Intenções futuras...

Futuramente, publicaremos curiosidades e informações adicionais sobre coisas relacionadas aos computadores. Como sua história no Brasil, fotos do museu "físico" de nossa Universidade Tecnológica Federal - UTFPR aqui no Campus Curitiba, etc..

Quarta Geração - Computadores com chips VLSI

A quarta geração é marcada pelos microprocessadores: dispositivo eletrônico encapsulado em um chip que possui internamente uma unidade de controle, uma unidade lógico-aritmética e uma memória interna englobando as funcionalidades básicas de um computador.

O primeiro microprocessador que surgiu foi o Intel 4004, em 1971, foi o primeiro em chip simples e também o primeiro disponível comercialmente.

Originalmente, foi desenvolvido por uma empresa japonesa de calculadoras; era um processador de 4 bits (2^4 posições de memória).

Em 1972, foi lançado o Intel 8008 que corresponde ao primeiro microprocessador de 8 bits.

Quarta Geração Micral

Primeiro microcomputador do mundo, foi lançado em 1973 e não obteve êxito comercial. 

Era programado diretamente com números binários e não possuía nenhum periférico de E/S (entradas e saídas).

Quarta Geração Altair

Com a popularização do microprocessador, surgiram diversos kits que podiam ser comprados em lojas e montados em casa. O mais famoso foi o Altair 8800: ele inspirou dois estudantes a escrever um interpretador BASIC, de forma que os usuários não eram obrigados a usar a linguagem de máquina. Seus nomes? Bill Gates e Paul Allen.

Outras empresas também começaram a construir seus microprocessadores: Zilog, Motorola, e Apple. Em 1975, o Apple II já usava um monitor de TV, teclado e cassete. Para ele foram escritos os primeiros softwares utilitários: Visicalc e Wordstar.

IBM - PC (Personal Computer):
Em 1981, a IBM resolveu investir em microcomputadores. O primeiro PC era baseado no microprocessador Intel 8088 de 16 bits e velocidade de clock de 4.77MHz. Possuía 16k de memória RAM (expansível até 256K), acionadores de disquete e monitor opcional.
Preço: US$ 1565 (+/- US$ 4mil atualmente).

A disponibilidade do projeto do PC fez com que outros fabricantes iniciassem a sua construção massiva.



A tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration) permitiu que milhões de transistores pudessem ser encapsulados em uma única pastilha, também denominada chip. Assim a Intel ampliou sua família de microprocessadores. Exemplos: 80260, 386, 486, Pentium, Pentium II, ...




Depois de 1970, as evoluções tecnológicas se deram principalmente na miniaturização dos 

componentes internos dos computadores e os avanços ficaram relacionados com a escala de integração dos circuitos integrados, ou seja, em quantos circuitos se pode colocar em um único chip. Busca-se processadores mais rápidos e miniaturização de componentes. 





Escala de integração cada vez mais reduzida (VLSI e ULSI) possibilitam a criação de circuitos cada vez mais “poderosos” e menores – base para a evolução atual dos computadores. Exemplos de escalas de integração:




SSI: Small Scale of Integration (Integração em pequena escala);
menos de 10 elementos por chip;
MSI: Medium Scale of Integration; 10 a 100 elementos por chip;
LSI: Large Scale of Integration; 100 a 5000 elementos por chip; (1969)
VLSI: Very Large Scale of Integration; 5000 a 50.000 elementos por chip; (1975)
SCSI: Integração em supergrande escala. 50.000 a 100.000 elementos por chip;
ULSI: Ultra Large Scale of Integration. Mais de 100.000 elementos por chip; (1990), Pentium (Intel) 
Intel Pentium Pro (1996) possuía mais de 6.000.000 de elementos concentrados em poucos centímetros quadrados.

• Qual o limite da integração?

AMD Phenom II X4 – 258 mm2,  758 milhões de transistores de 45 nm;
Intel Core i7 – 263 mm2, 731 milhões de transistores de 45 nm;

Terceira Geração - Computadores com Circuitos Integrados

A evolução do transistor foi o surgimento do circuito integrado, em 1958.

Um circuito integrado consiste de muitos elementos, como transistores e resistores fabricados em uma mesma peça de silício ou outro material semicondutor. Podia conter dezenas de transistores, executando desde funções lógicas simples até funções mais complexas.

Vantagens: ocupava pequeno espaço, robustez a interferências elétricas e baixo consumo.

