Aula 01(icc)

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Aula 01(icc)

  1. 1. Introdução a Ciência da Computação M.Sc. Daniel Augusto de Moura Pereira Março de 2010 Conceitos Iniciais
  2. 2. Introdução <ul><li>Na era industrial as pessoas se deslocaram fisicamente da zona rural para a zona urbana; </li></ul><ul><li>A força de trabalho foi por muito tempo fonte de renda para diversas famílias; </li></ul><ul><li>Na sociedade moderna as pessoas utilizam a força intelectual em vez da força muscular; </li></ul><ul><li>Para se obter conhecimento em informática devemos levar em consideração, pelo menos, três elementos básicos: </li></ul><ul><ul><li>Consciência: a percepção da importância do computador se dá com a sua utilização; </li></ul></ul><ul><ul><li>Conhecimento: é importante entender como os computadores funcionam; </li></ul></ul><ul><ul><li>Interação: a interação com os computadores é a melhor maneira de conhecê-los. </li></ul></ul>
  3. 3. Características dos computadores <ul><li>Capacidade de armazenamento </li></ul><ul><ul><li>Armazenam grandes quantidades de dados; </li></ul></ul><ul><ul><li>Facilidade de localização e recuperação; </li></ul></ul><ul><li>Velocidade </li></ul><ul><ul><li>Oferecem a velocidade de processamento necessária para diversas aplicações </li></ul></ul><ul><li>Confiabilidade </li></ul><ul><ul><li>Importante para diversas áreas críticas </li></ul></ul>
  4. 4. Características dos computadores <ul><li>Produtividade </li></ul><ul><ul><li>Na medida em que nos familiarizamos com os recursos oferecidos pelos computadores a produtividade tende a aumentar; </li></ul></ul><ul><li>Tomada de decisão </li></ul><ul><ul><li>Podem ser utilizados para classificar e organizar informações, podendo assim, auxiliar no processo de tomada de decisão; </li></ul></ul><ul><li>Outros benefícios: </li></ul><ul><ul><li>Informação em tempo real; </li></ul></ul><ul><ul><li>Redução de custos com “mão de obra”; </li></ul></ul><ul><ul><li>Encurtamento de distâncias. </li></ul></ul>
  5. 5. Utilização dos computadores <ul><li>Podem ser utilizados em praticamente todas as áreas, como por exemplo: </li></ul><ul><ul><li>Comércio; </li></ul></ul><ul><ul><li>Economia; </li></ul></ul><ul><ul><li>Educação; </li></ul></ul><ul><ul><li>Indústria; </li></ul></ul><ul><ul><li>Residência; </li></ul></ul><ul><ul><li>Saúde; </li></ul></ul><ul><ul><li>Transporte; </li></ul></ul>
  6. 6. Conceitos gerais <ul><li>O que é a informática? </li></ul><ul><li>Informação + automática </li></ul><ul><ul><li>... ou seja, a utilização de métodos e técnicas no tratamento automático da informação que incluem a coleta, o armazenamento, a classificação, a transformação e a disseminação da informação; </li></ul></ul><ul><li>O que vem a ser a automação? </li></ul><ul><ul><li>Tecnologia empregada no trabalho automático onde os sistemas se auto-controlam, efetuam medições, introduzem correções durante o processo de produção, praticamente sem a intervenção do homem; </li></ul></ul><ul><ul><li>Ferramenta mais adequada : O COMPUTADOR </li></ul></ul>
  7. 7. Computador <ul><li>E o que vem a ser um computador? </li></ul><ul><ul><li>Uma máquina que processa dados, faz cálculos e possibilita a obtenção de resultados de operações com o mínimo de intervenção humana; </li></ul></ul><ul><li>Vantagens </li></ul><ul><ul><li>Precisão no fornecimento das informações; </li></ul></ul><ul><ul><li>Grande velocidade no processamento (disponibilidade de informações); </li></ul></ul><ul><ul><li>Execução de tarefas repetitivas; </li></ul></ul><ul><ul><li>Compartilhamento de dados; </li></ul></ul><ul><ul><li>Redução de custos para várias atividades produtivas. </li></ul></ul>
  8. 8. Origens da computação <ul><li>A habilidade do ser humano em se comunicar possibilitou a realização de cálculos; </li></ul><ul><li>A partir de formas de comunicação o homem aprimorou suas capacidades cognitivas; </li></ul><ul><ul><li>Surgimento de vocabulários extensos e elaboração de regras para a criação de frases; </li></ul></ul><ul><ul><li>Formação das primeiras linguagens; </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pinturas rupestres; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Símbolos que representavam as palavras usadas na comunicação; </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Origem da escrita: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Surgimento do alfabeto permitiu a expansão da comunicação. </li></ul></ul></ul>
