DA INFORMAÇÃO Á
COMPUTAÇÃO
Introdução à Computação - UEPA
Um pouco de História
Ábaco: 1.500 anos, provavelmente no mundo
mediterrâneo
instrumento composto de varetas ou barras e
pequenas bolas, utilizado pelos mercadores para
contar e calcular.
barras atuam como colunas que posicionam casas
decimais: cada bola na barra das unidades vale um,
na barra das dezenas vale 10, e assim por diante.
Eficiente, em alguns países é usado até hoje.
século XVII
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Um pouco de História
Somando-se 72 com 28
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Um pouco de História
Descobrir meios que ajudassem a calcular
John Napier, teólogo escocês, matemático e
descoberta dos logarítmos, publicada em 1614
100 é 102 e 23 é 101,36173
trabalho de cálculo complexo
Dispositivo manual para cálculos rápidos: régua de
cálculo, desenvolvida no fim da década de 1620,
por William Oughtred
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Um pouco de História
Blaise Pascal - matemático, físico, escritor e filósofo
Máquina de Pascal (Pascaline) 1642 (Aparelho mecânico)
caixa com rodas e engrenagens (mais de cinqüenta versões ao
longo de uma década)
operador introduzia os algarismos a serem somados "discando-os"
numa série de rodas dentadas, com algarismos de zero a nove
impressos (mostrador)
cada roda representava uma determinada coluna decimal unidades, dezenas, centenas, e assim por diante
Uma roda, ao completar um giro, avançava em um dígito a roda à
sua esquerda, de ordem decimal mais alta
outras operações: adições repetitivas
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1642 - A Máquina de Somar de Blaise Pascal adiciona ou subtrai quando
as rodas dentadas se engrenam, ao serem giradas. Um giro leva um total
superior a 9 para a coluna à esquerda. O resultado aparece no
mostrador: os números da extrema direita para a adição e os da direita
para a subtração
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Um pouco de História
Problema da Pascaline: executar quaisquer outros
tipos de cálculo além da simples adição
Primeira máquina que efetuava facilmente
subtração, multiplicação e divisão:Gottfried Wilheim
Leibniz
1673 - Na calculadora de Leibiniz uma manivela girava uma roda
para acelerar as operações de multiplicação e de divisão.
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Um pouco de História
Álgebra de Boole: George Boole -1841
três operações mais fundamentais da álgebra
chamam-se AND, OR e NOT.
essas três são as únicas necessárias para
somar, subtrair, multiplicar e dividir, ou, ainda,
executar ações tais como comparar símbolos ou
números.
Para tanto, Boole introduziu o conceito de portas
lógicas que só processam dois tipos de entidades
- verdade ou falsidade, sim ou não, aberto ou
fechado, um ou zero.
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Um pouco de História
Tear de Jacquard
Durante o século XVIII, os tecelões de seda
franceses testaram métodos para guiar seus teares
por meio de fitas perfuradas, cartões perfurados ou
tambores de madeira.
Em 1804, Joseph Marie Jacquard construiu um tear
inteiramente automatizado, que podia fazer
desenhos muito complicados. Esse tear era
programado por uma série de cartões perfurados,
cada um deles controlando um único movimento da
lançadeira.
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Um pouco de História
Tear de Jacquard
Para produzir um novo padrão, o operador
simplesmente substituía um conjunto de cartões por
outro. O tear de Jacquard revolucionou a indústria
da tecelagem e, em suas características essenciais,
é ainda usado atualmente. Os cartões perfurados,
no entanto, estavam destinados a produzir seu
maior impacto na programação de computadores.
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Um pouco de História
1804 - O tear de Jacquard foi a
primeira máquina a usar cartões
perfurados para controlar processos
mecânicos.
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Um pouco de História
A máquina Diferencial
Charles Babbage, 1822
Máquina que poderia
computar e imprimir
extensas tabelas
científicas.
Rodas dentadas fixadas
em eixos que uma
manivela fazia girar.
1822 - A Máquina de Diferenças
de Charles Babbage foi projetada
para produzir tabelas matemáticas.
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Um pouco de História
A máquina Analítica
Charles Babbage, 1834
executar uma ampla
gama de tarefas de
cálculo, de acordo com
instruções fornecidas por
seu operador
"uma máquina de
natureza a mais geral
possível"
1834 - A Máquina Analítica
de Charles Babbage teria a função
de executar grande número de
tarefas computacionais a partir
de uma seqüência de instruções..