A IBM foi pioneira na uso de circuitos integrados, lançando o IBM 360 em 1965 (substituto dos tipos 7094 e 1401). O IBM 360 era vendido em diversos modelos (exigências de custo x desempenho). Foi o primeiro computador de propósito geral produzido, atendendo tanto a processamento científico quanto comercial.

O PDP-11 foi o primeiro minicomputador com circuitos integrados. Teve grande sucesso de 
vendas, sendo muito adotado por universidades.

Acontecimentos:

• Introdução de novas linguagens de programação:

Basic e PL1 (que surgiram na década de 60);
Pascal, C, Microsoft Basic (década de 70);

• Em 1971, a IBM lança o "disco flexível", um disco plástico de oito polegadas recoberto com óxido de ferro.

Segunda Geração - Computadores Transistorizados

Com a invenção do transistor, foi possível revolucionar a construção de computadores.
Um transistor é um dispositivo semi-condutor, isto é, conduz corrente elétrica de acordo com a tensão aplicada. Por isso, pode ser utilizado como uma chave, assim como o relé e a válvula; oferece mais confiabilidade e velocidade que as válvulas, além de ser menor e gastar menos energia.

Réplica do primeiro transistor

Exemplos:

• TX-0: primeiro computador transistorizado da história (MIT, 1957)

• PDP 1: primeiro microcomputador comercial (DEC - Digital Equipment Company, 1961)

• IBM 7090 e 7094: mais rápidos que o PDP-1, mas muito mais caros (IBM)

• IBM 1401: versão mais barata, destinada principalmente a aplicações comerciais (IBM)

• CDC-6600: representa o ápice dos computadores transistorizados (CDC, 1964).

Distinguia-se dos demais de sua época por descarregar o processamento da CPU pelo de uso de pequenos computadores auxiliares (que tratavam de tarefas como E/S - entradas e saídas). Conseguia executar até 10 instruções simultaneamente.

       Linguagens de programação utilizadas: Fortran e Cobol.

Arquitetura de Von Neumann

Em 1945, nos EUA, o matemático húngaro John Von Neumann propôs uma arquitetura que seria seguida por todas as gerações de computadores. Segundo o conceito de programa armazenado, a memória armazenaria tanto as instruções a serem executadas quanto os dados a serem processados. Isso gerou uma facilidade de modificar instruções e também possibilitou que uma mesma representação armazenasse dados e instruções.

Arquitetura de Von Neumann

Primeira Geração e a Arquitetura de Von Neumann

Usada inicialmente:

• EDVAC (Eletronic Discrete Variable Computer) - 1951.
• IAS (Institute for Advanced Study) - 1952, Universidade de Princeton.
• Edsac (Eletronic Delay Storage Automatic Calculator) - 1949, Universidade de Cambridge.

Univac (Universal Automatic Computer): primeiro computador baseado na arquitetura de Von Neumann que obteve sucesso comercial, em 1951. Ao invés de válvulas, empregava diodos de cristal. Foi o primeiro a contar com unidades de equipamentos periféricos independentes (por exemplo, impressoras).

Univac 1

Primeira Geração - Computadores a válvula e relé

Primeira Geração Z1

Os primeiros computadores eletrônicos começaram a surgir na década de 1930. Entre 1935 e 1938, Konrad Zuse projetou e construiu uma série de máquinas eletromecânicas baseadas em relés (relés são dispositivos que, se excitados por uma corrente elétrica, é capaz de fechar um contato, servindo como uma chave de "liga-desliga").
Essa série de máquinas construídas, ficaram conhecidas como Z-1, Z-2, Z-3 e Z-4.

Z1

As máquinas de Zuse utilizavam aritmética binária e já apresentavam uma organização interna similar à dos computadores modernos.

Primeira Geração ABC

Enquanto isso, entre 1936 e 1939, John Vincent Atanassof e John Berry desenvolveram uma máquina baseada em válvulas denominadas ABC. Essas válvulas são dispositivos puramente eletrônicos que, assim como o relé, funcionam como uma chave, porém com velocidade dez mil vezes mais rápida.

O objetivo era resolver conjuntos de equações lineares da física. Também apresentavam alguns conceitos encontrados em computadores modernos (unidade aritmética e de memória) e operava com aritmética binária.

ABC

No período da Segunda Guerra Mundial, o computador torna-se uma ferramenta necessária para auxiliar no cálculo de tabelas de balística para canhões navais e artilharia anti-aérea.

