2.1. Breve Histórico. Joseph Marie Jacquard, técnico de tecelagem francês, criou o tear automático controlado por cartões perfurados, em PDF
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Simone Miranda Mirandela
1 2.1. Breve Histórico O Ábaco, um instrumento para auxiliar nos cálculos, foi inventado por volta do ano 2000 A.C. Conhecido em chinês como Suanpan e em japonês como Soroban, ainda é muito utilizado nos países asiáticos e em alguns centros de ensino pelo mundo. Ábaco Máquina Pascalina Blaise Pascal, matemático francês, inventou a primeira máquina de somar (máquina Pascalina) em 1642; construída com rodas dentadas, seu intuito era simplificar o ofício do pai, que era contador. Gottfried Wilhelm Von Leibnitz, matemático alemão, aperfeiçoou a máquina Pascalina em torno de 1670, introduzindo um mecanismo capaz de multiplicar e dividir. Joseph Marie Jacquard, técnico de tecelagem francês, criou o tear automático controlado por cartões perfurados, em Charles P. Babbage, matemático inglês, projetou a Máquina das Diferenças em 1822, e a Máquina Analítica, em É considerado o precursor do computador eletrônico digital, pois sua máquina analítica possuia três estágios fundamentais (como os computadores atuais): (a) entrada (com cartões perfurados), (b) processamento utilizando memória (de engrenagens), abrigando o programa em execução e (c) saída. Tear automático de Jacquard Herman Hollerith, engenheiro americano, inventou um conjunto de máquinas de processamento de dados que operava com cartões perfurados (baseado no tear de Jacquard) para processar o Censo Americano de Máquina de diferenças de Babagge Mark I foi o primeiro computador eletro-mecânico, inventado pelo professor Howard H. Aiken da Universidade de Harvard, nos E.U.A., em 1944;
2 ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) foi o primeiro computador eletrônico, inventado pelos professores John Eckert e John Mauchly da Universidade da Pennsylvania (E.U.A.), em Tinha cerca de válvulas, ocupava três andares e queimava uma válvula a cada dois minutos. ENIAC John Von Newman, matemático húngaro, formula nos Estados Unidos a proposição prática para computadores universais, que armazenam programas em memórias, melhorando o método inicialmente utilizado pelo ENIAC. Esse princípio é utilizado nos computadores até hoje. Em 1951 se inicia a produção em série de computadores (IBM/UNIVAC). Ada Byron King, a condessa de Lovelace, filha de Lord Byron, junto com seu companheiro Charles Babbage, iniciou o ambicioso projeto de construção da Máquina Analítica. Ada é uma das poucas mulheres a figurar na história do processamento de dados. Matemática talentosa, compreendeu o funcionamento da Máquina Analítica e escreveu os melhores relatos sobre o processo. Criou programas para a máquina, tornando-se a primeira programadora de computador do mundo. 2.2.PEQUENA CRONOLOGIA DA MICROINFORMÁTICA Lançamento do primeiro microcomputador: Altair Steve Wozniak e Steve Jobs lançam o computador Apple. No ano seguinte, o Apple II é lançado A Intel lança o microprocessador 8086, que dá início a série de microprocessadores conhecidos como 80x86, que incluem o Intel e o Pentium Primeiro programa comercial para microcomputadores: a planilha eletrônica VisiCalc Surge o MS-DOS (sistema operacional) da Microsoft (Bill Gates e Paul Allen) A IBM apresenta o IBM Personal Computer - o PC É lançado o Lotus 1-2-3, planilha eletrônica que reinou absoluta por vários anos Lançamento do PC-XT (Extended) pela IBM, e do Turbo Pascal pela Borland (Philippe Kahn) Lançamento do Macintosh da Apple e do PC-AT (Advanced) da IBM É lançado o Windows 1.0. Surgem os primeiros computadores A IBM apresenta o primeiro laptop (computador portátil) A Novell passa a dominar o mercado de redes com seu produto NetWare IBM e Microsoft lançam o OS/2 1.0 (sistema operacional).
