ICC-01 História dos Computadores

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História dos Computadores: primórdios da computação e o surgimento dos computadores.

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A HistA Históória dos ria dos ComputadoresComputadores

Primórdios da Computação

O Surgimento dos Computadores

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PrimPrimóórdios da Computardios da Computaççãoão

υ Razões da demanda por ferramentas auxiliares de cálculo.

υ Calculadoras Manuais.

υ Calculadoras Mecânicas.

Introdução à Ciênciada Computação

Eduardo Nicola F. Zagari 2

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CCáálculo com o auxlculo com o auxíílio de lio de FerramentasFerramentas

As principais razões residem em duas limitações humanas: velocidade de cálculo e taxa de erros.

υ Operações matemáticas elementares tais como multiplicação e divisão podem demandar vários segundos ou minutos, se feitas manualmente.

υ Fatores como distração, fadiga, tensão, etc, estão entre as causas comuns de erros por parte dos seres humanos, principalmente em tarefas repetitivas, requerendo procedimentos elaborados de controle para a execução confiável destas tarefas.

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As Tabelas de As Tabelas de PronyProny: : A MatemA Matemáática feita Manualmentetica feita Manualmente

Em 1794 cem pessoas, sob o comando de G. F. Prony e patrocínio do governo francês, foram incumbidas do cálculo manual de várias tabelas de números naturais, incluindo tabelas de logaritmos para números entre

1 e 200.000 com 19 casas decimais de precisão. A tarefa que incluía também tabelas para funções trigonométricas, demandou 2 anos, sendo

cada resultado calculado duas vezes, por pessoas diferentes, para minimizar a ocorrência de erros.

O resultado final, apenas para os logaritmos, foram tabelas que continham um total de 8 milhões de dígitos decimais. Para reduzir os custos, a maior parte da equipe era composta por pessoas que sabiam apenas executar operações de adição e subtração, supervisionadas por

um pequeno time de matemáticos.

Hoje, uma calculadora científica é capaz de fornecer qualquer dos dados das tabelas trigonométricas e de logaritmos, ainda que com precisão

menor, em segundos.

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Calculadoras ManuaisCalculadoras Manuais

ÁÁbaco.baco.Criado pelos Babilônios

em 2000 ac.

TTáábuas de Multiplicabuas de Multiplicaçção.ão.Montadas por Napier em 1610.

RRéégua de Cgua de Cáálculo.lculo.Criada por Oughtred em 1621.

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Calculadoras MecânicasCalculadoras Mecânicas

DATA INVENTOR CARACTERÍSTICAS

1623 Schickhard adição e subtração

1642 Pascal adição e subtração com “vai-um”automático

1671 Leibniz adição, subtração, multiplicação edivisão

1834 Babbage solução de polinômios por diferen-ças finitas.

1885 Felt uso de teclado para dados ecomandos

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As Calculadoras Mecânicas e o As Calculadoras Mecânicas e o Censo Americano de 1890Censo Americano de 1890

Em 1880, o governo americano decidiu que o país seria recenseado a cada dez anos, a partir de 1890. Entretanto, com as técnicas

existentes, estimava-se que o trabalho estatístico sobre os dados coletados levaria mais de 10 anos para ser feito!

Herman Hollerith engenheiro e funcionário do departamento de censo, propôs um sistema para manipulação automática dos dados

através de uma máquina para tabulação de cartões perfurados. Aplicando-se o sistema de Hollerith, os dados referentes aos 62

milhões de americanos foram processados em menos de 2 meses.

Em 1896 Hollerith fundou a “Tabulating Machine Company”, mais tarde transformada, pela fusão com outras empresas, na

“Computing-Tabulating-Recording Company”. Esta companhia foi rebatizada em 1924 para “International Business Machine

Company (IBM )”.

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O Surgimento dos ComputadoresO Surgimento dos Computadores

υυ Evidências ArqueolEvidências Arqueolóógicasgicas:– O Mecanismo de Antykera

υυ O Computador do SO Computador do Sééculo XIXculo XIX :– A Máquina Analítica de Babbage

υυ O 1O 1ºº Computador Eletrônico:Computador Eletrônico:– A Máquina de von Neumann

υυ As GeraAs Geraçções de Computadoresões de Computadores:– A Indústria de Computadores

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O Mecanismo de O Mecanismo de AntykeraAntykera

υ Instrumento datado de 80 AC, usado para cálculos de navegação no Mediterrâneo.

υ Considerado um computador de programa fixo.

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A MA Mááquina Analquina Analííticaticaυ Charles Babbage

concebeu, por volta de 1840, o primeiro computador de propósito geral.

