O documento fornece uma introdução sobre a história e evolução dos computadores desde as máquinas mecânicas iniciais até os computadores digitais modernos. Ele descreve máquinas como o ábaco, mecanismo de Anticítera, máquinas de Pascal e Babbage, e como os computadores evoluíram através das eras dos transistores, circuitos integrados e computação pessoal. O documento também discute os principais conceitos de informática e classifica os computadores em gerações.

1. Introdução à Informática
Histórico e evolução dos computadores
Classificação dos computadores
Componentes de um computador

2. O Computador
• O que é o computador?
• Quem o inventou?
• Por que foi inventado?
• De que partes é formado?
• Como funciona?
• Analógico versus Digital?

3. Linha do Tempo
Era das Máquinas Mecânicas
1930
5500 a.c.
Ábaco
100 a.c.
Mecanismo de
Anticítera
1642
Pascalina e
Rodas de Leibnitz
Jacquard 1823
Máquinas
Diferencial
e Analítica
de Charles Babbage
1890
Máquina de
Herman Hollerith
1760 - 1840
Revolução
Industrial
Séc. XIX
Tear de

4. História do Computador
• Ábaco
– Mesopotâmia (~5.500 anos)
– 1946: competição ábaco x calculadora eletrônica
• Ábaco ganhou!

5. História do Computador
• Mecanismo de Anticítera (~100 a.C.)
– Mais antigo computador analógico do mundo
– Presume-se que foi
inventado por
Arquimedes
– Previa eclipses com
décadas
– Modelava o
movimento dos
planetas, sol e lua
em torno da terra
– Previa a época das
Olimpíadas
Documentário da History Channel: https://www.youtube.com/watch?v=7Jy4n8QkrMA

6. História do Computador
• Blaise Pascal (1642-1644)
– Pascalina: Somas e subtrações
– Niklaus Wirth: inventou a linguagem Pascal

7. História do Computador
• Gottfried Leibnitz
– Inventor do Cálculo (simultaneamente a Newton)
– Descreveu o sistema binário em 1679
– Rodas de Leibnitz:
multiplicavam
e dividiam
(*A história do número 1: https://www.youtube.com/watch?v=3rijdn6L9sQ#t=2971)

8. História do Computador
• Joseph-Marie Jacquard (século 19)
– Inventou teares que usavam chapas perfuradas
para reproduzir padrões

9. História do Computador
• Charles Babbage
– Inventou a Máquina das Diferenças
• Obcecado com o erro humano em
cálculos da época (1823)
• A máquina somava polinómios
• Totalmente mecânica e baseada no sistema decimal
• Muito à frente do seu tempo em termos tecnológicos
• Foi concluída em 1989-1991 e ... funcionou!
• Durante sua construção, ele teve uma ideia melhor...

10. História do Computador
Museu de Ciências de Londres

11. História do Computador
• A Máquina Analítica
– De propósito geral
– Possuía a ideia de CPU e memória!
– Podia ser programada por cartões
perfurados e movida a vapor
– Nunca foi terminada, faltaram tecnologia, gestão e
dinheiro para sua conclusão

12. História do Computador
• A Máquina Analítica
– Ada Lovelace descreveu seu funcionamento em
detalhes  primeira programadora do mundo!

13. História do Computador
• Máquina Analítica

14. História do Computador
• Herman Hollerith (1860)
– Funcionário do Censo Americano
– Construiu uma máquina para
processar e ordenar dados
em cartões perfurados
– Fundou posteriormente a IBM

15. E o tempo passou...
• Revolução Industrial
– O homem descobriu que máquinas podem fazer
qualquer trabalho mecânico
• Primeira Guerra Mundial
– Uso de máquinas para matar (tanques, aviões, etc)
• Segunda Guerra Mundial
– Cálculo de Balística
– Quebra de códigos secretos
– Classificação de Prisioneiros em Campos de
Concentração

16. Linha do Tempo
Computadores Eletrônicos Programáveis
1949
EDVAC
Primeiro
Computador
com Programa
Armazenado
em Memória
1939
Z1
Konrad Zuse
Computador de Propósito
Genérico com Relés
(Alemanha)
1943-1944
Colossus e Bombe
Alan Turing
Decodificação do Código Nazista
(Inglaterra)
1946
ENIAC
Primeiro Computador
Eletrônico Digital
(EUA)

17. Computador Eletrónico
Fotos: Wikipedia
Eniac
Válvulas

18. Computador Eletrónico
• ENIAC (Eletronic Numeric Integrator And
Computer)
– Projeto da Universidade da Pensilvania, 1943
• Seria usado para balística na II Guerra Mundial
– Projetado por J. Eckert e J. Mauchly (falecidos)
– Utilizava 18.000 válvulas
– Custou 6 milhões de dólares (valores de hoje)
– Não possuía programa armazenado
• Programa e dados eram "ligados" direto no hardware

