apostila história e_evolução_dos_computadores_-_unidade_ii
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Tópicos sobre História e
Evolução dos
Computadores
CURSO:
Técnico em Informática
PROFESSOR:
Francisco Gerson Amorim de Meneses
DISCIPLINA:
Introdução a Ciência da Computação
Tópicos sobre História e Evolução de Computadores - Professor Francisco Gerson A. de Meneses
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Curso: Técnico em Informática Disciplina: Introdução à Ciência da Computação Unidade II: Tópicos sobre História e Evolução dos Computadoresdeverá princípio básico da informática, ter uma noção dos aspectos histricos, evolutivos, conceituais e operacionais da informática, conhecer os componentes de um sistema de computação, representação, armazenamento e unidades de medida da informação.
1.1 UM POUCO DE HISTÓRIA
O primeiro grande passo do homem rumo à ciência e à tecnologia foi a
concepção da ideia de número.
NECESSIDADE DE SABER QUANTIFICAR ALGO.
O número é um conceito abstrato, na verdade é a ideia comum a dois
conjuntos que estão sendo comparados.
Conte-se que, numa época muito distante, um pastor de ovelhas contava
cada ovelha do rebanho usando pedrinhas. Ele passava cada animal de uma cerca
à outra de seu pasto e tirava uma pedrinha de um saquinho que carregava,
colocando-a em outro, fazendo uma Analogia entre os dados “Ovelha = Pedrinha”.
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Caso sobrasse(m) algumas
pedrinhas, o pastor não ficava muito
feliz, pois faltava(m) ovelha(s), então ele
passaria a ter um outro conhecimento, o
de PERDA; mas se faltasse(m)
alguma(s) pedrinha(s) ele passava a
gostar da ideia, porque sobrava(m)
ovelha(s), tendo um novo conhecimento,
o de GANHO.
Com o crescimento do rebanho, o pastor deve ter passado a comparar por
agrupamentos, o que deu origem ao conceito de base de um sistema de numeração.
Existe uma curiosidade. Em latim, pedra se escreve “Calculu” e “Calx” que
significa mármore, daí o termo Cálculo.
Obs.: Cálculo renal = pedra nos rins.
No entanto o homem necessitava de um conjunto para estabelecer as
comparações de forma mais prática do que com pedras. Um conjunto que estivesse
“mais à mão” sempre que necessário.
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Provavelmente aí está a origem do nosso sistema de numeração de base
decimal.
1.2 PRIMEIROS MÉTODOS DE CÁLCULO
É quase certo que o primeiro instrumento de cálculo que o homem utilizou
foram seus próprios dedos (aliás, são utilizados até hoje para esse fim).
Os romanos, por exemplo, só
decoravam a tabuada de multiplicação
até cinco e faziam os cálculos restantes
com o auxílio dos dedos.
Soma dos dedos Erguidos:
3 + 2=5
Produto dos dedos não erguidos:
2 x 3=6
8 x 7=56
Assim que o homem percebeu que, a partir de marcas feitas no barro ou
numa tábua coberta de poeira, podia fazer cálculos mais rapidamente do que com
os dedos ele inventou o “ÁBACO”. Construído inicialmente de conchas e seixos,
evoluiu, provavelmente aperfeiçoado pelos chineses, para contas móveis que se
movimentam em hastes.
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1.3 EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES
A partir daí, surgem em um intervalo de tempo cada vez menor, novas etapas
de conhecimento e de descobertas da humanidade, de tal forma que o que era “top”
de linha no ano passado, hoje já é visto como algo corriqueiro ou até mesmo como
uma tecnologia ultrapassada.
Vejamos alguns marcos e personagens importantes sobre a evolução dos
computadores:
John Napier (1550-1617) inventor dos logaritmos, generalizou o
procedimento tabular do árabes e construiu em 1617 um dispositivo
simples e barato constituído de bastões de ossos.
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As operações eram feitas girando os cilindros
Wilhelm Shickard (1592-1624) inventou muitas máquinas, como a
que permitia às pessoas calcular datas astronômicas e outra para
gramática hebreia.
Sua pesquisa incluía
astronomia e matemática. Entre as suas invenções,
existiu uma que contribuiu diretamente para os
cálculos e conceitos empregados futuramente por
outros inventores, considerada uma máquina de
verdade que fazia as quatro operações básicas.
