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Topico 5 historia e geracoes - parte 1

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  1. 1. Organização e Arquitetura de ComputadoresTópico 5 – História da tecnologia de computadores:1ª geração, 2ª geração, 3ª geração e 4ª geração.História dos microcomputadores, suas evoluções eprincipais precursores. Prof. Carlos Augusto Latorre prof_carlos_latorre@yahoo.com.br 12/03/2010
  2. 2. Organização e Arquitetura de ComputadoresEsclarecimentos• Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a leitura da bibliografia básica.• Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não presentes na bibliografia, com base em suas experiências profissionais.• O conteúdo de slides com o título “Comentário” seguido de um texto, se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide correspondente. 2
  3. 3. Organização e Arquitetura de ComputadoresComputador• O significado da palavra computador, em latim “computatore”, é aquele que calcula;• Computador eletrônico: processador de dados com capacidade de aceitar informações, efetuar com elas operações programadas, fornecer resultados para resolução de problemas; 3
  4. 4. Organização e Arquitetura de ComputadoresEvolução Tecnológica• Geração Zero: representada pelos computadores mecânicos e eletromecânicos. (1642 – 1945);• 1ª Geração: representada pelos computadores com válvulas (1945 – 1955);• 2ª Geração: representada pelos computadores com transistores (1955 – 1965);• 3ª Geração: representada pelos computadores com circuitos integrados (1965 – 1980);• 4ª Geração: representada pelos computadores com integração em escala muito alta (VLSI) – (1980 - ?)• Observação: Alguns inventos são identificados em uma geração que não condiz com sua data de invenção, porém, isto ocorre por conta da tecnologia empregada pertencer aquela geração. 4
  5. 5. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• Ábaco: instrumento utilizado para realizar somas e subtração. 5
  6. 6. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• Pascalina: criada em 1642 por Blaise Pascal, a primeiracalculadora do mundo, uma agulha movia as rodas, e ummecanismo especial levava dígitos de uma roda para outra. 6
  7. 7. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• Em 1614, John Napier havia criado o logaritmo, um recurso matemático que reduzia a divisão à subtração e a multiplicação à adição;• Em 1671, Gottfried von Leibniz fez uma máquina que efetuava multiplicações e divisões; 7
  8. 8. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• Em 1802, Joseph Jacquard construiu um tear que memorizava os modelos de fábrica em cartões perfurados. A máquina conseguia “ler” esses cartões, conforme um dispositivo encontrava um furo no cartão, atravessava-o, e com isso era cumprida uma determinada instrução.• O francês Charles Babbage, por essa época, começava a se aborrecer com os inúmeros erros que encontrava nas tabelas de logaritmos, e decidiu construir uma máquina que eliminasse o trabalho de fazer esses cálculos. Em 1822, ele apresentou a “máquina de diferença”, capaz de fazer os cálculos necessários para elaborar uma tabela de logaritmos. O nome da máquina se refere a uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças. 8
  9. 9. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores MecânicosCharles Babbage e sua Máquina Diferencial 9
  10. 10. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• A companheira de Charles Babbage, a condessa Ada Lovelace (filha de Lord Byron), se tornou a primeira programadora de computador do mundo, ao ajudar Babbage no projeto de uma máquina analítica, que permitiria calcular funções matemáticas bem mais complexas que as logarítmicas. Ada criou os programas para essa máquina, que no entanto nunca funcionou: as centenas de engrenagens, rodas e barras apresentavam problemas, pois a metalurgia na época não tinha tecnologia suficiente para evitar imperfeições nas peça.• Em 1890, Herman Hollerith usou cartões perfurados para agilizar o censo demográfico dos Estados Unidos. Nesses cartões, havia campos a serem perfurados ou não pelos pesquisadores, e que seriam depois lidos por uma máquina. Foi a primeira utilização dos cartões perfurados. Ele fundou então, em 1896, a “Tabulating Machine Company”, que em 1911 se associou a outras empresas e começou a ser dirigida por Thomas Watson, o resultado foi a criação da “International Business Machines Corporation”, a IBM. 10