19. Computador Eletrônico
• Bombe
Alan Turing

20. Computador Eletrônico
Univac

21. Computador Eletrônico
• UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer)
– Primeiro computador comercial do mundo
• Encomendado pelo Censo Americano
– Fabricado pela Eckert&Mauchly Computer Corp.
• Vendida para a Remington Rand e depois Unisys
– Utilizava unidades de fitas magnéticas
– Já possuía programa armazenado em memória
– Previu o resultado da eleição americana de 52
• Com apenas 1% dos votos apurados
• E com previsão muito contrária às outras pesquisas

22. Computador Eletrônico
"To Hare is Human" (Pernalonga)
youtu.be/VVP53HcmosU
"Rocket Squad" (Patolino)
youtu.be/MK4oYRCrkiQ
Univac Pop!

23. Computador Eletrónico
• Exercícios:
– Pesquise sobre o EDVAC, qual sua inovação?
– Pesquise sobre o Colossus, qual sua importância?
• Dicas:
– Pesquise na Wikipedia e Youtube
– http://www.computerhistory.org/timeline/

24. Linha do Tempo
Era dos transistores
1959
Cobol
(Gracy Hoper)
1948
Invenção do Transistor
1960
Popularização
do Transistor
1954
Fortran
(John Backus)

25. Era dos transistores
• Transistor
– Inventados nos Laboratórios
Bell em 1947
– Bardeen, Brattain e Shockley
– Nobel de física de 1956
– Feito de silício e germânio
Transistor e Válvula (em escala)

26. Era dos transistores
John Bardeen
William Schokley Walter Brattain

27. Era dos transistores
Réplica do Primeiro Transistor

28. Era dos transistores
DEC PDP-1
IBM 1401
MIT TX0

29. Linha do Tempo
Era dos Circuitos Integrados
1960
Sistema
Operacional
OS/360
1957
Invenção do CI
Jack Kilby
1969
Computador de
Bordo da Apolo 11

30. Era dos Circuitos Integrados
Primeiro CI, 1959
Jack Kilby, 1923 - 2005

31. Era dos Circuitos Integrados
Computador da Apolo 11 IBM/360

32. Linha do Tempo
Era da Computação Pessoal
1981
Lançado o IBM/PC
e o MS-DOS
1971
Intel 4004
Primeiro microprocessador
comercializado
1977
Lançado o Apple I
1985
Lançado o
Windows 1

33. Computação Pessoal
IBM-PC (1981)
Intel 4004

34. Computação Pessoal
Apple I (1976) Apple II (1977)

35. Computação Pessoal
• Possuía interface gráfica
• Janelas e Menus!
• Ícones e Mouse!
• Rede local e email!
• Idéias "emprestadas" por
Steve Jobs da Apple
– http://youtu.be/wdrKWArr3XY
– http://youtu.be/2u70CgBr-OI
Xerox Alto (1974)
Recomendo o filme "Piratas do Vale do Silício" de 1999

36. Computação Pessoal
MSX (1981): usado para jogos
Supercomputador Cray-1 (1976)

37. Gerações de Computadores
• Primeira geração (1940 - 1956):
– Utilizavam válvulas para realizar computação
– Tambores magnéticos para memória
– Máquina enormes, ocupavam salas inteiras
– Consumiam muita energia
– Utilizados apenas para cálculos
– Programados em linguagem de máquina, em binário
– Representantes: ENIAC, EDVAC, UNIVAC e Colossus

38. Gerações de Computadores
• Segunda geração (1956 - 1963):
– Transistores substituem as válvulas nos circuitos
– Utilizavam cartões perfurados para entrada de
dados e impressoras para saída
– Programação em Assembly
– Primeiras linguagens de alto nível surgem
• Fortran (56), Cobol (59) e Algol(58)
– Representantes: MIT TX0, PDP-1 e IBM 1401

39. Gerações de Computadores
• Terceira geração (1964 - 1971):
– Transistores são miniaturizados e agrupados em
Circuitos Integrados (CIs)
• Surgem os chips de semicondutores
– Interação com monitor e teclado
• Mainframe da UFPB usou cartão perfurado até 1987
– Surgem os Sistemas Operacionais
– Representantes: IBM/360, Guia da Apolo 11

40. Gerações de Computadores
• Quarta geração (1971 - 1985):
– Surgem os microprocessadores
• A CPU do computador toda em um único chip!
– Intel 4004, primeiro microprocessador
– Preço do computador despenca
• Popularização do computador
– Interfaces gráficas e mouse são usados
– Computação embarcada (carros, mísseis, etc.)
– Representantes: Apple II, IBM-PC, Z-80, Xerox Alto

41. Gerações de Computadores
• Quinta geração (1985-atualmente):
– Redes e Internet
– Multimídia
– Inteligência artificial
– Mobilidade
– Nanotecnologia
– Internet das coisas
• O computador está em todo lugar, no seu sapato, na
sua roupa... Em você!

