Colégio Estadual Helena Kolody
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Informática I
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1º. F
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Prof. Paulo
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14/02/2014 - Parte 1
Informática: “ciência do tratamento automático das
informações”
A crescente evolução na área de Informática possibilitou um
avanço das atividades relacionadas a esta área na quase
totalidade das atividades humanas, iniciando pelas Engenharias e
atingindo os mais diversos setores. Por isso, é primordial que os
profissionais desenvolvam um conhecimento da tecnologia de
informática que seja útil na solução dos problemas relacionados
com o seu eixo profissional.
Régua de Cálculo
Computador: máquina composta de um conjunto de partes
eletrônicas e eletromecânicas capaz de receber, armazenar, tratar
e produzir informações de forma automática, com grande rapidez
e precisão É um instrumento para agilizar o tratamento da
informação, e não como seu objetivo final.
Durante vários séculos, o ábaco foi sendo desenvolvido
e aperfeiçoado, sendo a principal ferramenta de cálculo por muito
tempo. Entretanto, os principais intelectuais da época do
renascimento necessitavam descobrir maneiras mais eficientes de
efetuar cálculos. Logo, em 1638, depois de Cristo, um padre
inglês chamado William Oughtred , criou uma tabela muito
interessante para a realização de multiplicações muito grandes. A
base de sua invenção foram as pesquisas sobre logaritmos,
realizadas pelo escocês John Napier.
Até este momento, a multiplicação de números muito
grandes era algo muito trabalhoso e demorado de ser realizado.
Porém, Napier descobriu várias propriedades matemáticas
interessantes e as deu o nome de logaritmos. Após, disso,
multiplicar valores se tornou uma tarefa mais simples.
O mecanismo do William era consistido de um régua que
já possuía uma boa quantidade de valores pré-calculados,
organizados em forma que os resultados fossem acessados
automaticamente. Uma espécie de ponteiro indicava o resultado
do valor desejado.
Qual foi o primeiro computador do Mundo? Em que ano
surgiu? Quem foi o seu criador?
A História dos computadores e da computação
Hoje em dia, os computadores estão presentes em nossa vida
de uma forma nunca vista anteriormente. Sejam em casa, na
escola, na faculdade, na empresa, ou em qualquer outro lugar,
eles estão sempre entre nós. Ao contrário do que parece, a
computação não surgiu nos últimos anos ou décadas, mas sim há
mais de sete mil anos atrás.
Ábaco: a primeira calculadora da história
Máquina de Pascal
Muitos povos da antiguidade utilizavam o ábaco para a
realização de cálculos do dia-a-dia, principalmente nas áreas de
comercio de mercadorias e desenvolvimento de construções civis.
Ele pode ser considerado como a primeira máquina desenvolvida
para cálculo, pois utilizava um sistema bastante simples, mas
também muito eficiente na resolução de problemas matemáticos.
É basicamente um conjunto de varetas de forma paralela, que
contém pequenas bolas que realizam a contagem.
Seu primeiro registro é datado no ano de 5500 a.c.,
pelos povos que constituíam a Mesopotâmia. Contudo, o ábaco
também foi usado posteriormente por muitas outras culturas:
Babilônia, Egito, Grécia, Roma, Índia, China, Japão, etc. Cada um
destes povos possui uma versão de específica desta máquina,
entretanto, preservando a sua essência original. Seu nome na
Roma antiga era "Calculus", termo de onde a palavra cálculo foi
derivada.
O fato de este instrumento ter sido difundido entre todas
estas culturas se deve principalmente a dois fatores. O contato
entre povos distintos é o primeiro deles, o que fez com que o
ábaco fosse copiado de um lugar para vários outros no mundo.
Por outro lado, a necessidade da representação matemática fez
com os sistemas de contagens utilizados no cotidiano fossem
implementados de forma mais prática.
Sobre as operações matemáticas, ele é bastante útil
para a soma e subtração. Já a multiplicação e divisão, o ábaco
comum não é muito recomendado, somente algumas versões
mais complexas que padrão.
Apesar da régua de cálculo de William Oughtred ser útil,
os valores presentes nela ainda eram pre-definidos, o que não
funcionaria para calcular números que não estivessem presentes
na tábua. Pouco tempo depois, em 1642, o matemático francês
Bleise Pascal desenvolveu o que pode ser chamado da primeira
calculadora mecânica da história, a máquina de Pascal.
Seu funcionamento era baseado no uso de rodas
interligadas, que giravam na realização dos cálculos. A ideia
inicial de Pascal era desenvolver uma máquina que realizasse as
quatro operações matemáticas básicas, o que não aconteceu na
prática, pois ela era capaz apenas de somar e subtrair. Por esse
motivo, ela não foi muito bem acolhida na época.
Alguns anos após a Máquina de Pascal, em 1672, o
alemão Gottfried Leibnitz conseguiu o que pascal não tinha
conseguido, criar uma calculadora que efetuava a soma e a
divisão, além da raiz quadrada.
O Advento da programação funcional
Em todas as máquinas e mecanismos mostrados as
operações já estavam previamente programadas, não sendo
possível inserir novas funções. Contudo, no ano de 1801, o
costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolveu um sistema muito
interessante nesta área.
