Evolução dos Computadores - LSI - USP

A Evolução dos Computadores2500 AC - Swan-Pan (Oriente) - Chineses⇒ Tabuleiro aritmético1600 - Bastões de John Napier (Escócia)⇒ Cilindros rotativos de madeira1621 - Réguas de Cálculo - Willian Oughtred⇒ Baseado nas tabelas de multiplicação de Napier1623 - Idéia da 1 a Calculadora (Inglaterra)⇒ “Relógio calculador” usando rodas dentadasUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página4

A Evolução dos ComputadoresRégua de cálculoUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página5

A Evolução dos ComputadoresGeração Zero Computadores Mecânicos (1.642 – 1.945)1642 / 44- Pascaline (França)⇒ Blaise Pascal construiu uma máquina de calcular totalmentemecânica com apenas as operações de soma e subtração.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página6

A Evolução dos Computadores1674 - Stepped Reckoner⇒Gottfried Von Leibniz construiu umamáquina de calcular inteiramentemecânica com as 4 operações:soma, subtração, multiplicação e divisão.1728 - 1 a Concepção do cartão perfurado⇒ Tábua de madeira com orifícios para comandar as agulhas de umtear.1804 – 1 o conceito de armazenar a informação binária⇒ Jacquard (França) através de placas perfuradas.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página7

A Evolução dos Computadores1820 – ARITHOMETER (França)⇒ Primeira calculadora comercial (aperfeiçoamento da idéia deLeibnitz)1822 - Máquina Diferencial - Charles Babbage - “Pai doComputador” (Inglaterra)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página8

A Evolução dos Computadores1833 - Máquina Analítica - Charles Babbage (Inglaterra)⇒ Máquina analítica que possua 4 componentes: armazenamento(memória), engenho (unidade de cálculo), seção de entrada (leitora decartões perfurados) e seção de saída (saída perfurada e impressa).Não chegou a ser construída, mas suas idéias são usadas até hoje(processamento digital).UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página9

A Evolução dos Computadores1854 - Álgebra Booleana - George Boole⇒ Conceitos usados atualmentecomo base dos sistemas digitaise da computação.1876 - Máquina Analógica - Lorde Kelvin⇒ Usado na previsão de marésUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página10

A Evolução dos ComputadoresDigital X AnalógicoAnalógico:Infinidade de “estados possíveis”Digital:desligado.Apenas dois “estados possíveis”: ligado ouDepois chamados de níveis lógicos (0 e 1).UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página11

A Evolução dos Computadores1882 - 1 a Calculadora mecânica - Willian Seward Borroghs1890 - Tabuladora - Máquina de HollerithHerman Hollerith⇒ A máquina lia cartõesperfurados no código BCD(“Binary Coded Decimal”)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página12

A Evolução dos Computadores1896 - “Tabulating Machine Company”⇒ A IBM que inicia sua operação, fabricando cartõesperfurados.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página13

A Evolução dos ComputadoresAlfabeto em código ASCIIUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página14

A Evolução dos Computadores1900 - Alimentador automático de cartões perfurados1905 - Válvula de Fleming (Diodo)1906 - Válvula (triodo) - Lee de Forest⇒ Antecessora do TransistorUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página15

A Evolução dos ComputadoresVálvula usada atualmente:UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página16

A Evolução dos Computadores1915 - Uma nova Matéria prima - Manson Benedicks⇒ Germânio (material semicondutor)1917 - RUR - Karel Câpek⇒ Surge a idéia dos robôs1925 - Criação da Bell Labs1928 - Criação do CRT - Tubo de raios catódicos⇒ Tela de TV e monitor usado atualmente.1930 - Computador Analógico Mecânico⇒ Vannevar Bush e uma equipe do MIT (MassachussetsInstitute of Technology)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página17

A Evolução dos Computadores1936 - Teoria da Máquina Universal / Z1⇒ Máquina de relés1937 - Álgebra de Boole X Circuitos eletrônicos1938 - Hewlett-Packard (HP)⇒ Formação da HP (Califórnia / EUA)1939 - Complex Number Calculator - George Stibitz⇒ Primeira calculadora eletro-mecânica (a base de relés)1940 - Rede de Teleprocessamento - George Stibitz⇒ Interligação de máquinasUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página18

