História da evolução dos computadores

Organização e Arquitetura de Computadores:

Organização e Arquitetura de Computadores

Computador:

Computador 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;:

Evolução Tecnológica:

Evolução 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.

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. Mecânicos Ábaco: instrumento utilizado para realizar somas e subtração.

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. Mecânicos Pascalina: criada em 1642 por Blaise Pascal, a primeira calculadora do mundo, uma agulha movia as rodas, e um mecanismo especial levava dígitos de uma roda para outra.

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. 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;

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. 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 atemática abstrata, o método das diferenças.

Geração Zero – Comp. Mecânicos Charles Babbage e sua Máquina Diferencial:

Geração Zero – Comp. Mecânicos Charles Babbage e sua Máquina Diferencial

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. 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.

Geração Zero – Comp. Mecânicos Herman Hollerith e a Máquina de Cartões Perfurados:

Geração Zero – Comp. Mecânicos Herman Hollerith e a Máquina de Cartões Perfurados

Geração Zero – Comp. Mecânicos:

Geração Zero – Comp. 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.

1ª Geração – Comp. A Válvulas:

1ª Geração – Comp. A Válvulas

1ª Geração – Comp. 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). 1ª Geração – Comp. A Válvulas

1ª Geração – Comp. a Válvulas ENIAC 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. 1ª Geração – Comp. a Válvulas ENIAC e sua Arquitetura

1ª Geração – Comp. a Válvulas EDSAC (1949):

Electronic Delay Storage Automatic Computer contruído na universidade de Cambridge por Maurice Wilkes. Primeiro computador com programa armazenado. 1ª Geração – Comp. a Válvulas EDSAC (1949)

1ª Geração – Comp. a Válvulas IAS / 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. 1ª Geração – Comp. a Válvulas IAS / Máquina de Von Neumann

1ª Geração – Comp. a Válvulas IAS / 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. 1ª Geração – Comp. a Válvulas IAS / Máquina de Von Neumann

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

O primeiro computador transistorizado era uma máquina de 16 bits, construída no MIT, chamava-se TX-0 ( Transistorized eXperimental Computer 0). Essa máquina serviu como uma prévia para o TX-2. Em 1957 o engenheiro Kenneth Olsen fundou a Digital Equipment Corporation (DEC) que quatro anos depois (1961) lançou no mercado o PDP-1 ( Programmed Data Processor 1). Esse computador tinha como características: 4096 Palavras de 18bits; Clock de 200KHz; 2ª Geração – Eletrônica Transistorizada

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada A capacidade de processamento do PDP-1 era metade do poder computacional do IBM 7090 que sucedeu ao IBM 709 (considerado o último computador valvulado). O 7090 era o computador mais rápido do mundo naquela época e custava alguns milhões de dólares enquanto o preço do PDP-1 era de apenas U$120,000.000. A DEC vendeu dezenas dessas máquinas, dando origem à indústria dos minicomputadores.

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

A IBM reagiu lançado o 7090 e depois o 7094. O 7094 tinha como características: Clock de 500KHz; Memória de núcleo de 32 K palavras de 36 bits cada; O lançamento do 7090 e do 7094 marcou o fim das máquinas tipo ENIAC e o início do domínio da IBM na computação científica durante a década de 1960. Embora fosse líder no mercado da computação científica com o 7094, a IBM estava ganhando muito dinheiro com a venda de uma máquina pequena voltada para as aplicações comerciais, conhecida como 1401. Essa máquina podia: Ler e escrever em fitas magnéticas; Ler cartões e perfurar cartões tão rápido quanto o 7094; Memória de 4096 palavras de 8 bits cada; 2ª Geração – Eletrônica Transistorizada

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

Em 1964, uma empresa chamada Control Data Corporation(CDC) lançou o 6600 (projetado pelo cientista chamado Seymour Cray) que era aproximadamente uma ordem de magnitude mais rápida que o 7094. Estava então lançada a era dos supercomputadores. 2ª Geração – Eletrônica Transistorizada

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada:

2ª Geração – Eletrônica Transistorizada Nessa época os projetistas de máquinas como o PDP-1, o 7094 e o 6600, estavam preocupados exclusivamente com o hardware da máquina, com o objetivo de torná-lo mais barato, caso da DEC ou mais rápido caso da IBM e da CDC. A Burroughs lançou o B5000 que tinha como objetivo rodar programas em ALGOL 60, uma linguagem de alto nível antecessora do Pascal. O projeto do B5000 incorporava várias características ao hardware com o objetivo de facilitar a tarefa de compilar programas. Com esse projeto começou a tomar corpo a idéia de que o software era peça importante do projeto de uma máquina.