42. As 5 gerações
• Quadro comparativo entre as gerações
– Tecnologia dos circuitos
– Memória
– Forma de programar
– Sistema operacional
– Periféricos de E/S
– Custo

43. Tecnologia dos Circuitos
• Primeira Geração
– Utilizavam válvulas (muita energia e calor)
• Segunda Geração
– Utilizavam transistores
• Terceira Geração em diante
– Utilizavam Circuitos Integrados (de dezenas a
centenas de milhões de transistores num chip)

44. Memória
• Primeira Geração
– Tambores magnéticos e linhas de retardo de
mercúrio
• Segunda Geração
– Núcleos magnéticos de ferrite
• Terceira Geração em diante
– Circuitos integrados de memória volátil

45. Forma de Programar
• Primeira Geração
– Linguagem de máquina direto na CPU (sem
programa armazenado em memória)
• Segunda Geração
– Linguagem de montagem (Assembly)
– Fortran e Cobol
• Terceira Geração em diante
– Linguagens de alto nível de vários estilos

46. Sistema Operacional
• Primeira e Segunda Gerações
– Não havia, o programa em execução tinha
domínio total do hardware
– Apenas um programa executava por vez
• Terceira Geração
– SOs em mainframes permitiam vários programas
executando simultâneamente a CPU
• Quarta Geração
– SOs monousuário (DOS, Windows) e monotarefa

47. Sistema Operacional
• Quinta Geração
– SOs multiusuário, multitarefa com interface
gráfica em PCs (Linux, Windows 95, Mac OS, etc)

48. Periféricos de E/S
• Primeira e Segunda Gerações
– Cartões perfurados para entrada
– Impressora para saída dos resultados
• Terceira e Quarta Geração
– Teclado e Monitor, depois mouse
• Quinta Geração
– Diversos outros dispositivos multimídia (caixa de
som, mouse, tela touch)
– Integração com outros dispositivos de E/S

49. Custo
• Primeira e segunda gerações
– Milhões de dólares
• Segunda Geração
– Centenas de milhares de dólares
• Terceira Geração
– Dezenas de milhares de dólares
• Quarta geração
– Milhares de dólares
• Quinta geração
– Centenas de dólares

50. Gerações de Computadores

51. O que é computar?

52. O modelo de Turing
Figuras extraídas do livro Fundamentos da Ciência da Computação
• Processador de dados:
 Executa sempre a mesma computação sobre a
entrada
 É um modelo dedicado a um propósito
 Ex: calculadora, sistema de freios ABS, alarme

53. O modelo de Turing
• Processador de dados programável:
 Computador de propósito geral
 A máquina faz o que seu programa manda
 Ex: PC, Mainframes, smartphones, calc.programável

54. O Modelo de Turing

55. O Modelo de Turing

56. Máquina de Turing
• Modelo matemático de um computador:
– Máquina hipotética que lê símbolos de uma fita
infinita de entrada e os processa, realizando
operações na própria fita
– http://morphett.info/turing/turing.html

57. Conceitos Fundamentais
• O que é Informática?
– Ciência que estuda o tratamento da informação
de modo automático utilizando máquinas
chamadas computadores
– É a informação automática
– Origem da palavra: do francês informatique
• Philippe Dreyfus, 1962
– Interliga-se com outras ciências: ciência da
computação, cibernética, matemática, etc.

58. Conceitos Fundamentais
• O que são Dados?
– Elementos conhecidos de um problema
• O que é Informação?
– Um conjunto organizado de dados que produzem
conhecimento
– Do verbo em latim Informare: "dar forma à mente",
"disciplinar", "ensinar", "instruir"
• O que é Tecnologia da Informação (TI)?
– Área do conhecimento responsável por criar,
administrar e manter a gestão da informação

59. Conceitos Fundamentais
• Computador Analógico
– Forma de computar que usa aspectos
continuamente mutáveis de fenômenos
(grandezas elétricas, mecânicas ou hidráulicas)
para modelar o problema a ser resolvido (Fonte:
Wikipedia)
– A saída que se obtém da computação é análoga ao
fenômeno que serve de entrada (Ex: termômetro)
– Trabalham com valores contínuos