  9. 9. Origens da computação <ul><li>Com o aumento da comunicação pelo homem, surgiu a necessidade de realização de cálculos; </li></ul><ul><li>Necessidade de controle das atividades humanas como: </li></ul><ul><ul><li>Contagem de rebanhos; </li></ul></ul><ul><ul><li>Troca de moedas; </li></ul></ul><ul><ul><li>Divisão de terras; </li></ul></ul><ul><ul><li>Elaboração de calendários voltados para atividades agrícolas; </li></ul></ul>
  10. 10. História dos computadores <ul><li>Primeiro instrumento utilizado para computar: </li></ul><ul><ul><li>O ábaco, inventado por volta de 1000 a.C. </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizado por babilônios e egípcios inicialmente e, posteriormente, na cultura oriental (chineses); </li></ul></ul><ul><ul><li>Possibilitava a operação de todas as operações matemáticas. </li></ul></ul>
  11. 11. História dos computadores <ul><li>Em 1612, John Napier desenvolveu a primeira calculadora portátil. </li></ul><ul><ul><li>Composta de bastões para realizar multiplicações por meio de adições; </li></ul></ul><ul><ul><li>Os bastões continham a tabuada de um número pronta; </li></ul></ul><ul><ul><li>Criou o conceito de logaritmo. </li></ul></ul><ul><li>Em 1642, Blaise Pascal, matemático francês, inventou a primeira máquina de somar, denominada máquina Pascalina. Possibilitava apenas a soma e subtração. </li></ul>
  12. 12. <ul><li>Em 1673, Gottfried Wilhelm Von Leibniz, matemático alemão, aperfeiçoou a máquina Pascalina; </li></ul><ul><ul><li>Através de somas sucessivas realizadas pelas engrenagens agora ela tornava-se capaz de multiplicar e dividir. </li></ul></ul><ul><li>Em 1808, Joseph Marie Jacquard, técnico de tecelagem francês, criou o tear automático, cujos padrões eram controlados por cartões perfurados; </li></ul><ul><ul><li>Considerado o primeiro esforço no sentido de automação industrial sem a intervenção humana. </li></ul></ul><ul><li>Em 1822, Charles Babbage, matemático inglês, projetou uma máquina a vapor programável (a máquina das diferenças); </li></ul><ul><ul><li>Realizava apenas adições e era utilizada para realizar cálculos de tabelas de navegação </li></ul></ul>História dos computadores
  13. 13. <ul><li>Em 1832, Babbage pensou em generalizar sua máquina para realizar qualquer tipo de cálculo; </li></ul><ul><ul><li>A máquina analítica, como ficou conhecida, utilizava o princípio básico da programação; </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizava o conceito de cartões perfurados de Jacquard: a máquina seria alimentada com cartões contendo instruções e dados para serem processados; </li></ul></ul><ul><ul><li>A partir deste projeto Babbage ficou conhecido como o pai da computação; </li></ul></ul><ul><ul><li>Por descrédito de seus financiadores a máquina nunca chegou a ser construída para comercialização; </li></ul></ul><ul><ul><li>Apesar disso, uma colaboradora de Babbage, Ada King, discutiu as técnicas de programação para aquela máquina e tornou-se a primeira programadora do mundo. </li></ul></ul>História dos computadores
  14. 14. História dos computadores Em 1854, George Boole desenvolveu um sistema de lógica simbólica de raciocínio que ficou conhecida e até hoje é utilizada para o projeto de circuitos integrados digitais utilizados nos computadores
  15. 15. História dos computadores <ul><li>Em 1890, Hermann Hollerith, engenheiro americano, projetou um equipamento para auxiliar na realização do censo daquele ano; </li></ul><ul><ul><li>Chamada de tabulador mecânico; </li></ul></ul><ul><ul><li>Baseada no tear de Jacquard; </li></ul></ul><ul><ul><li>Processava automaticamente cartões perfurados; </li></ul></ul><ul><ul><li>A partir disso, surge o termo processamento de dados; </li></ul></ul><ul><ul><li>Hollerith, funda a companhia CTR (Computing-Tabulating-Recording) </li></ul></ul><ul><ul><li>Em 1924, essa empresa passa a se chamar International Business Machine ou IBM </li></ul></ul>
