PARTE I
Introdução
O que é
computador?
No
dicionário encontramos: "Computador, s.m. - aquele que faz cômputos ou que
calcula; máquina à base de circuitos eletrônicos que efetua grandes operações e
cálculos gerais, de maneira ultra rápida." Os irônicos dizem:
"Computador é o idiota mais veloz do mundo, pois fará qualquer coisa que
nós lhe ordenarmos a uma velocidade extremamente alta." Também podemos
dizer: "Computador é um equipamento capaz de aceitar elementos relativos a
um problema, submetê-lo a operações predeterminadas e chegar a um
resultado."
Complicado?
Vamos estudar a história da criação do computador e poderemos ter a nossa
própria definição sobre o computador...
Primeiras Máquinas de Calcular
A história
do computador, ao contrário do que muitos podem imaginar, tem seu início há
muito tempo atrás, desde quando o homem descobriu que somente com os dedos, ou
com pedras e gravetos, não dava mais para fazer cálculos...
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.
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Ábaco - Séc. III - d.C.
com discos ou contas móveis para acelerar as operações matemáticas |
O próximo
passo na história dos computadores (ano de 1642), ocorreu quando um francês de
18 anos de nome Blaise Pascal, inventou a primeira máquina de somar: PASCALINA,
a qual executava operações aritméticas quando se giravam os discos
interligados, sendo assim a precursora das calculadoras mecânicas.
Pascalina - 1642
Por volta de
1671 na Alemanha, Gottfried Leibnitz inventou uma máquina muito parecida
com a Pascalina, que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, e qual se
tornou a antecessora direta das calculadoras manuais.
Calculadora de Leibniz - 1673
Em 1802 - na
França, Joseph Marie Jacquard passou a utilizar Cartões Perfurados
para controlar suas máquinas de tear e automatizá-las.
Tear de Jacquard - 1804
No início
início do século XIX, mais especificamente em 1822, foi desenvolvido por um
cientista inglês chamado Charles Babbage uma máquina diferencial que permitia
cálculos como funções trigonométricas e logaritmas, utilizando os cartões de
Jacquard.
Máquina Diferencial - 1822
Projetada para produzir tabelas matemáticas
Projetada para produzir tabelas matemáticas
Já em
1834, desenvolveu uma máquina analítica capaz de executar as quatro operações
(somar, dividir, subtrair, multiplicar), armazenar dados em uma memória (de
até 1.000 números de 50 dígitos) e imprimir resultados.
Porém, sua
máquina só pode ser concluída anos após a sua morte, tornando-se a base para
a estrutura dos computadores atuais, fazendo com que Charles Babbage fosse
considerado como o "Pai do Computador".
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Máquina Analítica - 1834
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O Início da Era da Computação
Já no ano de
1890, época do censo dos EUA, Hermann Hollerith percebeu que só
conseguiria terminar de apurar os dados do censo quando já seria o tempo de se
efetuar novo censo (1900). Então aperfeiçoou os cartões perfurados (aqueles
utilizados por Jacquard) e inventou máquinas para manipulá-los, conseguindo com
isso obter os resultados em tempo recorde, isto é, 3 anos depois.
Tabulador de Hollerith - 1890
Tabulava estatísticas com Cartões Perfurados
Tabulava estatísticas com Cartões Perfurados
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.
Em 1930, os
cientístas começaram a progredir nas invenções de máquinas complexas, sendo que
o Analisador Diferencial de Vannevar Bush anuncia a moderna era
do computador. Em 1936, Allan Turing publica um artigo sobre
"Numeros Computáveis" e Claude Shannon demonstra numa tese a
conexão entre lógica simbólica e circuítos elétricos. Em 1937, George
Stibitz constrói em sua mesa de cozinha um "Somador Binário".
Com a
chegada da Segunda Guerra Mundial houve a necessidade de se projetar máquinas
capazes de executar cálculos balísticos com rapidez e precisão para serem
utilizadas na indústria bélica.