60. Conceitos Fundamentais
• Exemplos de computadores analógicos:
Régua de Cálculo

61. Conceitos Fundamentais
• Planímetro (1908)
– Calcula a área de superfícies planas percorrendo
seu perímetro

62. Conceitos Fundamentais
• Exemplos de computadores analógicos:
Astrolábio Analisador Diferencial

63. Conceitos Fundamentais
• Exemplos de computadores analógicos:
MONIAC: computador hidráulico

64. Conceitos Fundamentais
• Computador Digital
– Dispositivo de propósito geral que pode ser
programado para executar um conjunto finito de
operações lógicas e aritméticas
– Utiliza valores discretos nas suas computações
(não contínuos), ou seja, dígitos
– Computadores digitais contam, enquanto que os
analógicos medem
– Surgiram na década de 40

65. Conceitos Fundamentais

66. Conceitos Fundamentais

67. Conceitos Fundamentais
A agulha passa pelos sulcos na superfície e
gera o som correspondente, que é captado
pelo microfone e amplificado nos falantes.

68. Conceitos Fundamentais
O laser lê os pontos na superfície e
transforma-os em dígitos binários, que
vão para o processador do tocador.

69. Componentes de um Computador
• Todo computador é formado por:
– Uma unidade central de processamento
– Unidades de armazenamento (memórias)
– Dispositivos periféricos de entrada
– Dispositivos periféricos de saída
Arquitetura de John von Neumann

70. Arquitetura de von Neumann
CPU

71. Arquitetura de von Neumann
• Von Neumann criou o conceito de programa
armazenado
– Instruções e dados de um programa não deveriam
mais vir de cartões perfurados e sim
permanecerem armazenados na memória
– Arquitetura concebida em 1946
• Artigo "First Draft of a Report on the EDVAC"
– O EDVAC foi o primeiro computador com o
conceito de programa armazenado

72. Arquitetura de von Neumann
• CPU
– Realiza todo o processamento de instruções e
coordena os outros componentes
• Memória
– Armazena instruções e dados dos programas
– Armazena instruções e dados para inicialização e
rotinas básicas para a operação do computador
(E/S)

73. Arquitetura de von Neumann
• Periféricos de Entrada/Saída
– Responsáveis por coletar/exibir dados do meio
externo à CPU
– São a parte do hardware com a qual pessoas e/ou
outros computadores/sistemas interagem com o
computador que os possui

74. CPU (Central Processing Unit)
• Principais responsabilidades
– Leitura/escrita de dados de/para a memória
– Leitura/escrita de dados de/para periféricos
– Operações matemáticas (+, -, /, *, MOD)
– Operações lógicas (AND, OR, NOT, etc.)
– Funções matemáticas (Log, Seno, Coseno, etc.)
– Comparações (>, <, =, etc.)
– Deslocamentos de bits (shifts)
– Desvios na execução das instruções

75. Memória
• Principais Responsabilidades
– Armazenar programas em execução no momento
– Armazenar dados dos programas em execução
(exemplo: variáveis dos programas)
– Recebe comandos da CPU para
recuperar/modificar algum programa/dado
armazenado
– Cada linha do programa/variável é armazenada
num local com um endereço

76. Periféricos de E/S
• Principais Responsabilidades
– Prover uma interface para os usuários
humanos/não humanos fornecerem seus dados
para processamento pela CPU.
– Prover uma interface para os usuários
humanos/não humanos receberem dados
processados pela CPU.
– Um periférico pode ser de leitura, escrita ou
leitura-escrita.

77. Periféricos de E/S
• Exemplos de periféricos de entrada
– Teclado, mouse, sensor, scanner
• Exemplos de periféricos de saída
– Monitor, impressora, plotter, display 7 segmentos
• Exemplos de periféricos de entrada-saída
– Tela sensível ao toque, joystick force-feedback

78. Componentes do Computador

79. Referências Bibliográficas
• Computer History Museum
http://www.computerhistory.org/timeline/
• The Five Generations of Computers
http://www.webopedia.com/DidYouKnow/Hardw
are_Software/2002/FiveGenerations.asp
• The Machine that changed the World – Cap.1
http://www.universalsubtitles.org/en/videos/32h
yvSHXf9es/info/1of5-the-machine-that-changed-
the-world-giant-brains-1992-documentary/

80. Referências Bibliográficas
• Wikipedia
http://www.wikipedia.org/
• Informática, Conceitos Básicos. Velloso,
Fernando. Ed. Campus 2003.
• A Verdadeira História da Internet (excelente!)
http://youtu.be/DeEafmwRk6A
• A Internet: Pesquisa
http://youtu.be/hrKmH_d8cDI