A Evolução dos Computadores1941 - Z3 - Computador eletro-mecânico - Konrad Zuse (Berlim /Alemanha)1942 - ABC (Atanasoft-Berry Computer)⇒ 450 válvulas e memória magnética⇒ Computador digital1943 - Colossus - 1 o computador eletrônico digital⇒ (na verdade o 2 o )Alan Turing cria o Colossus, máquina que,uma vez plugada, programada e alimentada,resolvia qualquer questão de criptografia empoucos minutos.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página19

A Evolução dos Computadores1944 - Mark I (Harvard / IBM) - 1 o Computador Americano de usoGeral- Eletro-mecânico- 3000 rodas e 1400chaves rotatórias- 600 km de fios- Os dados eram transmitidoseletricamente- 5 ton. de cartõesperfuradosUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página20

A Evolução dos ComputadoresBUG. BUG???Bug é a palavra em inglês que significa mariposa. Ela é usadaem computação como significado de erro, falha, problema.Conta a história que uma mariposa conseguiu entrar num MarkII e travou todo o sistema. Daí a sua utilizaçãoão.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página21

A Evolução dos ComputadoresPrimeira Geração de ComputadoresModernos1945-1955 – Eletrônica à Válvulas• Possuía válvulas;• Longo tempo de processamento(segundos);• Memória de núcleos magnéticos oucartões perfurados• Enormes com alto gasto de energia• Difícil manutençãoUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página22

A Evolução dos Computadores1.946 - ENIAC - (Electrical Numerical Integrator and Calculator)(1o Grande computador eletrônico)• Custo: 1/2 milhão de dólares• 19000 válvulas• 1.500 relés• 30 toneladas,• 175 kW de consumoAplicação: cálculo Balístico(atividades de guerra)Marca o “ANO ZERO” daera da Informação.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página23

A Evolução dos Computadores1.946 - ENIAC - (Electrical Numerical Integrator and Calculator)(1o Grande computador eletrônico)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página24

A Evolução dos Computadores1.946 - ENIAC - (Electrical Numerical Integrator and Calculator)(1o Grande computador eletrônico)Como funcionava o ENIAC?• A programação do ENIAC acontecia no lado de fora.• Primeiro, um grupo de cientistas desenvolvia equaçõesmatemáticas ticas na exata seqüência em que elas tinham que serdigeridas pelo sistema.• A seguir, seis especialistas programavam o computador paraexecutá-laslas, girando botões de sintonia e plugando centenas defios nas tomadas corretas.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página25

A Evolução dos Computadores1947 - 1o. Transistor (Bell Labs)⇒ Substituto das válvulas(mas ainda em testes)• John Bardeen• Walter Brattain• William ShockleyUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página26

A Evolução dos Computadores1948 - Primeiro protótipo de computador eletrônico de programaarmazenado⇒ Executava rotinas gravadas1949 - EDSAC / EDVAC - 1o. Computador de programaarmazenado⇒ Capacidade de armazenamento 100x maior.1950 - Mauchly and Eckert Computer Corp., depois UNIVAC,depois Unisys.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página27

A Evolução dos Computadores1950 - WHIRLWIND (MIT / EUA - 1o. Computador de tempo Real)⇒ Processamento em tempo Real1951 - UNIVAC⇒ Primeiro computadordisponível comercialmente⇒ Programa armazenadoe compilador⇒ 5000 válvulas⇒ entrada de dadospor fita magnética⇒ armazenamento porfita ou tamboresmagnéticos⇒ Seguia a arquiteturaproposta porJohn Von NeumannUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página28

A Evolução dos Computadores1953 - IBM 701⇒ Primeiro computador digital da IBM⇒ Válvulas e catões perfurados para a entrada e saída dedados.1954 - Arquitetura John Von Neumann (EUA)⇒ Conceito de programação e operações no sistema binárioMáquinasatuais =Máquinasseguenciaisde VonNeumannUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página29

A Evolução dos ComputadoresMáquina de Von NeumannMEMÓRIAUNIDADE DECONTROLEULAENTRADASAÍDAConceito de programa armazenado = MEMÓRIASUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página30