Com isso
surgiu, em 1944, o 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), possuía o nome de 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
- realizava uma soma em 0,3 s
- realizava uma multiplicação em
0,4 s
- e uma divisão em cerca de 10 s
Mark I - 1943
com seus 420 interruptores que eram ajustados manualmente
para que os valores fossem introduzidos
com seus 420 interruptores que eram ajustados manualmente
para que os valores fossem introduzidos
O MARK I
prestou seus serviços de matemática na Universidade de Harvard por 16 anos
completos, apesar de não ter feito muito sucesso, pois já era obsoleto antes
mesmo de ser construído, sendo que em 1941, Konrad Zuse, na Alemanha, já
estava criando modelos de teste: Z1 e Z2, sendo que logo após
completou um computador operacional (Z3), que consistia de um
dispositivo controlado por programa e baseado no sistema binário e que era
muito menor e de construção bem mais barata do que o MARK I.
Os
computadores Z3 e logo a seguir o Z4, eram utilizados na solução
de problemas de engenharia de aeronaves e projetos de mísseis, sendo que Zuze
também construiu vários outros computadores para fins especiais, mas não teve
muito apoio do governo Alemão, pois Hitler, na época mandou embargar todas as
pesquisas científicas, excetos as de curto prazo, sendo que o projeto de Zuze
levaria cerca de 2 anos para ser concluído. Umas das principais aplicações da
máquinas de Zuze era quebrar os códigos secretos que os ingleses usavam para se
comunicar com os comandantes no campo.
BREVE
HISTÓRIA DO COMPUTADOR
PARTE II |
ENIAC - 1946
As idéias de von Neumann - que são utilizadas até hoje
- fizeram com que os computadores pudessem ser programados através de
programas, rotinas de manipulação de dados que se utilizam de instruções
próprias do computador.
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
- 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
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Tipo de válvula a vácuo utilizada pelo Eniac. A
válvula é um tubo de vidro do qual praticamente todo o gás foi retirado,
criando um ambiente de vácuo, contendo eletrodos e grades metálicas, cuja
finalidade é controlar o fluxo de elétrons.
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• TRANSISTOR - 1947
O primeiro transistor (transfer + resistor) foi criado em
1947 na Universidade de Standford nos EUA, por John Bardeen, William Shockley e
Walter Brattain, mas seu uso comercial só ocorreu a partir do final da década
de 50. Os transistores vieram a substituir as válvulas.
Por ser um componente baseado na tecnologia dos
semicondutores - elementos com propriedades físicas especiais, tal como o
germânio e o silício - o transistor é considerado um "componente do estado
sólido" e possui a grande vantagem de não se aquecer como as válvulas nem
muito menos quebrar por choque físico, além de ser fisicamente muito menor.
Gradativamente as válvulas passaram a ser substituídas
por transistores, fazendo com que a maioria dos equipamentos eletrônicos, e
leia-se aí os computadores, passassem a ocupar um menor espaço físico,
esquentando menos e consumindo menos corrente elétrica.
• EDVAC - 1949
O EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) ou
"Computador Eletrônico de Variáveis Discretas". Apesar de ser mais
moderno, não diminuiu de tamanho e ocupava 100% do espaço que o ENIAC ocupava.
Todavia, ele era dotado de cem vezes mais memória interna que o ENIAC - um
grande salto para a época.
As instruções já não eram passadas ao computador por
meios de fios ou válvulas: elas ficavam em um dispositivo eletrônico denominado
linha de retardo. Esse dispositivo era um tubo contendo vários cristais que
refletiam pulsos eletrônicos para frente e para trás muito lentamente. Um outro
grande avanço do EDVAC foi o abandono do modelo decimal e a utilização dos
códigos binários, reduzindo drasticamente o número de válvulas.
Seus criadores, Mauchly e Eckert, começaram a
trabalhar neste modelo logo após o lançamento do ENIAC.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 em
um 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
descobriu por acaso ao trabalhar com radar.
• EDSAC - 1949
Seu inventor foi o cientista inglês - Maurice Wilkes,
o EDSAC foi o primeiro computador operacional em grande escala capaz de
armazenar seus próprios programas.