  11. 11. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores MecânicosHerman Hollerith e a Máquina de Cartões Perfurados 11
  12. 12. Organização e Arquitetura de ComputadoresGeração Zero – Computadores Mecânicos• Em 1890, um jovem bancário e contador, William S. Burroughs, iniciou a produção de uma máquina de calcular mecânica que imprimia as parcelas e os resultados. Inicialmente foi comercializada pela empresa que ele formou em 1886, a American Arithmometer Company, que se transformou na Burroughs Company e, mais tarde, uniu-se a UNIVAC para formar em 1986 a UNISYS.• Konrad Zuse na década de 1930, construiu uma série de máquinas de calcular automáticas usando relés eletromagnéticos. Seu trabalho foi perdido com o bombardeio de Berlim, pelos aliados, em 1944, porém, ele é considerado um dos pioneiros da ciência da computação.• Pouco mais tarde duas pessoas também construíram máquinas de calcular, ambos nos estados unidos: John Atanasoff e George Stibbitz. A máquina de Atanassof era incrivelmente avançada para sua época. O computador de George Stibbitz foi apresentado em conferência em 1940. Na platéia estava John Mauchley. Após obter seu grau de Ph.D. Howard Aiken ciente da necessidade da realização automática de cálculos matemáticos, partiu para pesquisar o assunto e descobriu o trabalho de Babbage. A primeira máquina de Aiken, o MARK I, construída em Haward, ficou pronta em 1944. Ela tinha 72 palavras de 23 dígitos decimais cada e demorava seis segundos para executar uma instrução. A entrada e a saída eram feitas por meio de uma fita de papel perfurada. Na época em que Aiken terminou de construir o sucessor de MARK I, o MARK II, os computadores a relé já estavam obsoletos. 12
  13. 13. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a Válvulas 13
  14. 14. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a Válvulas• As mensagens do exército alemão era codificadas por meio de um dispositivo chamado ENIGMA.• O governo britânico criou um laboratório altamente secreto, onde foi construído um computador chamado COLOSSUS. Alan Turing, famoso matemático britânico participou da construção desse computador.• John Mauchley, que conhecia o trabalho de Atanassof e Stibbtiz, propôs um projeto para financiamento da construção de um computador eletrônico. A proposta foi aceita em 1943, e Mauchley junto com um aluno seu de mestrado chamado J. Presper Eckert começou a construir um computador que eles chamaram de: ENIAC: Electronic Numeric Integrator And Calculator (1945). 14
  15. 15. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a VálvulasENIAC e sua Arquitetura • O ENIAC tinha 18.000 válvulas e 1.500 relés. Pesava 30 toneladas e consumia 140 quilowatts de energia elétrica; • A arquitetura da máquina era composta de 20 registradores cada qual capaz de armazenar um número decimal de 10 dígitos; • Para programar o ENIAC era necessário ajustar a posição de 6.000 chaves de várias posições e conectar um número imenso de soquetes por meio de uma verdadeira floresta de cabos. 15
  16. 16. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a VálvulasEDSAC (1949) • Electronic Delay Storage Automatic Computer contruído na universidade de Cambridge por Maurice Wilkes. Primeiro computador com programa armazenado. 16
  17. 17. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a VálvulasIAS / Máquina de Von Neumann • Enquanto Eckert e Mauchley estavam trabalhando no EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), um dos pesquisadores envolvidos no projeto do ENIAC, John von Neumann, foi para o Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton para construir sua própria versão do EDVAC, a máquinas IAS. • O projeto básico que ele propôs é conhecido, atualmente, como máquina de Von Neumann. 17
  18. 18. Organização e Arquitetura de Computadores1ª Geração – Computadores a VálvulasIAS / Máquina de Von Neumann • Esse projeto foi utilizado no EDSAC, considerado o primeiro computador com programa armazenado, e ainda, é base de praticamente todas as máquinas atuais; • A máquina de Von Neumann tinha uma memória com 4096 palavras, cada uma delas com de 40 bits, que podiam assumir variáveis 0 ou 1; • Cada palavra guardava duas instruções de 20 bits ou um número inteiro, com sinal, de 40 bits; • A instrução tinha 8 de seus bits destinado a indicar o tipo de instrução, e os demais 12 para especificar uma das 4096 palavras da memória. 18

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