Em 1642 o filósofo francês Blaise Pascal (1622-1662) construiu
uma calculadora (a primeira máquina de somar). Pascal foi um dos
primeiros a cogitar a possibilidade de construir uma “máquina
pensante”. Em homenagem ao sábio, foi dado seu nome a uma
linguagem de computador.
A máquina era capaz de registrar valores
decimais baseada na rotação de rodas dentadas
de 10 posições (0 a 9). Quando uma roda
excedia 10 unidades, acionava a roda seguinte
(assim como um odômetro atual). Com tal
máquina era possível somar e subtrair. Pascalina - 1642
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Em 1801 Joseph Marie
Jacquard (1752-1824) concluiu a
máquina de tecer com cartões
perfurados.
Este dispositivo iria influenciar
significativamente as ideias de como comandar
uma máquina. Sua invenção foi importante tanto na
Revolução Industrial como na Tecnológica.
No início do século XIX (por volta de 1812), foi desenvolvido por
um cientista inglês chamado Charles Babbage (1792 - 1871) uma
máquina diferencial que permitia cálculos com funções
trigonométricas e logarítmicas,
utilizando os cartões de Jacquard.
A máquina diferencial de Babbage foi adotada
pelas companhias de seguro para calcular tabelas
de seguro de vida. Na sua época não foi possível
fabricar as peças com precisão.
A teoria fundamental do automatismo completo do processo de cálculo é
devido a Babbage, devido à descrição de um dispositivo analítico, que em princípio
representava uma calculadora automática. Na
verdade era mais que uma calculadora, pois ela
poderia ser “programada”.
Sua máquina só pôde 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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Ada Augusta Byron (1815-1854), conhecida como Lady Lovelace,
foi quem mais ajudou Babbage na construção da máquina analítica.
Conhecida como a “Primeira Programadora” da história,
deve-se a ela o invento da sub-rotina (sequência de operações que
pode ser usada várias vezes) em programas de computador.
Durante o período em que esteve envolvida com o projeto de Babbage, ela
desenvolveu os algoritmos que permitiram à máquina computar os valores de
funções matemáticas, além de publicar uma coleção de notas que estabeleceu a
base para a programação de computador.
Hermann Hollerith (1860-1929) Criou a máquina de tabular (1880)
que diminuiu a contagem e divulgação do cálculo populacional pelo
censo norte-americano de sete para dois anos e meio.
Hollerith formou uma companhia para produzir uma série de
máquinas melhoradas que incorporaram outras máquinas:
Tabulador e Perfurador de Cartões.
Tabulador: Utilizado para despachar,
simplificar e separar a tabulação de informações
estatísticas recolhidas no censo dos Estados
Unidos em 1890.
Dados como: sexo, idade, tamanho
familiar, data de aniversário e nacionalidade
foram perfurados em localizações
predeterminadas no cartão, sendo posteriormente
ordenados automática e semi-automaticamente.
Perfurador de Cartões: máquina de projeto
simples que tinha a finalidade de perfurar os cartões em
locais corretos para futura leitura.
Hollerith passou a ter clientes espalhados pelo
mundo, que começaram a fazer uso prático do cartão
perfurado em processamento de dados. Suas máquinas
se tornaram o núcleo da computação de hoje.
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Desenvolveu e patenteou muitos dispositivos relacionados à tabulação de
dados. Fundou, em 1896, a Tabulating Machine Company, posteriormente
denominada International Business Machine Corporation ou simplesmente IBM.
A concepção básica da Máquina Analítica de Babbage vista anteriormente
corresponde à dos computadores modernos. A diferença básica é a de que os
circuitos eletrônicos dos computadores de hoje substituem as rodas e
engrenagens da máquina e Babagge.
Cento e quatro anos após a proposta de Babbage, Howard G. Aiken
(1900-1972) começou a construir em 1937 uma máquina capaz de
calcular integrais e diferenciais utilizando relés e outros dispositivos
eletromecânicos.
A máquina chamada MARK I começou a funcionar em 1944, a
partir de então, as máquinas passaram a contar com o automatismo completo.