A Evolução dos ComputadoresSegunda Geração deComputadores Modernos1955-1965 – Eletrônica àTransistores• Possuía transistores• Unidades de fitas magnéticas• Tamanho reduzido• Consumo menor de energia• Processadores mais rápidos econfiáveis• Tempo de processamentomais curtos (mili e micro seg.)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página31

A Evolução dos Computadores1955-1957 - Computadores científicos⇒ Série de computadores para uso científico.1956 - Fortran (IBM)⇒ Primeira linguagem de programação de alto nível1957 - NCR 304 (NCR Corp.)⇒ 1o. Computador construído somente com transistores1957 - IBM 305 com leitor de disquetes1958 - Fundação de Digital Equipment Corp.1959 - PDP-1 (DEC) 1o. Minicomputador⇒ Custava US$ 159.000⇒ Foram vendidas 50 máquinasUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página32

A Evolução dos Computadores1959 - Borroughs B 205 (Brasil)⇒ 1o. Computador digital à válvula da América Latina⇒ Presidente JK inaugurou na PUC-RJ⇒ 20 m 2 e 5ton.1960 - Percepton⇒ Início do conceito de inteligência artificial1960 - COBOL (1a. Linguagem de uso comercial)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página33

A Evolução dos Computadores1961 - Primero CI(Fairchild Corp.)1961- IBM 1401⇒ Máquina comercial de pequeno porte muito popular naépoca.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página34

A Evolução dos Computadores1962 - Software de música / primeiro videogame / IBM 7094⇒ Música sintetizada (início da digitalização do som)⇒ Primeiro Videogame: Spacewar⇒ IBM 7094: Totalmente transistorizado1963 - 1o. uso confiável de monitores de vídeo / Padrão ANSI⇒ O ANSI (American National Standarts Institute) aceita ocódigo ASCII como padrão de troca de informações entre computadores1964 - Mouse / Basic / CDC 6600 - 1o. Computador comercial⇒ Mouse: Dispositivo que simula o movimento da mão⇒ Desenvolvimento do BASIC⇒ CDC 6600: 1o. Computador a realizar operações em paraleloUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página35

A Evolução dos ComputadoresTerceira Geração de Computadores1965-1980 – Eletrônica com CIs)• Possuía CIs• Tamanho mais reduzido ainda.• Consumo de energia bem baixo.• Processadores ainda mais rápidos e confiáveis.• Tempo de processamento mais curtos (nano seg.)• Evolução do programa-monitor para Sistema Operacional• Multiprogramação• Multiprocessamento• Teleprocessamento (redes de comunicação).UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página36

A Evolução dos ComputadoresTransistores no chip: Fabricação de CIs:UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página37

A Evolução dos ComputadoresProcessos de fabricaçãoUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página38

A Evolução dos Computadores1965 - IBM 360 / PDP 8 (DEC)⇒ Família de computadores para o consumidor⇒ PDP 8: primeiro minicomputador vendido em massa(50000)1967 - 1a. Calculadora de 4 operações1968 - 1os. Computadores com CIs⇒ Lançados pela Borroughs (B2500 e B3500)⇒ Robert Noyce, Andy Grove eGordon Moore estabeleceram a INTEL Corp.Gordon MooreUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página39

A Evolução dos Computadores1969 - Arpanet - Início da revolução da Informação⇒ Conexão das máquinas da Arpanet (origem da Internet)⇒ Interligação de universidades americanas1970 - UNIX / Disco Magnético Flexível 8” / PDP 11⇒ UNIX desenvolvido pela Bell Labs (1o. Sistema operacionalque poderia ser aplicado em qualquer máquina)⇒ PDP 11 dominou os anos 70.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página40

A Evolução dos ComputadoresComputadoresdos anos60 a 70.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página41

A Evolução dos ComputadoresQuarta Geração de Computadores1971 – … Era VLSI (Very Large Scale Integration)• Desenvolvimento dos CIs• Redução das dimensões e no consumo de energia.• Processadores ainda mais rápidos• Evolução geral de todas as partes integrantes docomputadores.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página42