Primeira Geração Mark 1

Computador eletromecânico Harvard Mark-1 (1944). Concebido por Howard Aiken e implementado pela IBM. Não possuía o conceito de programa armazenado; o programa era "carregado" por meio de uma fita perfurada, executando as instruções durante sua leitura.

Fitas perfuradas

Ocupava 120 m², continha milhares de relés e levava cerca de três segundos para efetuar uma multiplicação de números de dez dígitos.

Mark 1

Primeira Geração Colossus

Projeto secreto desenvolvido entre 1940 e 1944 com o intuito de decifrar códigos secretos alemães. Foi revelado somente em 1970.

Colossus

Primeira Geração ENIAC

O ENIAC (Eletronic Numeric Integrator and Calulator) foi apresentado em 1946.
Continha 18 mil válvulas, pesava 30 toneladas. Era capaz de executar 5 mil adições e subtrações e 300 multiplicações por segundo. Possuía memória pequena e, como tinha vários componentes discretos, não funcionava por muitos minutos seguidos sem que um 
deles quebrasse. Em algumas operações, chega a ser mais de mil vezes mais rápido que o Mark 1.

Programas eram configurados por cabos, tornando sua programação complexa. Sua preparação para cálculos podia demorar semanas e os programas eram modificados através de reconfigurações no circuito: trabalho de dias para um programa relativamente simples.

ENIAC

Na figura acima, temos, em primeiro plano, um homem está colocando dados (bits) na memória do computador, por meio de interruptores. No fundo da sala, uma mulher lê resultados num painel luminoso onde cada lâmpada é um bit.

Gerações

Após termos contado a história da informática de maneira rápida, podemos, agora, abordar cada uma das gerações. Para quem não sabe a história da computação pode ser dividida em quatro gerações. Porém alguns livros que foram publicados dos anos 1990 em diante, incluem a existência de uma quinta e sexta gerações, que seriam caracterizados por conectividade absoluta (redes de computadores sem fio; computação embarcada em dispositivos de uso geral), processamento gráfico avançado, velocidades da ordem de nanossegundos e picossegundos, evolução em aspectos tais como consumo e tamanho que atende à crescente demanda por plataformas móveis (por exemplo, Intel Core2 Extreme - transistores com tecnologia hi-k, baseada em Háfnio, oferecem menor tamanho e consumo).

Pois bem, no próximo post, vamos dar início à Primeira Geração!!!

História da Computação - Parte 4

Em 1900, surgiu a memória magnética. Em 1902, as primeiras tele-impressoras. Em 1906, o tubo de vácuo. Em 1918, a Codificação Enigma da Alemanha. Em 1920, John Logie Baird e Clarence Hansell patenteiam a idéia de utilizar matrizes de tubos refletores para transmitir imagens - fibra óptica básica.
Em 1928, a IBM chega ao Brasil introduzindo um novo tipo de cartão e também os primeiros cursos técnicos. Em 1939, John Atanasoff e seu aluno Clifford Berry constroem o protótipo do primeiro computador moderno, o "Atanasoff-Berry Computer ABC".

História da Computação - Parte 3

Em 1801, o mecânico francês Joseph Marie Jacquard sugere controlar teares por meio de cartões perfurados; esses cartões forneceriam os comandos necessários para que a tecelagem de padrões complicados em tecidos fosse realizada com sucesso. Assim, inicia-se a Programação. Em 1808, o italiano Pellegrino Turri introduz o sistema de teclados. Em 1820, a temos a primeira calculadora a ser comercializada com sucesso, chamada de "Arithometer", que foi inventada por Charles Xavier Thomas, e teve como princípio o aparelho desenvolvido por Leibniz e já falado aqui por nós no post anterior.

Arithometer

Por volta de 1830, Charles Babbage, preocupado com os erros contidos nas tabelas matemáticas de sua época, constrói um modelo para calcular tabelas de funções logarítmicas e trigonométricas, por exemplo, sem a intervenção de um operador humano e essa invenção foi chamada de "Máquina das Diferenças".

Máquina das Diferenças

Em 1834, Charles Babbage começa a desenvolver um computador mecânico moderno de uso geral, o Engenho analítico. Trabalhou neste projeto até o seu falecimento em 1877. No mesmo ano, surge a primeira pessoa programadora da História: Augusta (Ada) Lovelace, que cria um programa para utilizar a máquina de Babbage.

Ada Lovelace

Em 1854, George Boole cria a Álgebra Booleana, que é nossa base atual de aritmética computacional e investiga as leis do pensamento.