Algumas características do MARK I:
• Patrocinado pela Marinha dos Estados Unidos
para computar os elementos matemáticos e
mesas de navegação;
• Era controlado por programa e usava o sistema
decimal;
• Tinha cerca de 15 metros de comprimento e 2,5
metros de altura;
Máquina analítica
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• Era envolvido por uma caixa de vidro e de aço inoxidável brilhante;
• Possuía: 760.000 peças, 800 km de fios, 420 interruptores para controle;
• Era capaz de completar seis meses de cálculo manual em apenas um dia de
trabalho.
Em 1946 John Presper Eckert (1919-1995) e John Mauchly (1907-
1980) projetaram e colocaram em funcionamento o primeiro
computador digital eletrônico chamado ENIAC (Eletronic Numerical
Integrator And Calculator).
A programação do ENIAC era feita conectando-se tomadas
através de fios com pinos (como um painel de telefonista). Apenas os dados eram
armazenados na memória. Este tipo de programação era inconveniente por ser
demorada, cansativa e propensa a erros. Além disso, sempre que se desejasse
executar o mesmo programa ele tinha que ser reintroduzido pelo painel.
Algumas características do ENIAC:
• Patrocinado pelas forças armadas dos Estados Unidos com a finalidade de
fazer cálculos balísticos;
• Foi usado durante a guerra fria e contribuiu no projeto da bomba de
Hidrogênio;
• Era programado mais por mulheres, através de 6000 chaves manuais;
• Ocupava o equivalente a 167 metros
quadrados de área, a altura de um edifício
de três andares;
• Possuía: 19 000 válvulas, diversos
resistores, capacitores, indutores,
organizados em 40 painéis, 1500 relés,
6000 interruptores manuais, 5 milhões de
junções soldadas;
• Pesava 20 toneladas;
• Consumia cerca de 200 quilowatts de
potência;
• Sua memória podia registrar até 20 números de 10 dígitos cada um;
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• Executava: 5000 adições, 257 multiplicações ou 28 divisões por segundo.
• O ENIAC foi importante porque grande parte de seus conceitos ainda é usada
na indústria da computação eletrônica moderna;
• Assim como Mauchly foi seu principal inventor, quem concebeu a sua
arquitetura inicial foi Eckert, o engenheiro responsável por fazê-lo funcionar;
• A máquina só ficou pronta após a guerra ter terminado (1946), mas mesmo
funcionando parcialmente deu importante contribuição ao cálculo;
• O surgimento do conceito “bug” aconteceu com uma parada inesperada no
processamento de dados do ENIAC, provocado por uma mariposa que ficou
presa em um dos circuitos ocasionando um curto. (bug = bicho).
Em 1946, John L. Von Neumann (1902-1957) e alguns
companheiros apresentaram um artigo onde era proposta uma
máquina onde os dados e também o programa (instruções) eram
armazenadas na memória.
Além disso, muitos detalhes de
especificação e conceitos apresentados no
trabalho de Von Neumann influenciaram a
arquitetura dos computadores construídos nos
anos seguintes e até os dias de hoje.
Esta influência foi tão significativa que
muitos dos computadores atuais são
classificados como tendo arquitetura do “tipo
Von Neumann”
A primeira máquina baseada nesta proposta foi a EDVAC (Eletronic Discrete
Variable Automatic Computer) construída em 1948. A partir daí surgiram os
primeiros computadores em escala comercial sendo que o precursor foi o UNIVAC
utilizado com sucesso no senso de 1951 nos EUA.
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A partir da década de 70, começa a história da MICROINFORMÁTICA,
considerada em seu início uma atividade de “entusiastas” por engenharia
eletrônica.
A SEGUIR, ALGUNS FATOS QUE MARCARAM ESSE PERÍODO:
1975 – O MITS Altair 8800, um kit de computador, entra com tudo no mercado. Foi o
primeiro microcomputador, baseado na CPU Intel 8080, com 256 bytes de memória
RAM.
Tinha ainda um painel de controle frontal com luzes e interruptores, terminal
de computador binário, 22 caracteres, conector de fita K7, etc.
Aos 19 anos de idade, Bill Gates, junto com o amigo de escola secundária,
Paul Allen, desenvolveram uma versão de BASIC (Beginners All-purpose Symbolic
Instruction Code) para o Altair.
