Entradas/Saídas: Interface paralela, cassete.
Sistema operacional: Basic residente, DOS 500 compatível com TRSDOS Model III; opcional:
NewDOS ou similares e CP/M (com modificações de hardware)
124
Histórico dos Computadores TK-2000
• O microprocessador utilizado é o 6502, operando a uma velocidade de relógio
de 1,2 MHz, aproximadamente.
O TK 2000 já vem equipado da fábrica com todo o espaço de
memória central, sem a possibilidade de expansão: 16 kbytes de ROM (onde
estão gravados o interpretador BASIC, o monitor a um miniassembler) e 64
kbytes de RAM (memória do usuário).
A unidade central tem ainda as seguintes interfaces já incluídas no
sistema, que dão acesso aos vários periféricos básicos a opcionais:
• controlador de vídeo, com interface direta;
• interface de RF para receptores de TV;
• interface para gravador cassete;
• interface e controlador para impressora;
• interface para controladores de jogos.
125
Histórico dos Computadores TK-2000
•
Fabricante: Microdigital Eletrônica Ltda
UCP: Z80A 3,25 Mhz
Rom: 10 kb
Ram: 16 Kb (verão básica) ou 48 Kb
Video: Texto: 24x32 cols (só maiúsculas), gráfico: 64x44 pts.
Teclado: Borracha, 40 teclas, 37 de função e 46 de comando.
Memória externa: Cassete
Entradas/Saídas: Cassete, joystick, RF
Sistema operacional: Basic residente
126
Histórico dos Computadores LT-1600
127
Computadores de Quinta Geração
Os computadores de Quinta Geração têm como
característica o uso de IC VLSI - Integrated Circuit Very
Large Scale Integration, ou seja, "Circuitos Integrados em
uma Escala Muito Maior de Integração".
128
Os "chips" vêm diminuito tanto de tamanho, fazendo
com que seja possível a criação de computadores
cada vez menores, como é o caso da
microminiaturização do microprocessador F-100,
que mede somente 0,6 cm quadrados e é pequeno o
suficiente para passar pelo buraco de uma agulha!
Microprocessador F-100
129
Classificação dos Computadores
Inicialmente, os computadores eram agrupados em dois tipos:
Pessoal: caracterizavam-se pela limitação de recursos de periféricos, pela não conexão com outros
equipamentos e pela baixa velocidade de transmissão de dados.
Profissional: permitiam a expansão de periféricos à sua configuração básica, maior velocidade de
transmissão e a conexão a outros equipamentos.
Podiam também serem classificados quanto às características de utilização:
Científicos: que possuem uma pequena entrada de dados; um processamento complexo, com grandes
rotinas de cálculos e uma pequena saída de resultados.
Comerciais: que possuem uma grande entrada de dados; um processamento relativamente simples e
uma grande saída de resultados.
Ou, quanto às características de operação:
Analógicos: computadores que executam trabalhos usando elementos representados por grandezas
físicas, como por exemplo, a intensidade de uma corrente elétrica ou o ângulo de giro de uma
engrenagem. São computadores criados para uma finalidade específica, isto é, só se aplicam a um
determinado tabalho. Os resultados obtidos com o uso de computadores analógicos são aproximados e
servem ao próprio sistema onde é utilizado, como por exemplo: crontrole de temperatura de uma
caldeira utilizando sensores, medidor de água ou de energia elétrica.
Digitais: computadores que realizam suas operações utilizando elementos representados por grandezas
matemáticas (números), ou seja, operam dígito a dígito. São computadores destinados a aplicações
múltiplas, podendo ser utilizados em diversas tarefas. Por utilizar valores numéricos, os resultados
obtidos com esse tipo de computador são exatos, como por exemplo: os cálculos de engenharia.
(O computador analógico "mede" e o computador digital "conta")
130
131
132
Geração dos Computadores
• Primeira (1946 - 1954): computadores
baseados em válvulas, equipamentos
lentos, enormes, produção de bastante
calor;
• Segunda (1955 - 1964): as válvulas foram
substituídas pelo transistor;
133
Geração dos Computadores
• Terceira (1965 - 1975): quando os
computadores passaram a ser construídos
com circuitos integrados (conjunto de
milhares ou milhões de transistores,
resistores e capacitores construídos sobre
um chip a base de silício);
• Quarta (a partir de 1976): quando surge o
microprocessador (um processador de
computador em um microchip).
134
Classificação dos computadores quanto à geração
Geração
Ano
Elemento
Ativo
Sistema
Operacional
Recursos de
Programação
1ª
1945
Válvula
Todo Manual
Poucos
2ª
1959
Transistor
Quase Todo
Manual
Médios
1965
Circuito
Integrado
Semi Manual
Bons
4ª
1972
Circuito
Integrado
Monolítico
5ª
1985
3ª
Bastante
Ótimos
Automatizado
Quase Todo
Quase
Circuitos
VLSI, ULSI Automatizado Inesgotáveis
135
Resumo do Quadro
Geração
Primeira
Segunda
Terceira
Quarta
1975-90?
Quinta
Época
1951-59
1959-65
1965-75
1990-?
Exemplo
MARK I e
ENIAC