Álgebra de Boole - tabela verdade em circuitos lógicos

Em 1856, ocorre a primeira ligação transatlântica via cabo; em 1868, é lançado o teclado QWERTY, assim chamado pois são as primeiras seis letras seguidas numa linha do teclado e é patenteado por Christopher Sholes. Em 1869, é inventado o piano lógico de Jeavons. m 1873, invenção do primeiro motor elétrico. Em 1874, o teclado QWERTY é visto pela primeira vez em máquinas de escrever, foi o lançamento oficial destas.

Primeiras versões da máquina de escrever

Em 1876, Alexander Graham Bell inventa o telefone. Em 1881, acontece o aperfeiçoamento de máquinas lógicas, tornando-as mais pequenas. Em 1883, Thomas Edison inventa a lâmpada. Em 1888, Friedrich Reinitzer descobre o cristal líquido. Em 1892, surge as máquinas de calcular de Burrogh.

Em 1889, o estatístico americano Herman Hollerith funda a IBM (Internacional Business Machines), que idealiza uma solução eficiente para o censo dos EUA de 1890: conceber diversas máquinas elétricas para a soma e contagem de dados, eram representadas por perfurações em tiras de papel. Assim, foram estabelecidos os circuitos elétricos e os dados começaram a poder ser computados de forma automática e rápida.

Em 1895, Marconi realizou a primeira transmissão pelo primeiro telégrafo sem fios, pelo Canal da Mancha, para conseguir tal feito, baseou-se nos estudos de Nikola Tesla. Em 1896, Herman Hollerith cria a "Tabulating Machine Company", e as tiras de papel são substituídas por cartões e estes cartões, tornaram-se elementos básicos das máquinas da IBM.

História da Computação - Parte 2

Após tratarmos de todos os eventos anteriores ao nascimento de Cristo, falaremos agora, dos posteriores para dar continuidade a nossa história.
Em 200 d.C., houve a criação da base binária, a princípio para classificar medidas musicais.

Compasso Binário

O conceito de algoritmo é inventado em 825 d.C.; em 1614, John Napier, inventor do logaritmo, desenvolve os Bastões de Napier, que é um auxílio às operações de multiplicação. Então, em 1633, são inventadas as Réguas de Cálculo pelo sacerdote William Oughtred; sua idéia foi representar os logaritmos de John Napier em escalas de marfim, madeira, etc. e, tal aparelho é considerado o primeiro computador analógico da História.

Régua de Cálculo

Em 1642, Blaise Pascal, aos 18 anos de idade, cria a Pascalina, máquina de calcular baseada em dois conjuntos de discos: um para a introdução de dados e outro que armazena os resultados, interligados por engrenagens. Esta é considerada a primeira calculadora mecânica do mundo.

Pascalina

Em 1679, Leibniz introduz o conceito de realizar multiplicações e divisões através de subtrações e adições sucessivas (Calculadora de Leibniz). Em 1769, é inventado o que é considerado o primeiro jogo computadorizado: um  jogo de xadrez chamado de "Turk". Em 1786, o engenheiro J. Muller planeja a construção de uma máquina para calcular e preparar tabelas matemáticas de algumas funções e foi ela que introduziu o conceito de registros somadores.

História da Computação - Parte 1

Neste blog, falaremos um pouco da história da informática. Então... Lá vamos nós!!!
Para começarmos a falar de algo tão presente no nosso dia-a-dia, devemos retomar acontecimentos de muitos e muito anos atrás. O primeiro fato a ser levado em consideração é o surgimento da Escrita Cuneiforme na Mesopotâmia, em 4000 a.C.; depois disso, houve a criação do Ábaco (foto abaixo), 3500 a.C., que é um aparelho utilizado para realizar operações matemáticas de adição, subtração, multiplicação e divisão. 

    

Ábaco 

Depois, começam evidências do uso de papiro (papel egípcio) e algo que servia como tinta, no Egito. Na Babilônia, dividiu-se o dia em 24 horas. E, em 1500 a.C. os egípcios começaram a utilizar o relógio de sol para e contar o tempo (a princípio era um bastão fincado no chão, para registrar, pelo Sol, a passagem do tempo).

Relógio de Sol

Por volta de 1300 a.C. houve o surgimento do Alfabeto pelos Fenícios, que acabaria substituindo os ideogramas. Na China, houve sinais do surgimento do papel e, em 63 a.C., houve o surgimento da Estenografia, pelo romano Marco Túlio Tiro.