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Um pouco de História
A Máquina Analítica
Base do funcionamento de um computador
alimentação de dados por cartões perfurados
unidade de memória, onde os números poderiam
ser armazenados e reutilizados
programação seqüencial de operações, um
procedimento que hoje chamamos de sistemas
operacional
Precisão de 31 casas depois da vírgula
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Um pouco de História
ADA
LOVELACE:
Descreveu o funcionamento da
Máquina Analítica, se tornando
a primeira programadora.
Hollerith:
Tabulador estatístico construído
pelo norte-americano Herman
Hollerith
para
acelerar
o
processamento das estatísticas
para o censo dos Estados Unidos
de 1890
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Um pouco de História
1890 - O tabulador de
Hollerith consistia de
quatro partes: um furador
que perfurava os cartões
em
pontos
predeterminados; um leitor
de cartões para conferir a
posição dos furos; um
contador
de
cartões
que exibia o número de
cada furo à medida que
as rodas de contagem
giravam;
e
um
classificador
para
separar os cartões de
acordo com os furos.
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Um pouco de História
Cartão Perfurado
O modelo IBM - O cartão tem 80 colunas e 12 alturas (níveis). Em
cada coluna só pode ser representado um símbolo (letra, dígito ou
caracter especial).
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Um pouco de História
Z1
um teclado para introduzir problemas no computador
No fim de um cálculo, o resultado faiscava num
quadro com muitas lâmpadas pequenas.
Teclado grosseiro e vagaroso
codificar as instruções perfurando uma série de
orifícios em filmes
de 35 milímetros, usado
destruída em bombardeios
1944
Z2
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Um pouco de História
Progresso em Tempo de Guerra: Computadores para
Fins Balísticos
1943 - Segunda Guerra Mundial
lnternational Business Machines Corporation (IBM)
& Harvard
MarkI
Obsoleto: 2 anos antes Z3
Z4 - problemas de engenharia de aeronaves e de
projetos de mísseis
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Um pouco de História
Mark I
15 metros de comprimento e 2,5 metros de altura,
750.000 partes, unidas por meio de
aproximadamente 80.400 metros de fios
manipular números de até 23 dígitos
somar ou subtrair em 3/10 de segundo e multiplicar
em três segundos
efetuava cálculos de 6 meses em 1 dia
dados tomaram a forma de números decimais
codificados
introduzidos nos cartões perfurados da IBM
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Um pouco de História
MARK I
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Progresso em Tempo de Guerra: Computadores
para Fins Balísticos
Como quebrar códigos de comunicação
Os alemães e a Enigma
Gerar novos códigos a cada mensagem
Decifrar o código: cientistas ingleses
1943: Alan Turing
Máquina Hipotética de Turing: capaz de imitar o
cérebro humano para explorar, como num jogo de
xadrez, todas as alternativas possíveis a partir de
uma variável (idéia divulgada anos depois)
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Um pouco de História
Progresso em Tempo de Guerra: Computadores para
Fins Balísticos
Colossus
2.000 válvulas eletrônicas
dados perfurados fita
5000 caracters/s
10 unidades, desmontadas
em 1946
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Um pouco de História
Progresso em Tempo de
Guerra: Computadores
para Fins Balísticos
Cálculos balísticos
ENIAC
Computador e Integrador
Numérico Eletrônico
(Electronic Numerical
Integrator and
Computer)
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Um pouco de História
ENIAC
17480 válvulas de rádio
4 toneladas
30 metros de comprimento x 3 de altura
área 180m
5 mil somas/segundo
Universidade da Pensylvania
Forças armadas
U$$20 milhões
operação manual: botões, fios, ...
Primeira operação trajetória de bala de canhão
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Um pouco de História
ENIAC
1,7 bilhão de chances a cada segundo de uma válvula
falhar
números manipulados na forma decimal
5,5 metros de altura
25 metros de comprimento
mais de duas vezes
maior que o Mark
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Um pouco de História
ENIAC
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Um pouco de História
ENIAC
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Um pouco de História
Principal desvantagem do ENIAC: dificuldade para
mudar suas instruções ou programas
A máquina só continha memória interna suficiente
para manipular os números envolvidos na
computação que estava executando
Os programas tinham de ser instalados com fios
dentro do complexo conjunto de circuitos
Alguém que quisesse passar do cálculo de tabelas
de tiro para o planejamento de um túnel de vento
teria de correr de um lado para outro da sala,
desligando e religando centenas de fios
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Um pouco de História
EDVAC
Computador Eletrônico de Variáveis Discretas
Electronic Discrete Variable Computer
(Johann) John von Neuman
substituir ENIAC
1944
armazenando tanto programas quanto dados em sua
expansão de memória interna.