3 Surgem os primeiros computadores Lançamento do Windows 3.0, num dos eventos mais badalados da história do Software Ao adquirir a Fox Software (produtora do sistema gerenciados de banco de dados Foxbase), a Microsoft torna-se a maior figura de todo o mercado de software para PCs. É lançado o OS/ Surge o Pentium. É lançado o Windows NT e o OS/ Início do boom da Internet. A Internet é uma rede global/mundial de computadores Lançamento do Windows 95, primeiro sistema operacional genuíno baseado em janelas da Microsoft O foco da informática passa para a Internet e a Web1. Questões sobre a matéria dada 1. Qual foi o primeiro instrumento para fazer cálculos que foi inventado? Quando foi inventado? 2. Quando foi inventada a primeira máquina de somar? Quem inventou? Como era o nome dela? 3. Quem aperfeiçoou a máquina de somar? Em que ano foi aperfeiçoada? 4. O que Joseph Marie Jacquard criou? 5. Porque a máquina de Charles P. Babbage foi a precursora do computador eletrônico digital? 6. O que Herman Hollerith inventou? 7. Qual é o nome do primeiro computador eletromecânico? Quem o inventou? Quando foi inventado? 8. Qual é o nome do primeiro computador eletrônico? Quem o inventou? Quando foi inventado? Qual era o tamanho do computador?
4 Questões para estudo para a prova 1. Por que houve uma invasão da informática em nossas vidas? 2. Dê 5 exemplos de lugares onde se usa a informática. 3. O que é informática? 4. O que são Entrada de Dados? 5. O que é Processamento de Dados? 6. Dê 3 exemplos por onde saem os dados. 7. O que é Hardware? 8. O que é Software? 9. O que é o Ábaco? 10. Qual o nome da primeira programadora de computadores do mundo? 11.Qual o nome do primeiro computador eletrônico do mundo? 12.Quando foi inventada a primeira máquina de somar? Quem inventou? Como era o nome da máquina de somar?
5 John Von Neumann Neumann nasceu em uma rica família judaica, no Império Austro Húngaro. Suas habilidades matemáticas foram reconhecidas quando ainda era muito jovem: aos 25 anos tinha acumulado duas graduações e um doutoramento, e discutia problemas matemáticos em pé de igualdade com cientistas eminentes, como Linstem e David Hilbert. Neumann sempre esteve atento aos problemas mundiais. Com a queda do Império Austro Húngaro, após a Primeira Guerra Mundial, adotou o título de von e ingressou na vida acadêmica da Alemanha derrotada. Ao mesmo tempo, estabelecia seus contatos nos EUA, passando os invernos na Universidade de Princeton, em Nova Jérsei, e os verões na Europa, administrando as propriedades de seu pai. Quando começou a Segunda Guerra Mundial, ele já se encontrava em segurança nos EUA. Com a entrada dos EUA na guerra, foi posto a par do Projeto Manhattan, ao qual aderiu, colaborando no estudo de produção da bomba atômica. Ainda se encontrava ligado ao Manhattan, quando soube que se faziam tentativas de construção de um computador eletrônico e ele próprio foi convidado para o projeto ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator).O trabalho estava sob a orientação de engenheiros eletrônicos, mas, como primeiro matemático envolvido, analisou o problema de modo diferente e redigiu um relatório que estruturou e viabilizou o moderno computador. Após o ENIAC, foi desenvolvido o projeto de outro computador o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). Neste, pela primeira vez foi aplicada a idéia de programação interna proposta por John von Neumann. Esse conceito inovador é, ainda hoje, um dos elementos essenciais na construção de computadores. Trata-se da possibilidade de armazenamento de programas, codificados de acordo com certos critérios na memória do computador e não em dispositivos externos, como ocorria até então. Esse procedimento aumenta a operacionalidade dos programas, pois grupos de instruções podem ser executados várias vezes e na ordem que se fizer necessária. Após a guerra, Von Neumann envolveu-se gradativamente com a política de defesa dos EUA. Apesar disso, manteve-se empenhado na pesquisa matemática e idealizou o projeto do primeiro computador, o JOHNIAC para a Universidade de Princeton. John von Neumann colaborou de modo decisivo para o desenvolvimento da computação. Já na década de 40, concebeu os elementos básicos que viriam a inovar decisivamente a arquitetura dos computadores.
