Fundamentos da Computação
Prof. Ricardo Salvino Casado
FATEC-ID
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA
COMPUTAÇÃO
• Ábaco
– Utilizado na antiguidade (do Egito a China) por
comerciantes para fazer operações aritméticas
– O ábaco utilizava fios para realizar as contas e
representar os números (dados) e seguia as regras
de adição, subtração, etc
– Continuou sendo usado até a invasão das
calculadoras de bolso (4000 anos de uso).
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA
COMPUTAÇÃO
EXEMPLO COM ÁBACO
• O ábaco (que estaremos utilizando neste
exemplo) é formado por 8 colunas divididas
em duas partes: inferior e superior.
• Cada coluna possui 9 pedras.
• As pedras dispostas na parte superior
representam um banco de dados.
• As pedras dispostas na parte inferior
representam um valor numérico (neste caso
543).
EXEMPLO COM ÁBACO
EXEMPLO COM ÁBACO
• Note que da esquerda para a direita, cada
coluna representa uma potência de base 10.
• Temos as colunas das unidades, dezenas,
centenas, etc.
• O valor zero é representado pela ausência de
pedras na respectiva coluna inferior.
EXEMPLO COM ÁBACO
• Inicialmente represente o valor A no ábaco.
• Em seguida, acrescente em cada uma das
colunas, o número de pedras necessários para
formar o valor B.
• Caso não existam pedras suficientes em uma
determinada coluna, acrescente uma pedra na
coluna seguinte, e remova da coluna anterior
o número de pedras que foi acrescido em
excesso.
EXERCÍCIO COM O ÁBACO
• FAÇAM A SOMA DE 27 + 5!
• RESULTADO???
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Primeiramente, colocamos o valor 27 na coluna
inferior.
– Como não é possível somar o valor 7 ao valor 5 (só
há duas pedras restantes na primeira coluna),
colocamos mais uma na coluna seguinte.
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Entretanto, ao colocarmos mais uma pedra na
segunda coluna, estamos na realidade somando
mais 10 ao valor 27.
– Isto significa que somamos 5 unidades em
excesso.
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Desta forma, estas cinco unidades adicionais
– precisam ser retiradas da primeira coluna.
– Após a remoção do excesso, temos o resultado
desejado, que é 32.
TEAR DE JACQUARD
• Tear inventado por Jacquard no século XIX em
1801 que podia ser programado com cartões
perfurados. E estes cartões controlavam o
padrão do tecido no material.
• Responsável pela automatização da indústria
têxtil.
TEAR DE JACQUARD
MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE
BABBAGE
• Foi um projeto não finalizado (1822 – 1832) de
uma máquina baseada em engrenagens similares
aos mecanismos de um relógio
• Se funcionasse, a máquina calcularia tabelas
matemáticas (raízes de polinômios) e imprimiria
os resultados (em uma placa de cobre)
• Ao custo de 1 milhão de dolares, foi construída
em 1991 uma máquina de diferenças no museu
de ciências de Londres.
MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE
BABBAGE
MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES
BABBAGE (1837)
• Plano de um computador mecânico de propósito
geral, que empregava cartões perfurados para
entrada (dados) e utilizava-se de vapor para
fornecer energia para o funcionamento.
• Possuía quatro componentes:
– Memória (1000 palavras de 50 dígitos decimais)
– Unidade Processadora (lia, gravava na memória e
realizava operações aritméticas)
– Unidades de entrada e saída (cartões perfurados)
MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES
BABBAGE (1837)
• Linguagem de programação às linguagens de
máquinas modernas (com laços e condições).
• Planos corretos, mas falta de precisão da
tecnologia mecânica da época fizeram com
que o projeto nunca fosse implementado.
• Babbage, gastou grande parte de sua fortuna
neste projeto, terminando sua vida só e
esquecido.
MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE
HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890)
• Teve como motivação principal de automatizar
o censo americano (o de 1880 levou 7 anos).
• As respostas das perguntas do censo eram
codificadas em cartões perfurados.
• O censo de 1890 foi concluído em 2 anos e
meio.
MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE
HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890)
CONCEITO UNIVERSAL DE
COMPUTADOR
• A noção moderna assume o conceito de
propósito-geral e universal, isto é, dada a
capacidade de programação, qualquer
computador pode emular o comportamento
de qualquer outra máquina.
MODELO UNIVERSAL DE
COMPUTADOR: MÁQUINA DE TURING
• Uma máquina de Turing é um modelo abstrato
de computador que formaliza as noções de
armazenamento e execução de programas.
• Introduzido em 1936 por Alan Turing de forma
a caracterizar precisamente a noção de
algoritmo.
COMPONENTES DA MÁQUINA DE
TURING
•
•
•
•
Tape (Fita)
Cabeçote do tape
Unidade de controle
Conjunto de instruções (programa)
MODELO DA MÁQUINA DE TURING
TESE DE TURING (VÁLIDA ATÉ OS DIAS
DE HOJE)
• “Qualquer modelo prático de computação
tem que ser equivalente ou então ser um
subconjunto das capacidades de computação
de uma máquina de Turing”.
PRIMEIROS DISPOSITIVOS
• COMPUTADORES
COM
CAPACIDADES
ESPECÍFICAS E NÃO PROGRAMÁVEIS:
• Máquina de diferenças de Babbage. Nunca
chegou a funcionar satisfatoriamente
• Máquina de classificação (Hollerith)
• COMPUTADORES
COM
CAPACIDADES
ESPECÍFICAS E PROGRAMÁVEIS:
• Tear de Jacquard
PRIMEIROS DISPOSITIVOS
•
•
•
•
COMPUTADORES TURING-COMPLETO:
Máquina analítica de Babbage
Problema: Nunca foi construída
Considerado o primeiro computador universal
da história.
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• Componentes básicos do computador
– Hardware
• A memória do computador
• Unidades de entrada e saída
• A unidade central de processamento
– Software
• Aplicações com software
• Ciclo de vida do software
• Programação e níveis de linguagem
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• Informática: é a informação automática, ou
seja, o tratamento da informação de modo
automático
• Informática pressupõe o uso de computadores
eletrônicos para o tratamento da informação
• Cabe à informática a tarefa de coletar, tratar e
disseminar dados gerando informação
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• DADOS: Elementos conhecidos de um
problema
• INFORMAÇÃO: Um conjunto estruturado de
dados, transmitindo conhecimento
EXERCÍCIOS
• 1) Explique o funcionamento do ábaco e
realize uma soma de 38 + 7.
• 2) Explique o funcionamento do Tear de
Jacquard.
• 3) Fale com suas palavras quais são e como
funciona os quatro dispositivos da máquina
analítica de Babbage.
• 4) Explique com suas palavras a diferença
entre hardware e software.