Codificar informações em forma binária
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Um pouco de História
EDVAC
Computador Eletrônico de Variáveis Discretas
Electronic Discrete Variable Computer
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Um pouco de História
UNIVAC
1951
Universal Automatic Calculator
Primeiro computador a ser fabricado em série
Programa armazenado e sistemas de armazenamento
em fitas magnéticas
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Resumo
• Pré-História
(2000 a.C. - 1800 d.C.)
• Idade da Engrenagem
(1800 d.C. - 1930 d.C.)
• Idade do Relé e da Válvula (1930 d.C. - 1947 d.C)
• Idade do Transistor
• Idade do Circuito Integrado
(1947 d.C - 1960 d.C)
(1960 d.C - 1970 d.C)
• Idade do Chip
(1970 d.C - 1979 d.C)
• Idade do Micro
(1979 d.C - 1989 d.C)
• Idade da Rede
(1989 d.C - Até os dias atuais)
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Resumo
1000AC ÁBACO
Tabuleta com peças móveis com
a qual pode-se realizar algumas operações matemáticas
1614
LOGARITMOS
JOHN NAPIER criou este
recurso que reduz a divisão em subtração, e a
multiplicação em adição
1623
SISTEMA BINÁRIO
FRANCIS BANCON
utilizou pela primeira vez o sistema binário, (sistema de
base 2)
1642
MÁQUINA DE SOMA
BLAISE PASCAL
inventou a máquina de somar chamada Máquina
Aritmética de Pascal
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Resumo
1650
RÉGUA DE CÁLCULO
PATRIDGE criou
uma régua deslizante sobre uma base fixa para a
realização de operações (utilizado até anos 70)
1671
CALCULADORA GOTTFIED von LIEBNITZ
criou a primeira máquina que realizava as 4 operações
básicas
1802
CARTÕES PERFURADOS JOSEPH
JACQUARD construiu um tear que memorizava os
modelos em cartões perfurados
1822
APARELHO DE DIFERENÇA
A primeira
calculadora matemática criada por CHARLES BABBAGE,
para logaritmos
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Resumo
1834
MÁQUINA ANALÍTICA BABBAGE
formulou muitas idéias para o computador moderno.
Entrada
memória
calculadora
saída
(cartões)
Unidade de controle
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Resumo
1835
PRIMEIRO PROGRAMA ADA LOVELAGE
criou o primeiro programa para uma máquina que
calculava valores de funções matemáticas
1847
ÁLGEBRA BOOLEANA GEORGE BOOLE
criou novos raciocínios matemáticos aplicáveis ao estudo
da computação
1890
PROCTO. E INFORMAÇÕES
HERMANN
HOLLERITH usou cartões perfurados no censo (EUA)
para processar informações
1900
MEMÓRIA MAGNÉTICA Os primeiros
registros magnéticos forma feitos por VALDEMAR
POULSEN
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Resumo
1905
VÁLVULA Componente eletrônico
inventado por LEE de FOREST
1936
MÁQUINA DE TURING ALAN TURING
criou fundamentações teóricas para os computadores
(algoritmo como representação formal de um processo e
que nem todos os processos são representáveis)
1938
CIRCUITOS ELETRÔNICOS
CLAUDE
SHANNON demonstrou que circuitos de interruptores
eletrônicos podiam realizar operações lógicas
1941
CALCULADORA AUTOMÁTICA KONRAD
ZUSE criou a primeira calculadora automática que
realmente funcionava
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Resumo
1943
COLOSSUS ALLAN TURING liderou a equipe
inglesa que desenvolveu o COLOSSUS, que foi o primeiro
computador eletromecânico do mundo
1944
JOHN von NEWMANN desenvolveu a idéia de
programa interno e fundamento teórico para a
construção de um computador eletrônico Modelo de von
Newmann
Existência simultânea de dados e instruções no
computador e a possibilidade do computador ser
programado, ou seja, as instruções não eram
prefixadas
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Resumo
1946
ENIAC
(Eletronic Numeral Integrator
Calculator) Desenvolvido na Universidade da Pensylvânia
foi o primeiro computador que utilizava válvulas
eletrônicas
1947
PROGRAMA ARMAZENADO
JOHN von
NEWMANN formulou o conceito de programa
armazenado com base em estudos feitos sobre o ENIAC
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Resumo
1951
UNIVAC
(Universal Automatic Calculator)
Foi o primeiro computador a ser fabricado em série.