6 Modelo de von Neumann O modelo lógico de computador proposto por von Neumann pode ser descrito pela seguinte figura. Figura 12 - Modelo de Von Neumann. O matemático húngaro John von Neumann ( ) formalizou o projeto lógico de um computador. Em sua proposta, von Neumann sugeriu que as instruções fossem armazenadas na memória do computador. Até então elas eram lidas de cartões perfurados e executadas, uma a uma. Armazená-las na memória, para então executá-las, tornaria o computador mais rápido, já que, no momento da execução, as instruções seriam obtidas com rapidez eletrônica. A maioria dos computadores de hoje em dia segue ainda o modelo proposto por von Neumann. Esse modelo define um computador sequencial digital em que o processamento das informações é feito passo a passo, caracterizando um comportamento determinístico (ou seja, os mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta). A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes: uma Memória Principal, uma Unidade Lógica e Aritmética (ULA), uma Unidade de Controle
7 (UC) e a Unidade Central de Processamento (UCP), composta pela Unidade Lógica Aritmética e a Unidade de Controle. MEMÓRIA UNIDADE DE CONTROL E UNIDADE LÓGICA E ARITMÉTICA ENTRADA SAÍDA Diagrama da arquitetura de von Neumann Memória Principal A unidade de memória central serve para guardar programas e dados, sob a forma de uma representação binária. Cada instrução da máquina é codificada como uma sequência de bits. Cada valor de certo tipo é codificado por uma determinada sequência de bits. Sequência de bits armazenados na memória principal
8 Memória A memória é o dispositivo de armazenamento de informação do computador. Nela são armazenadas tanto as instruções de um programa quanto os dados necessários para a sua execução. A memória é dividida em espaços com endereços. Unidade Central de Processamento (UCP) A unidade de central de processamento (CPU Central Processing Unit) trata do controle global das operações e da execução das instruções. Para esse efeito, a UCP contém as seguintes unidades internas: Unidade Lógica e Aritmética, ULA (ALU- arithmetic and logic unit): A unidade lógica e aritmética (ALU - Arithmetic and Logical Unit) é onde a maioria das ações ocorrem dentro da UCP. A unidade lógica e aritmética (ULA) é responsável pelas operações elementares (soma, subtração, multiplicação e divisão) e pelas decisões lógicas (isto é, comparações entre informações; por exemplo, decidir se 5 <= 3 ou se 5 > 3).
9 A ULA trabalha sob o comando da unidade de controle e utiliza uma parte da memória para trabalhar: o acumulador. Unidade de Controle UC: A Unidade de Controle reconhece um conjunto determinado de instruções, ditas instruções de máquina. Este conjunto é determinado pelo hardware da UCP, o que permite à Unidade de Controle reconhecer, isto é, decodificar, cada uma das instruções, através de um campo pré-determinado de bits que identifica o código da instrução. Uma vez decodificada a instrução I, a Unidade de Controle emite os sinais de controle necessários à sequência de ações internas definidas pela instrução I, por exemplo, operações aritméticas ou lógicas, ou transferências de informação entre os componentes do computador. Cada instrução máquina pode envolver: o operações aritméticas e lógicas o operações de transferência entre CPU e a Memória Central o operações de transferência entre CPU e Unidades de I/O o operações de controle da sequência de execução das instruções O modelo de execução de instruções é sequencial, ou seja, a UCP só processa uma instrução de cada vez. A memória central só aceita um acesso de cada vez, seja para leitura ou para escrita. A unidade de controle controla o funcionamento da unidade lógica e aritmética e da memória. Além disso, ela distribui e organiza tarefas, transfere informações da entrada para a memória e da memória para a saída.
10 Entrada e Saída As unidades periféricas destinam-se a suportar as ações de comunicação da CPU e memória com o exterior, daí a sua designação de unidades de entrada e saída (ou I/O- input / output). São exemplos, o teclado, o monitor, o mouse, a impressora, as interfaces de comunicação com redes de computadores. Também há unidades periféricas destinadas ao armazenamento de dados, que são depois apresentados ao usuário, sob a forma de arquivos, geridos pelos programas do Sistema Operacional. Exemplos são os discos rígidos, discos ópticos (CD/DVD), os discos flexíveis e as fitas magnéticas. A unidade de entrada traduz informação (por exemplo, letras, números, imagens, marcas magnéticas) de uma variedade de dispositivos de entrada em impulsos elétricos que a CPU entenda. A unidade de saída traduz os dados processados, enviados pela CPU em forma de impulsos elétricos, em palavras ou números, que são impressos por impressoras ou mostrados em monitores de vídeo.