• LEO - 1954
LEO 1 - O PRIMEIRO COMPUTADOR COMERCIAL
A computação comercial na Inglaterra começou em um
lugar inusitado. Em 1947, foi tomada uma decisão pioneira: tentar construir um
computador que pudesse automatizar o trabalho de escritório.
Seria o primeiro computador de uso comercial do
mundo. Essa decisão criativa partiu de uma fonte surpreendente: a J.
Lyons, empresa proprietária de uma rede de casas de chá.
As operações da Lyons envolviam grande número de
pequenas transações e, para que o negócio fosse rentável, era necessário manter
a contabilidade sob rígido controle. Mesmo depois da devastação causada pela
Segunda Guerra Mundial, a empresa empregava mais de mil funcionários para
controlar a contabilidade das casas de chá.
Na verdade, a J. Lyons já tinha uma longa
tradição de inovações nos métodos administrativos: introduziu o uso de máquinas
de calcular em suas lojas em 1896 e, por volta de 1930, fazia experiências
registrando transações em microfilmes. Nessa época, criou também o primeiro
centro de pesquisas de administração para introduzir novos métodos
operacionais. O LEO (Lyons Electronic Office), que foi o resultado de uma
parceria entre a J. Lyons e a Universidade de Cambridge, foi, portanto,
projetado de acordo com essas necessidades, mas só se tomou operacional em 9 de
fevereiro de 1954, quando calculou a folha de pagamento dos 1.700 membros da
equipe.
John Mauchly e Presper Eckert abriram uma firma na
Filadéfia e criaram o UNIVAC - Universal Automatic Computer, ou seja,
"Computador Automático Universal", o qual era destinado ao uso
comercial.
Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que
recebia instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos
cartões perfurados. O UNIVAC foi utilizado para prever os resultados de uma
eleição presidencial.
• IBM 701 - 1953
A IBM passa a dominar o mercado de computadores ao construir seus computadores em escala comercial, com o lançamento do IBM 701 em 1953.
A IBM passa a dominar o mercado de computadores ao construir seus computadores em escala comercial, com o lançamento do IBM 701 em 1953.
IBM 701 |
No *console do IBM 701 eram utilizados cartões perfurados para o armazenamento de
programas e dados.
CONSOLE = Unidade que permite que um operador se
comunique com um sistema de computador, terminal principal ou centro de
controle.
A partir da criação da técnica de circuito impresso,
em 1957, os computadores puderam diminuir um pouco mais de tamanho. As placas
de circuito impresso são utilizadas na ligação elétrica entre os diversos
componentes existentes em um circuito eletrônico.
Antes, todas estas ligações eram feitas através de
suportes e fios, o que acarretava mau-contato e instabilidade.
Com o circuito impresso estas ligações são feitas em
uma placa rígida, bastante estável e apresentando muito menos problemas de
contato, sem contar que os componentes ficam melhor fixados. Nesse mesmo ano
é desenvolvida a linguagem FORTRAN (Formula Translator), a primeira linguagem
de alto nível para computadores.
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CONSOLE DO IBM 701 |
• IBM 650 - 1954
O computador IBM 650 foi disponibilizado publicamente
nos USA pela IBM em Dezembro de 1954. Media 1,5 m X 0,9 m X 1,8 m e tinha uma
massa de 892 Kg.
O IBM 650 era indicado para resolver problemas
comerciais e científicos. A empresa projetou a venda de 50 exemplares do
computador (mais do que todos os computadores do mundo juntos) - o que foi
considerado um exagero.
Apesar do pessimismo, em 1958, duas mil unidades do
IBM 650 estavam espalhadas pelo mundo. O IBM 650 era capaz de fazer em um
segundo 1.300 somas e 100 multiplicações de números de dez dígitos.
CONSOLE DO IBM - 650
• ATLAS, IBM 1401 e IBM 7094 - 1962
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Em 1962 foram usados pela primeira vez discos
magnéticos para o armazenamento de informações, no computador Atlas.
Os primeiros computadores a se utilizarem totalmente de transistores foram o IBM 1401 e IBM 7094 que juntos,
venderam mais de 10.000 unidades, reafirmando mais uma vez a demanda por um
indústria mundial de computadores.