υ Os algoritmos e a linguagem de progra-mação foram desen-volvidos por Ada Augusta Byron.

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CaracterCaracteríísticas da Msticas da Mááquina quina AnalAnalííticatica

ν Até 1.000 números decimais de 50 dígitos em ponto fixo

ν Adições & Subtrações em 1 segundo

ν Multiplicações & Divisões em 1 minuto.

ν Cartões operacionais controlavam a execução das operações aritméticas.

ν Cartões de variáveis selecionavam locais da memória para os operandose resultados.

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A MA Mááquina de quina de vonvon NeumannNeumannυυ Modelo bModelo báásico de um computador digital, sico de um computador digital,

composto de três mcomposto de três móódulos dedicadosdulos dedicados:

– o processador usado para a execução dos programas;

– a memória usada para o armazenamento dos programas e dados e;

– as interfaces de entrada e de saída, usadas para a comunicação com o usuário e outros equipamentos.

υυ Embora conhecida como "MEmbora conhecida como "Mááquina de quina de vonvonNeumann", tal arquitetura foi resultado dos Neumann", tal arquitetura foi resultado dos esforesforçços de muitos pioneirosos de muitos pioneiros.

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A MA Mááquina de quina de vonvon NeumannNeumann

MEMÓRIA

ENTRADA ARITMÉTICA

& LÓGICA

CONTROLE

SAÍDA

controle

dado

PROCESSADORIntrodução à Ciênciada Computação

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CenCenáário do desenvolvimento da rio do desenvolvimento da MMááquina de quina de vonvon NeumannNeumann

υ Em 1941 Konrad Zuze do "Technische Hochschule" (Alemanha), construiu o Z3, possivelmente o primeiro Computador Eletromecânico de propósito geral.

υ Em 1944 surge o Mark I, um computador eletromecânico construidopela IBM com base nas idéias propostas por Howard Aiken (1900-73), físico de Havard.

υ Em 1946 John Mauchly e Presper Eckert construíram na "MooreSchool" da Universidade da Pensilvânia o ENIAC ("ElectronicNumerical Integrator and Calculator"), com 18.000 válvulas e 1.500 relés, consumindo 150kW.

υ Em 1945 John von Neumann (1903-57), consultor do projeto ENIAC, propôs o EDVAC ("Electronic Discrete VAriable Computer"), o primeiro Computador de Programa Armazenado.

υ Em 1949, Maurice Wilkes da Universidade de Manchester (Inglaterra) apresentou o EDSAC ("Electronic Delay Storage AutomaticCalculator"), baseado no EDVAC.

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As GeraAs Geraçções de Computadoresões de ComputadoresGERAÇÃO TECNOLOGIA SOFTWARE ARQUITETURA

I(1938-54)

válvulas, relés. Linguagem de montagem,equipamento mono-usuário

arquitetura sequen-cial, aritmética em

ponto fixo

II(1952-64)

transistores, memóriasde núcleo magnético,

placas de circuitoimpresso.

Linguagens de alto nível,sub-rotinas, processamento

em lote.

Processadores deE/S, registradores

de índice,aritmética em

ponto flutuante.

III(1962-74)

circuitos integrados,memórias semiconduto-ras, circuito impresso

multi-camada

multiprogramação,aplicações multi-usuário.

pipelining,microprogramas,memórias cache

IV(1972-90)

circuitos integrados LSI& VLSI.

Sistemas operacionais paraprocessamento paralelo.

processamentovetorial e paralelo

V(1991- ...)

escala de integraçãoULSI, circuitos

integrados de arsenetode gálio

processamento paralelo emlarga escala.

arquiteturasparalelas

escaláveis.

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FuturoFuturo

υυ A partir de 2000: Era da Internet e das A partir de 2000: Era da Internet e das ComunicaComunicaçções Mões Móóveisveis

• Periféricos wireless• HDs baseados em mídias óptico-magnéticas• Monitores de cristal líquido• Controle por voz• Reconhecimento de escrita e de impressões

digitais• Palmtops com acesso à Internet via

tecnologia celular

υυ Futuro PrFuturo Pr óóximo:ximo:–– ComputaComputaçção ão óótica, bioltica, biolóógica e quânticagica e quântica

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SUMSUMÁÁRIORIOυ Ferramentas auxiliares ao cálculo foram

desenvolvidas, através de esforços individuais, a medida que aumentava a demanda pelo uso da matemática aplicada, desde o início da civilização.

υ O surgimento do computador é, no entanto, resultado de um esforço organizado, empreendido por governos de diversos países, e suportado posteriormente por empresas privadas, responsáveis pela sua popularização.

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