  16. 16. História dos computadores – 1ª Geração <ul><li>Computadores a válvula e relé </li></ul><ul><li>1935 – 1938. Konrad Zuse, em Berlim, projetou e construiu uma série de máquinas eletromecânicas baseadas em relés; </li></ul><ul><ul><li>Um relé é um dispositivo que, se excitado por uma corrente elétrica, é capaz de fechar um contato, servindo como uma chave liga e desliga; </li></ul></ul><ul><ul><li>As máquinas utilizavam aritmética binária; </li></ul></ul><ul><ul><li>Já apresentavam uma organização interna semelhante a existente nos computadores modernos; </li></ul></ul><ul><li>1936 – 1939. John Vicent Atanasoff e John Berry,nos EUA, desenvolveram uma máquina baseada em válvulas para resolver equações lineares da Física; </li></ul><ul><ul><li>Uma válvula é um dispositivo puramente eletrônico, que como um relé, funciona como uma chave, porém com velocidade dez mil vezes maior. </li></ul></ul>
  17. 17. História dos computadores – 1ª Geração <ul><li>Em 1944, Howard H. Aiken, professor da Universidade de Havard, criou o primeiro computador eletromecânico: </li></ul><ul><ul><li>O Mark I </li></ul></ul><ul><ul><li>Implementado pela IBM como ASCC (Automatic Sequence Control Calculator) </li></ul></ul><ul><ul><li>O programa era carregado por meio de uma fita perfurada, executando as instruções durante a leitura; </li></ul></ul><ul><ul><li>Ocupava 120m²; </li></ul></ul><ul><ul><li>Continha milhares de relés e conseguia multiplicar números até dez dígitos em três segundos; </li></ul></ul>
  18. 18. História dos computadores – 1ª Geração <ul><li>Entre 1940 e 1944, os ingleses desenvolveram o computador Colussus para decifrar os códigos secretos alemães gerados por um computador chamado Enigma; </li></ul><ul><li>Esse computador só foi revelado na década de 70; </li></ul><ul><li>Em 1946, John Eckert e John Mauchly, professores da Universidade da Pensylvania (E.U.A.), inventaram o ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Calculator) </li></ul><ul><ul><li>Continha 18 mil válvulas, pesava 30 ton e era capaz de realizar 5.000 adições e subtrações e 300 multiplicações por segundo; </li></ul></ul><ul><ul><li>Mas possuía uma memória pequena e seus programas eram configurados por cabos; </li></ul></ul><ul><ul><li>De difícil programação; </li></ul></ul><ul><ul><li>Primeiro computador eletônico. </li></ul></ul>
  19. 19. História dos computadores – 1ª Geração <ul><li>Até então manusear estes cabos era um sucesso! </li></ul>
  20. 20. <ul><li>Em 1945, John Von Newman, matemático húngaro e consultor do projeto ENIAC, propõe a construção de computadores universais; </li></ul><ul><ul><li>Armazenavam programas em memórias; </li></ul></ul><ul><ul><li>Tanto as instruções a serem executadas quanto os dados utilizados pelos programas seriam armazenados na memória; </li></ul></ul><ul><ul><li>Não seria necessário a utilização de cabos, ou outros dispositivos, para fazer alterações nos programas; </li></ul></ul><ul><ul><li>As instruções seriam representadas da mesma maneira que os dados; </li></ul></ul><ul><ul><li>A arquitetura proposta dividia o computador em três componentes: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Unidade Central de Processamento; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Memória Principal; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dispositivos de Entrada e Saída; </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Tal divisão ficou conhecida como arquitetura de Von Neumann. </li></ul></ul>História dos computadores – 1ª Geração
  21. 21. <ul><li>A arquitetura de Von Neumann passou a ser utilizada em vários projetos, tendo destaque: </li></ul><ul><ul><li>1946 – Primeiro computador a utilizar a arquitetura de Von Neumann, o EDVAC (Eletronic Discrete Variable Computer) </li></ul></ul><ul><ul><li>1949 – EDSAC (Eletronic Delay Storage Automatic Cauculator) da Universidade de Cambridge </li></ul></ul><ul><ul><li>1951 – UNIVAC, que empregava diodos de cristal. Possuíam desempenho superior às válvulas; </li></ul></ul><ul><ul><li>Possuía periféricos independentes e utilizava fitas como unidades de armazenamento </li></ul></ul>História dos computadores – 1ª Geração