IBM 1401
UNIVAC
IBM /370
Cray
DEC PDP 8 Micros
IBM S/390
.....
Tecnologia
Válvulas
20.000
Transistor
CI
CI VLSI
CI ULSI
Redes
Memória
2K
32K
128K
1M
1GB....
MIPS
0,01
0,1
1
10
1000
136
“Se o automóvel tivesse se desenvolvido
como o fizeram os computadores nos
últimos 40 anos, hoje um Rolls-Royce
custaria US$ 2,00, faria um milhão de
Km por litro de gasolina, produziria
energia suficiente para movimentar o
Queen Elizabeth e dez deles caberiam
numa cabeça de alfinete”
Prof. Edward Eteinmüller (Universidade de Stanford)
137
John von Neumann
Nome: Janos Louis Neumann
Nascimento: Budapeste - Hungria,
28 de dezembro de 1903.
Falecimento: Washington - EUA,
Morre de câncer em 8 de fevereiro
de 1957.
138
John von Neumann
János [Jancsi de menino] von Neumann nascido em Budapeste em
1903, no seio de uma acomodada família de banqueiros. Apesar
de sua origem judeu, estudou no Instituto Luterano da capital
hungaresa, onde sobressaiu pela sua facilidade para as
matemáticas e uma memória freqüente. Cursou matemáticas e
química na universidades de Budapeste e Berlim e engenharia
química no Instituto Federal de tecnologia de Zurique. Se
doutorou em matemáticas na universidade de Budapeste (1926)
com uma tese laureada sobre a definição dos números ordinales.
139
John von Neumann
Sua experiência docente se iniciou na Universidade de Berlim
e Hamburgo (1927-1930), ante de partir para os Estados
Unidos. Na América, onde foi conhecido por Johnny e John
von Neumann, ensinou durante mais de um quarto de século
na Universidade de Princeton até as vésperas de sua adiantada
morte por câncer em 1957.
140
John von Neumann
Sua contribuição ao desenvolvimento da matemática quântica, a
teoria do jogo, etc., se complementou com suas significativas
contribuições no desenvolvimento da lógica da computação,
‘logical theory of automata’, diretamente relacionada com a teoria
matemática da informação, que inclui a necessidade de atomizar
os sistemas complexos em unidades de tratamento e memórias os
fluxos informativos. Questões tão significativas como a
possibilidade de reprodução da máquina autômato, como sistema
de informação autorreferente e clonable, aparecem já no seu
pensamento.
141
John von Neumann
Além de suas contribuições no campo das
linguagens máquina, participou também na
construção dos primeiros computadores de
acordo com a qual se conheceu como a
'arquitetura von Neumann', que distingue,
por exemplo, as unidades de tratamento de
informação com as de cor. Neumann
participço de forma ativa no
desenvolvimento dos projetos ENIAC e
EDVAC, base das modernas computadores.
142
John von Neumann
Von Neumann ante uma
das unidades de trabalho
do ENIAC.
Entre 1936 e 1938, dirigiu a tese doutoral de seu bolsista no
Institut for Advanced Studies de Princeton Alan Turing, o
britânico cuja criatividade conceptual resultou determinante no
arranque da era das 'máquinas pensantes'. Neumann ofereceu a
Turing um futuro promissor nos Estados Unidos, mas este
retornou ao Reino Unido.
143
John von Neumann
Durante a Segunda Guerra Mundial trabalhou para as forças
armadas norte-americanas e suas contribuições foram decisivas
na fabricação da primeira bomba atômica. Entre 1943 e 1955 foi
assessor do Laboratório Científico dos Álamos da marinha norteamericana e, posteriormente trabalho no Special Weapons
Project das forças aéreas.
144
John von Neumann
Diretor das revistas acadêmicas Annals of Mathematics e
Compositio Mathematica. Presidente da American Mathematical
Society (1951-1953). Sua carreira investigadora e docente foi
coroada com numerosas distinções. Além de ser ‘honoris causa’
por universidades como as de Pensilvânia, Harvard, Maryland,
Munique, Istambul, etc., obteve, entre outros galardões, as
medalhas presidenciais do Mérito e da Liberdade dos Estados
Unidos, e os prêmios Einstein, Bôcher e Fermi. Foi membro da
Américan Academy of Arts and Sciences, da Academia Nacional
de Ciências Exatas do Peru, da Academia Nazionales dei Lincei e
do Instituto Lombardo diz Scienze e Lettere da Itália, da
Academia Real de Ciências e Letras dos Países Baixos, etc
145
John von Neumann
Em 1932 publicou The Mathematical Foundations of Quantum
Mechanics, no qual recolhe suas formulações sobre a matemática
quântica. Em 1944, em um texto escrito com Oskar Morgenstern,
coloca a teoria do jogo Theory of Games and Economic
Behaviour. Em 1958, The Computer and the Brain. Depois que
sua morte, em 1966, apareceu a obra Theory of Self-Reproducing
Automata, com Arthur W. Brurks.
146
John von Neumann
Três contribuições fundamentais:
• Conceito dos programas armazenados
• Organização básica de um computador
• Arquitetura básica (tipos de instruções)
147

Histórico dos Computadores - Gerds

Transcrição

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