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1976 – Em 1º de abril de 1976, Steve
Jobs e Steve Wozniak desenvolveram o
micro Apple I no porão de casa. Embora
tenha sido um fracasso, seu sucessor se
tornou o primeiro computador popular
residencial.
Steve Wozniak tinha na época 26
anos, e era funcionário da HP (Hewlett
Packard) na qual exercia a função de
projetista de calculadoras. Tentou vender
o projeto à HP que o rejeitou. Wozniak abandonou a empresa e começou a trabalhar
com o colega de escola Steve Jobs.
1977 – O Aplle II se torna um sucesso no
mercado de microcomputadores. Passa a ter
monitor, disquete e teclado, junto com 16 KB
de memória RAM e 16 KB de memória ROM.
1979 – O primeiro software de aplicação de
microcomputador popular foi lançado. Tratava-
se do processador de textos WordStar,
seguido do dBase para administração de
dados e do VisiCalc para planilhas de
cálculo. Estes foram os primeiros
programas principais de interesse aos
“não-programadores”.
O WordStar foi criado por
Seymour I. Rubinstein. A primeira
versão foi lançada em 1979, em
linguagem “Assembly”.
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1979 – O VisiCalc ofereceu aos
microcomputadores uma posição
segura no negócio de vendas de
equipamentos, o que despertou o
interesse da IBM por esse segmento
de produtos e de mercado.
Um capítulo muito importante
da história da informática ocorre
quando a IBM vê a necessidade de
criar um microcomputador.
1981 – A IBM anuncia o seu IBM-PC, baseado
no Intel 8086, com velocidade de 4.77 MHz e
com um disquete com capacidade de 160
KBytes.
Diante desse lançamento, todos os
empresários da indústria de software estavam
atentos, pois nascia um computador com um
nome de grande peso no mundo.
1982 – A Apple lança o computador Lisa que
traz um estranho dispositivo para a época, “o
mouse”.
Nesta época foi ampliada a capacidade
dos disquetes para 260 KB e apareceram os
primeiros discos rígidos para os
microcomputadores, conhecidos também por
“Winchester”, em torno de 10 MB de
capacidade de armazenamento.
1986 – Os disquetes, então introduzidos para o Macintosh,
estavam ficando populares.
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1991 – O estudante finlandês Linus
Torvalds inicia os trabalhos de
desenvolvimento do sistema operacional
Linux.
1992 – A Microsoft lança o
Windows 3.11 For Workgroups
com suporte a rede, deixando
de ser monousuário.
Os Vírus se espalham
pelo mundo. Em 1988, havia
cinco vírus conhecidos. Em
1992, já havia mais de mil.
1995 – A Microsoft lança o Windows 95, um verdadeiro sistema multitarefa, com
capacidade de trabalho em redes e com menor dependência do DOS.
1996 – Após o lançamento, o Windows 95 teve mais de 4 milhões de cópias
vendidas em um mês e meio e provoca um “boom” de lançamentos de novos
programas para rodar nesse novo SO.
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O padrão USB (Universal Serial Bus), é
uma conexão plug and play que permite a
conexão de diversos periféricos compatíveis,
sem a necessidade de desligar o computador.
Desenvolvido por um consórcio de
empresas entre as quais se destacam Microsoft,
Apple, HP, NEC, Intel e Agere.
1998 – Lançamento do Windows 98 pela Microsoft. Sua
maior novidade era a completa integração com a
Internet, pois incorporava o Internet Explorer 4 em seu
sistema.
2001 – A Microsoft lança o Windows XP.
2007 – Microsoft confirma o lançamento mundial e
simultâneo do Windows Vista, seu novo Sistema
Operacional.
2009 – Windows 7 foi lançado, menos de 3 anos
depois do lançamento de seu predecessor, Windows
Vista.
Estamos vivendo a
revolução da informática. Esta
revolução está tendo um
impacto igual ou maior que o da
revolução industrial. De tal forma
ela domina o modo de vida da
humanidade que pode ser
considerada catalisadora para a
manutenção da paz ou para a
nossa destruição.
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O Avanço tecnológico associado ao custo decrescente incentiva cada vez
mais a produção de sistemas de computação cuja aplicabilidade se presta a todas
as áreas do conhecimento humano.