A indústria de Jaquard atuava no ramo de desenhos em
tecidos, tarefa que ocupava muito tempo de trabalho manual.
Vendo este problema, Joseph construiu a primeira máquina
realmente programável, com o objetivo de recortar os tecidos de
forma automática.
Tal mecanismo foi chamado como Tear Programável,
pois aceitava cartões perfuráveis com entrada do sistema. Desta
maneira, Jaquard perfurava o cartão com o desenho desejado, e
a máquina o reproduzia no tecido. A partir desse momento, muitos
esquemas foram influenciados pelo Tear, incluindo o que vamos
explicar logo a seguir.
A Máquina de Diferenças e o Engenho Analítico
No ano de 1822, foi publicado um artigo científico que
prometia revolucionar tudo o que existia até o exato momento, no
ramo do cálculo eletrônico. O seu autor, Charles Babbage,
afirmou que sua máquina era capaz de calcular funções de
diversas naturezas (trigonometria, logaritmos), de forma muito
simples. Este projeto possuía o nome de Máquina de Diferenças.
Houve um grande boom na época por causa disso, pois
as ideias aplicadas no projeto estavam muito a frente do seu
tempo. Por causa de limitações técnicas e financeiras, a Máquina
de Diferenças só pôde ser implementada muitos anos depois.
Após um período, no ano de 1837, Babbage lançou uma
nova máquina, chamado de Engenho Analítico (Máquina
Analítica). Ela aproveitava todos os conceitos do Tear
Programável, como o uso dos cartões. Além disso, instruções e
comandos também poderiam ser informados pelos cartões,
fazendo uso de registradores primitivos. A precisão chegava a 50
casas decimais.
Novamente, ela não pôde ser implementada naquela
época, pelo mesmo motivo de limitações técnicas e financeiras.
Simplesmente a tecnologia existente não era avançada o
suficiente para a execução do projeto. Contudo, a contribuição
teórica de Babbage foi tão grande, que muitas de suas ideias são
usadas até hoje.
A Teoria de Boole
Se Babbage é o avô da computador do ponto de vista de
arquitetura de hardware, o matemático George Boole pode ser
considerado o pai da lógica moderna. Boole desenvolveu, em
1847, um sistema lógico que reduzia a representação de valores
através de dois algarismos: 0 ou 1.
Em sua teoria, o número “1” tem significados como:
ativo, ligado, existente, verdadeiro. Por outro lado, o “O”
representava o inverso: não ativo, desligado, não existente, falso.
Para representar valores intermediários, como “mais ou menos”
ativo, é possível usar dois ou mais algarismos(bits) para a
representação. Por exemplo:
00 – desligado; 01 – carga baixa; 10 – carga moderada; 11 –
carga alta
Máquina de Hollerith
O conceito de cartões desenvolvidos na máquina de
Tear Programável também foi muito útil para a realização do
censo de 1890, nos estados unidos. Nessa ocasião, Hermann
Hollerith desenvolveu uma máquina que acelerava todo o
processo de computação dos dados computados.
Ao invés da clássica caneta para marcar X em “sim” e
“não” para perguntas como sexo, idade, os agentes do censo
perfuravam estas opções nos cartões. Uma vez os dados
coletados, o processo de computação da informação demorou
aproximadamente 1/3 do comum. Foi praticamente uma
revolução na maneira de se coletar dados.
Aproveitando todo o sucesso ocasionado por sua
máquina, Hollerith fundou sua própria empresa, a Tabulation
Machine Company, no ano de 1896. Após algumas fusões com
outras empresas e anos no comando do empreendimento,
Hoolerith veio a falecer. Quando um substituto assumiu o seu
lugar, em 1916, o nome da empresa foi alterado para
Internacional Business Machine, a mundialmente famosa IBM.
Computadores Pré-modernos
Na primeira metade do século XX, várias computadores
mecânicos foram desenvolvidos, sendo que com o passar do
tempo, componentes eletrônicos foram sendo adicionados aos
projetos. Em 1931, Vannevar Bush implementou um computador
com uma arquitetura binária propriamente dita, usando os bits 0 e
1. A base decimal exigia que a eletricidade assumisse 10
voltagens diferentes, o que era muito difícil de ser controlado. Por
isso, Bush fez uso da lógica de Boole, onde somente dois níveis
de voltagem já eram suficientes.
A segunda guerra mundial foi um grande incentivo no
desenvolvimento de computadores, visto que as máquinas cada
vez mais estavam se tornando mais úteis em tarefas de
desencriptação de mensagens inimigas e criação de novas armas
mais inteligentes. Entre os projetos desenvolvidos neste período,
o que mais se destacou foi o Mark I, no ano de 1944, criado pela
Universidade de Harvard (EUA), e o Colossus, em 1946, criado
por Allan Turing.
Sendo uma das figuras mais importantes da
computação, Allan Turing focou sua pesquisa na descoberta de
problemas formais e práticos que poderiam ser resolvidos através
de computadores. Para
aqueles
que
apresentavam solução, foi
criada a famosa teoria da
“Máquina de Turing”, que
através de um número
finito
de
operações,
resolvia
problemas
computacionais
de
diversas
ordens
diferentes. A máquina de
Turing foi colocada em prática através do Computador Colosssus.