Usava o conceito de programa armazenado e sistemas
de armazenamento em fitas magnéticas
1957
FORTRAN A primeira linguagem de
programação de alto nível criada (aplicações
matemáticas)
1957
IBM A IBM produziu seu primeiro
computador
1959
COBOL
Primeira linguagem de alto nível
para aplicações comerciais
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Resumo
1962
DISCOS MAGNÉTICOS Usado pela
primeira vez no computador ATLAS, em Manchester
1963
CIs Início da utilização de circuitos
integrados em computador
1964
BASIC
Primeira e mais popular
linguagem de programação para microcomputadores.
1972
LSI Circuitos com alto nível de integração:
”chip”
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Histórico
Evolução da Eletrônica
Desde o Univac (1951) até dias atuais: eletrônica
avanços na física do estado sólido
válvula a vácuo
diodo e transistor: redução no tamanho dos
circuitos e aumento da confiabilidade dos
equipamentos
circuitos capazes de realizar funções lógicas
(portas)
circuitos integrados (miniaturização)
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Histórico
circuitos integrados (miniaturização)
• tratamentos físico-químicos sobre uma película de
silício
• baixa escala de integração (SSI)
integração em média escala - MSI
• integrar em uma única pastilha entre 100 a 1000
portas lógicas
integração em larga escala - LSI
• 100 e 10000 portas em uma pastilha
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Histórico
integração em altíssima escala - VLSI
• mais de 10000 portas por circuito
microprocessador - 1971
• implementar toda a CPU de um computador em
um único elemento integrado
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Histórico
1 GERAÇÃO
 1945, com o UNIVAC I
 Componente eletrônico - válvulas
 Tempo de Operação : milisegundos (seg)
 Tamanho : grande
 Pouco confiáveis
 Poucas horas de funcionamento
 Monoprogramáveis
 Programados em linguagem de máquina
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Histórico
2 GERAÇÃO
1958
Computador mais popular foi o IBM 1401
Componente eletrônico - transistor (SSI e MSI)
100 vezes menor
Não precisava aquecer para funcionar
Consumo menor de energia
Mais rápido e confiável
Tempo de operação ; microsegundos (10-6 seg)
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Histórico
2 GERAÇÃO
 Auxílio no controle de E/S (surgimento dos discos
magnéticos)
 Monoprogramável
 Linguagem assembler
 Surgimento do primeiro minicomputador : PDP-5
($ 120.000)
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Histórico
3 GERAÇÃO
 Surgiu em 1965 : IBM 360
 Componente eletrónico : Circuito Integrado (LSI)
 Mais confiáveis
 Miniaturização dos componentes
 Baixíssimo consumo de energia
 Custo muito mais baixo
 Menor tamanho
 Multiprogramação
• IBM 360 - vendeu 30.000 unidades
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Histórico
4 GERAÇÃO
 Surgiu em 1975
 Componentes eletrônicos - Circuitos Integrados
(LSI e VLSI) - microprocessadores
 Tempo de operação - 0,5 nanosegundos (10-9
seg)
 Popularização no uso
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Histórico
5 GERAÇÃO
 Em fase de estudo (dúvidas quanto a existência)
 Componentes eletrônicos : Circuito integrado
(VLSI)
 Inteligência artificial
 O hardware é construído visando o software
 Multiprocessamento
 Tempo de operação : pico-segundo (10-12)
 Memória principal - Gigabytes
 Memória auxiliar - Terabytes
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Exercicio
1. O computador surgiu em um dia ou foi um
processo? Qual processo?
2. Qual a diferença do ENIAC com o EDVAC?
3. Qual o primeiro computador a ser fabricado em
série?
4. Qual principal desvantagem do ENIAC?
5. Quais as características do cartão perfurado?
6. Quem descreveu o funcionamento da máquina
Analítica ?
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Exercício
7. Qual era o problema da Máquina de
Pascal?
8. Qual a diferença da 1º geração e a 2º
geração?
9. Quais as caracteristicas do Ábaco?
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