  22. 22. História dos computadores – 2ª Geração <ul><li>Computadores baseados em transistores; </li></ul><ul><li>Com a invenção do transistor, em 1947 por Willian Shockley, John Bardeen e Walter Brattain a construção dos computadores foi revolucionada; </li></ul><ul><ul><li>Um transistor é um dispositivo semicondutor (conduz corrente elétrica de acordo com uma tensão aplicada) utilizado como chave liga/desliga; </li></ul></ul><ul><ul><li>Os transistores são mais confiáveis, menores e mais rápidos que as válvulas e relés </li></ul></ul><ul><ul><li>Tornaram possível a produção de computadores menores; </li></ul></ul><ul><ul><li>Demorou dez anos para serem utilizados no contexto computacional. </li></ul></ul>
  23. 23. História dos computadores – 2ª Geração <ul><li>Em 1957 foi criado o primeiro computador baseado em transistores denominado TX – 0; </li></ul><ul><li>Posteriormente criou-se o TX – 2; </li></ul><ul><li>Em 1961 foi lançado o PDP – 1, por Kel Olsen, engenheiro que trabalhou no projeto do TX – 2; </li></ul><ul><ul><li>Primeiro computador comercial; </li></ul></ul><ul><li>Em 1965 foi lançado o PDP – 8, impulsionado pelo sucesso do PDP – 1; </li></ul><ul><li>A IBM lançou o modelo 1401 que vendeu cerca de 100.000 unidades entre 1960 e 1964; </li></ul>
  24. 24. História dos computadores – 3ª Geração <ul><li>Computadores com circuitos integrados; </li></ul><ul><li>Um circuito integrado é um conjunto de transistores executando desde funções lógicas simples a funções mais complexas; </li></ul><ul><ul><li>Ocupam pouco espaço, são mais robustos a interferências elétricas e tem baixo consumo de energia; </li></ul></ul><ul><li>Em 1965 a IBM foi a primeira empresa a utilizar circuitos integrados em computadores no modelo 360 (substituto do 1401); </li></ul><ul><li>O PDP – 11, substituindo o PDP – 8, foi o primeiro microcomputador a usar circuitos integrados </li></ul><ul><ul><li>Obteve grande sucesso, sendo adotado por várias universidades. </li></ul></ul>
  25. 25. História dos computadores – 4ª Geração <ul><li>Computadores com chips VLSI; </li></ul><ul><li>Surgimento dos microprocessadores </li></ul><ul><ul><li>Dispositivo eletrônico encapsulado em um chip que possui internamente uma unidade de controle, uma unidade lógico-aritmética e uma memória interna; </li></ul></ul><ul><ul><li>Engloba as unidades funcionais básicas de um computador </li></ul></ul><ul><li>Em 1971 surge o Intel 4004 que logo evolui para o Intel 8008 em 1972; </li></ul><ul><li>Em 1973 foi criado na França o primeiro microcomputador do mundo, denominado Micral (não obteve êxito). </li></ul>
  26. 26. História dos computadores – 4ª Geração <ul><li>Com a criação dos microprocessadores, várias empresas começaram a produzir seus próprios microcomputadores, como por exemplo: </li></ul><ul><ul><li>Motorola; </li></ul></ul><ul><ul><li>Apple; </li></ul></ul><ul><ul><li>IBM; </li></ul></ul><ul><ul><li>etc. </li></ul></ul><ul><li>Neste momento a IBM lançava o IBM – PC (Personal Computer) </li></ul><ul><li>Em 1980 surge a tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration) que permitiu que milhões de transistores pudessem ser encapsulados em uma única pastilha; </li></ul><ul><ul><li>Redução ainda mais do tamanho dos microprocessadores e aumentado suas velocidade e processamento; </li></ul></ul><ul><ul><li>Intel 8088, Intel 80286, Intel 286, Intel 486, Intel 586, Pentium I... </li></ul></ul>
  27. 27. Referências <ul><li>Souza, M. (2006). Algorítmos e Lógica de Programação. Ed. Thompson. </li></ul><ul><li>Capron, H.; Johnson, J. (2004). Introdução à Informática. Ed. Pearson Prentice Hall. </li></ul>Leitura Recomendada <ul><li>http://www.museudocomputador.com.br/index.php </li></ul><ul><li>http://www.computerhistory.org/ </li></ul>

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