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IBM 1401 |
IBM 7094 |
Na época, além de serem gigantescos, os computadores usavam imensas unidades de fita
magnética para o armazenamento de informações para uso posterior, além de
sistemas de cartões perfurados, onde as informações que você queria passar para
o computador eram marcadas através de perfurações feitas em cartões para a
posterior leitura pelos computadores - processo extremamente demorado.
Obviamente tais discos magnéticos ainda estavam longe de serem parecidos com os
discos magnéticos como conhecemos hoje em dia.
• PDP-5 - 1963
PDP-5 |
Em em 1963 foi lançado pela empresa americana DEC -
Digital Equipament Corporation, o primeiro minicomputador.o PDP-5.
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A criação de um pólo de pesquisas avançadas - a ARPA
(Advanced Research Projects Agency) - fez com que surgissem vários conceitos
que foram empregados e que refletem direta e indiretamente tudo o que há no
mundo da informática hoje.
Entre eles podemos destacar a interação homem-máquina
- tendo como conseqüências como a criação dos video-games - e redes
descentralizadas de computadores - possibilitando a criação de redes globais de
computadores como a Internet, que hoje conhecemos tão bem.
Neste ponto havia a necessidade de serem criados
instrumentos confiáveis e, principalmente, que ocupassem pouco espaço físico.
Deste modo, em 1963 começou a produção dos primeiros circuitos integrados, com
a junção de vários transistores em um só componente, colocando um circuito
relativamente grande dentro de uma só pastilha de silício.
• CIRCUITO INTEGRADO (MICROPROCESSADOR) - 1964
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Em 1964, os circuitos integrados feitos de cilício
permitiram o miniaturização de componentes eletrônicos. Isso tornou possível
reduzir o tamanho e o preço dos computadores. Teve também consequentemente a
melhoria de seu desempenho, conseqüentemente de seu poder e também de sua
confiabilidade.
O INTEL 4004 desenvolvido em 1971, foi o primeiro
microprocessador, era o primeiro circuito integrado que incorpora todos os
elementos de um computador em somente um caso: unidade calculadora, memória,
controle do inputs/outputs.
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• IBM 360 - 1964
IBM 360 |
Um dos primeiros computadores a utilizar circuitos
integrados foi o IBM/360, lançado em 1964.
Avançadíssimo para a época, fez com que todos os outros computadores fossem considerados totalmente obsoletos, fazendo com que a IBM vendesse mais de 30.000 computadores deste. |
Hoje parece impossível mexer no computador sem a ajuda de um mouse, certo? Pois agradeça ao Douglas Engelbart por ter criado esse "ratinho" em 1968, depois de ter passado 5 anos desenvolvendo esse equipamento essencial aos usuários de computadores.
Douglas nasceu no dia 30 de janeiro de 1925 no estado
do Oregon, lá nos Estados Unidos, e trabalhou duro no Instituto de Pesquisa de
Stanford, onde inventou o mouse.
O mais engraçado é que a primeira versão que ele fez
era de... madeira! Pois é, além disso, esse primeiro mouse tinha apenas um
botão e movia-se sobre pequenas rodinhas.
Mas as pessoas comuns só tiveram o gostinho de usar o
mouse um bom tempo depois: em 1982, quando a empresa Apple lançou o famoso
sistema de "apontar e clicar". Foi nesse mesmo ano que criaram o
mouse de duas teclas. Quem iria imaginar que um simples "rato"
pudesse simplicar tanto nossa vida...
TÍPICA CENTRAL DE COMPUTADORES NA DÉCADA DE 70 |
Nas décadas de 60 e 70 os computadores ainda
apresentavam aparência bastante grande. Elementos semelhantes a armários
caracterizavam os computadores.
Em 1971 a IBM lança no mercado mundial o primeiro disquete, seu tamanho era de 8".
• APLE II - 1977
O primeiro computador parecido a esses que a gente tem em casa ou na escola apareceu em 1977. Era o Apple II, criado por um norte-americano chamado Steven Jobs, dono da empresa Apple (que faz toda a linha de computadores Macintosh).