Por outro lado todas estas áreas demandam a concepção e o
desenvolvimento de instrumentos baseados na mesma tecnologia a princípio
desenvolvida para os computadores.
OUTROS NOMES IMPORTANTES NA EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES:
George Boole (1815-1864), considerado um dos maiores
matemáticos do século XIX, é o criador da Álgebra Booleana e
da lógica matemática.
Alan Mathieson Turing (1912-1954) – matemático e filósofo inglês, criador da Ciência do
Computador; cria o conceito de software e da Inteligência
Artificial.
Claude Shanon (1916-2001), engenheiro fundador da Teoria
da Informação, diz que a informação está sempre
presente quando um sinal é transmitido de um lugar a outro.
1.4 GERAÇÕES DE COMPUTADORES
Podem ser consideradas gerações de equipamentos as máquinas que
tiveram mudanças muito radicais de arquitetura e tecnologias incorporadas ao seu
sistema.
Primeira Geração – Válvulas (1927 - 1952)
Computadores grandes que utilizavam válvulas eram de difícil
manutenção e consumiam grande quantidade de energia. As válvulas
eram muito frágeis, queimavam como lâmpadas e tinham o problema
do superaquecimento.
Outra característica desta geração é que sua programação se
dava em linguagem de máquina.
O EDVAC, construído em 1948, foi o primeiro computador a
utilizar os conceitos de Von Neumann.
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Segunda Geração – Transistores (1954 - 1962)
As válvulas foram trocadas por transistores de cilício,
que diminuíram o tamanho do computador, além de serem
mais baratos, mais rápidos e muito mais resistentes que
válvula.
Outra característica do transistor em relação à
válvula é que ele tinha em média um tamanho cem vezes
menor. A linguagem de programação na época era o
ASSEMBLY.
Começaram a surgir os minicomputadores para
enfrentar o alto custo dos grandes computadores da época.
Terceira Geração – Circuitos Integrados (1962 - 1972)
O domínio da tecnologia da física
do estado sólido permitiu a integração de
vários transistores em uma única
embalagem com aproximadamente as
mesmas dimensões de um único
transistor. Surgiram os circuitos
integrados.
Estes computadores tinham maior potência de cálculo, eram mais rápidos,
mais confiáveis e menores fisicamente do que seus antecessores.
A partir desse modelo, começa-se a utilizar o termo “Byte” para indicar o sinal
do conjunto de 8 bits.
Quarta Geração – VLSI (1972 - ...)
O VLSI (Very Large Scale Integration) era o
padrão de microcircuitos da IBM. Devido a essa
tecnologia, surgem computadores menores, mais
rápidos e com grande capacidade de memória. Se
comparado, seria possível substituir milhões dos
transistores por um único chip semicondutor.
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Exercício – Unidade II
1 - Qual o primeiro instrumento de memória de cálculo a ser utilizado pelo homem? __________________________________________________________________
2 - Coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmações: a-) ( ) Claude Shanon idealizou a máquina hipotética. b-) ( ) John L. Von Neumann revolucionou quando propôs uma máquina onde os dados e também o programa (instruções) eram armazenadas na memória. c-) ( ) Blaise Pascal foi o engenheiro fundador da Teoria da Informação. 3 - Sobre os componentes principais usados no processamento dos dados de cada uma das gerações de computadores, associe as colunas: (1) Circuitos integrados - ( ) 1ª Geração de computadores (2) VLSI - ( ) 2ª Geração de computadores (3) Válvula - ( ) 3ª Geração de computadores (4) Transistores - ( ) 4ª Geração de computadores Anotações:
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BIBLIOGRAFIA
• MANZANO, André Luiz N.G. e MANZANO, Maria Izabel N.G. Estudo Dirigido de Informática Básica. Érica, 7ª Ed., 2007.
• GUIMARÃES, Ângelo M; LAGES, Newton A. C.; Introdução a Ciência da Computação. LTC – Livros Técnicos e Científicos. Edição Atualizada.
• MANZANO, José Carlos N. G. e MANZANO, André Luiz N.G. Estudo Dirigido de Windows XP. Érica, 7ª Ed., 2007.
• Pesquisas na internet, apostilas e notas de aula elaboradas pelo Professor.