3ª Geração – Circuitos Integrados:

Em 1958, Robert Noyce desenvolveu um processo de integrar circuitos eletrônicos em substrato de silício, técnica que veio permitir inicialmente que dezenas de transistores fossem colocados no mesmo CHIP (Circuitos integrados) capaz de realizar operações em nanosegundos. Esse circuito integrado foi lançado pelas empresas Fairchild Semicondutor e a Texas Instruments, localizadas no emergente Vale do Silício na região de Palo Alto e Stanford na Califórnia. 3ª Geração – Circuitos Integrados

3ª Geração – Circuitos Integrados:

Esse evento de transição da 2ª geração para a 3ª geração pode ser marcado com o anúncio em 7 de abril de 1964 da família criada por Gene Amdahl, chamada System/360, o IBM 360, com seis modelos básicos e várias opções de expansão que realizava mais de 2 milhões de operação por segundo e cerca de 500 mil multiplicações. Esse fato tornou seus antecessores obsoletos. 3ª Geração – Circuitos Integrados

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

O primeiro computador pessoal surgiu em 1971: foi o Kembak-1, com 256 bytes de memória, sendo anunciado por US$ 750 na revista Scientific American. O mesmo ano marcou o aparecimento do disquete flexível (floppy drive, então com oito polegadas de diâmetro) com capacidade de 360kBytes. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

A Intel® foi criada em julho de 1968 e, na época, contava com uma equipe de 12 cientistas, trabalhando em um prédio alugado em Mountain View, na Califórnia, EUA. Em 1969 a Intel® lança o processador 4004, com 2.250 transistores de 4 bits e viabilizou o projeto das calculadoras eletrônicas da década de 1970. Hoje a empresa é a maior fabricante de chips do planeta. Só para você ter idéia, atualmente 80% dos PCs fabricados em todo o mundo utilizam processadores Intel. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

Em 1971, é anunciado na revista Eletronic News o Intel 8008 de 8 bits, e em 1974 é lançado o Intel® 8080. Mas foi a saída de dois funcionários da fábrica Intel que detonou o processo que levaria à popularização dos computadores pessoais. Frederico Faggin e Masatoshi Shima, que tinham participado do desenvolvimento do microprocessador 8080A (considerado o primeiro “computador num chip”) fundaram a Zilog Incorporated e passaram a desenvolver um novo chip, compatível com aquele (que tinha se tornado popular entre amadores e projetistas de computação). Ampliaram o conjunto de instruções embutidas no chip e criaram o Z80, lançado em 1976. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

O mouse foi introduzido no mercado em 1974, com o minicomputador Xerox Alto, permitindo abrir várias janelas de programas na tela, com menus e ícones. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

Em 1976, Steve Wozniak (projetista), funcionário da HP e seu colega de escola Steve Jobs (comerciante), que trabalhou na Atari, após venderem o Volkswagem de Jobs, a calculadora de Wozniak e obterem um empréstimo de US$ 5,000.000 fundavam a Apple Computer , onde construíram numa garagem de fundo de quintal o Apple 1. Em 1977, apresentaram o computador pessoal Apple II, que permitia produzir gráficos vistos a cores no monitor. A aceitação foi tão grande que, com a ajuda de Mike Markkula, transformaram a microempresa em uma grande indústria. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

Em 1980 a IBM entregou uma mala cheia de dinheiro a um de seus executivos, Philip Estridge, recomendando que só retornasse a IBM quando tivesse um protótipo de um computador pessoal. Estridge montou acampamento em Boca Raton, na Flórida escolheu o chip 8088, de 16 bits, da Intel para funcionar seu como processador de sua máquina e construiu o famoso PC da IBM - utilizando componentes disponíveis no mercado. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

Dois anos depois, fevereiro de 1983, a IBM lança um novo modelo o PC-XT com winchester opcional. Em 1984 a IBM já dominava mais da metade de todo o mercado de microcomputadores. A IBM editou um livro, vendido por U$49.000, contendo todo o projeto do seu computador pessoal inclusive os desenhos de seus circuitos. A idéia era fazer com que outras empresas desenvolvessem placas compatíveis com o PC da IBM, de modo a aumentar a flexibilidade e sua popularidade. Infelizmente para a IBM, várias outras empresas começaram a fabricar clones do PC, a preços menores que os dela. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)

4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI):

No início da década de 80 já vigorava no Brasil a reserva de mercado e começaram a ser produzidos os primeiros microcomputadores nacionais, os pioneiros apostando na linha TRS-80 como o D-8000 da Dismac lançado em 1981. Outros pioneiros lançados entre o final de 1980 e 1981 são: C-300 da Cobra, S 700 da Prológica, e modelos da SID. Outro lançamento importante foi o IBM PC-AT(AT- Advanced Technology) em agosto de 1984, época em que o PC já era o padrão de fato para microcomputadores. A Compaq® começa a destacar-se, assumindo o terceiro lugar no mercado de micros, depois da IBM e da Apple. Ela domina o mercado de micros portáteis e torna-se pioneira com os lançamentos do COMPAQ 386 em 1986 e do COMPAQ 486 em 1989. 4ª Geração – Integração de circuitos em escala muito alta (VLSI)