O primeiro computador parecido a esses que a gente tem em casa ou na escola apareceu em 1977. Era o Apple II, criado por um norte-americano chamado Steven Jobs, dono da empresa Apple (que faz toda a linha de computadores Macintosh).
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O Apple II era parecido com os micros de hoje, pois
era fácil de ligar, mexer e transportar. Depois disso, foram aparecendo
vários outros. Todos já tinham essa forma básica de hoje: teclado, monitor e
unidade central de processamento, a CPU, o mouse ainda não existia nessa
época. Esses computadores de uso pessoal ficaram conhecidos como PCs (do
inglês Personal Computer), computadores pessoais.
Esses micros não funcionavam com válvulas, como o
Eniac, mas com transistores, que foram evoluindo e ficando cada vez menores.
Também ganharou um novo material, o silício, que é um tipo de areia refinada.
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Nos anos 60, um grupo de americanos descobriu que era possível fazer um transistor especial, usando uma espécie de "sanduíche de silício". Era o chip, o componente básico dos computadores da atualidade, que processam informação cada vez mais rápida.
• Computadores de Quarta Geração
FOI AÍ QUE COMEÇOU A ERA DOS CHIPS...
Na década de 80, foi criado o ICLSI - Integratede Circuit Large Scale Integration, ou seja, "Circuito Integrado em Larga Escala de Integração" ou Chip, 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.
Na década de 80, foi criado o ICLSI - Integratede Circuit Large Scale Integration, ou seja, "Circuito Integrado em Larga Escala de Integração" ou Chip, 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.
Quem inventou o chip foi a Intel, uma empresa que
existe até hoje e é uma das mais poderosas do mercado de informática. Um de
seus fundadores, Gordon Moore, criou uma regra que ainda é válida: os chips de
computadores dobram sua capacidade de processar informação a cada 18 meses. É
por isso que um computador antigo acaba virando velharia, porque sempre tem
outro mais rápido nas lojas ou sendo inventado.
• IBM-PC - 1981
Tinha 64 Kbytes de memória e velocidade de 4,77
megahertz.
O sistema operacional era MS-DOS foi o software
utilizado pelo PC-5150, desenvolvido pela Microsoft, o que proporcionou uma
aliança entre a IBM e a Microsoft.
• OSBORNE I- 1982
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Em 1982, o jornalista especializado em
microcomputadores Adam Osborne fundou sua empresa e lançou o Osborne
I, então foi lançado o primeiro computador portátil do mundo.
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F-100 - CHIP DENTRO DO BURACO DE UMA AGULHA |
Os "chips" vêm diminuindo 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 cm2 é pequeno o suficiente para passar pelo
buraco de uma agulha!
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". Leptops, palmtops e computadores integrados a diversos
aparelhos nos mais variados campos do conhecimento demonstram que cada vez
ficam menores e mais potentes estas máquinas maravilhosas.
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• GERAÇÃO DE COMPUTADORES
A arquitetura de um computador depende do seu projeto lógico, enquanto que a sua implementação depende da tecnologia disponível.
A arquitetura de um computador depende do seu projeto lógico, enquanto que a sua implementação depende da tecnologia disponível.
As três primeiras gerações de computadores refletiam a
evolução dos componentes básicos do computador (hardware) e um aprimoramento
dos programas (software) existentes.
Os computadores de Primeira
Geração (1945-1959) usavam válvulas eletrônicas,
quilômetros de fios, eram lentos, enormes e esquentavam muito.
A Segunda Geração (1959-1964) substituiu as válvulas eletrônicas por transistores e os
fios de ligação por circuitos impressos. Isso tornou os computadores mais
rápidos, menores e de custo mais baixo.
A Terceira Geração de computadores (1964-1970) foi construída com circuitos integrados,
proporcionando maior compactação, redução dos custos e velocidade de
processamento da ordem de microssegundos. Tem início a utilização de avançados
sistemas operacionais.
A Quarta Geração, a partir de 1970 até 1981, é caracterizada por um aperfeiçoamento da
tecnologia já existente, proporcionando uma otimização da máquina para os
problemas do usuário, maior grau de miniaturização, confiabilidade e
velocidade maior, já da ordem de nanosegundos (bilionésima parte do segundo).
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