A Evolução dos Computadores1971 - INTEL 4004⇒ Primeiro processador disponível comercialmente1972 - MITS 816 (Micro Instrumentation and Telemetry Systems)⇒ 1o. Microcomputador disponível para uso pessoal1972 - Patinho Feio (USP)1973 - Xerox PARC⇒ Primeiro microcomputador completo com monitor1973 - Disco Rígido (Alan Shugart)1974 - INTEL 8080⇒ Primeiro processador integrado (única pastilha)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página43

A Evolução dos Computadores1975 - Cray I (1o. supercomputador)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página44

A Evolução dos Computadores1975- ALTAIR / IBM 5100 / BASIC⇒ ALTAIR 8800: produzido em massa⇒ IBM 5100: Primeiro PC da IBM⇒ Bill Gates e Paul Allen desenvolveram a primeira linguagemBASIC para microcomputadores1976 - Apple Corp.1977 - Apple II / Atari / Commodore 641977 - Fundação da Microsoft1978 - VAX (DEC)⇒ 1o. Supermini de 32 bits.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página45

A Evolução dos Computadores1981 - IBM PC (arquitetura aberta)⇒ Processador INTEL 8088⇒ Sistema Operacional DOS⇒ O padrão IBM PC é usado até hoje!1982 - Descoberta a tecnologia dos CDs1983 - Lisa (Apple)/ Arpanet⇒ Lisa: Primeiro computador gráfico (simulava uma mesa detrabalho “desktop”)⇒ Uma nova Arpanet (sem fins militares), depois chamada de“INTERNET”1984 - PC-AT (IBM) / CD-ROM (Sony/Philips)⇒ IBM PC-AT: problemas com os clonesUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página46

A Evolução dos Computadores1984 - Macintosh (Apple) x IBM PCUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página47

A Evolução dos Computadores1986 - Compaq 3863861987 - PS/2 IBM⇒ Processador INTEL⇒ Novo padrão demercado da IBM1986 - Compaq 4861989 - Uso diversificado do INTEL 486⇒ Vários fabricantes de PCs apresentam máquinas baseadasno INTEL 486.1990 - Acesso à Internet / Windows 3.0 (MS)⇒ Usuários individuais têm acesso à Internet⇒ MS Windows 3.0 baseado no sistema do MacintoshUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página48

A Evolução dos Computadores1990- Lançamentos de modelos RISC1991 - LINUX⇒ Sistema operacional para qualquer tipo de PC e distribuídogratuitamente1993 - Lançamento da linha de processadores Pentium da INTEL1997 - Comércio via Internet2000’s – Evolução dos processadores:Processadores Intel® Centrino®(Integração com WiFi para Laptops)Processadores Intel® Core 2 DuoProcessadores intel® Xeon série s7000 (quad core)Processador Intel® Core2 Extreme (quad core)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página49

A Evolução dos ComputadoresQuinta Geração de Computadores??? Ainda não definida???• Computadores inteligentes(aprendem com seu erros)• Computadores ópticos(Luz Vs. Eletricidade)• Computadores Quânticos(vários estados possíveis dearmazenamento de informações)• ???UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página50

A Evolução dos ComputadoresO cérebro chumano, de um ponto de vista estritamentefuncional, pode ser definido como um sistema complexo de 100bilhões de neurônios.Para conter o mesmo número nde elementos do cérebrocrebro,um computador dos anos 40, a fase das válvulasvlvulas, teria otamanho de São Paulo.Em fins dos anos 50, com os transistores, bastava umcomputador com as dimensões do Cristo Redentor.Anos 60: o computador seria como um ônibus.Atualmente, com a aglomeração de alguns milhões decomponentes num único chip, cérebro e computador entraramnum acordo de dimensões.UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página51

A Evolução dos Computadores201020052000Integração256M1GAno199519904M16M64M1985198064K256K1M19752,521,510,50Dimensão (µm)UniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página52

A Evolução dos ComputadoresTera10 121.000.000.000.000TGiga10 91.000.000.000GMega10 61.000.000MKilo10 31.000kDeca10 110DDeci10 -10,1dCenti10 -20,01cMili10 -30,001mMicro10 -60,000001μNano10 -90,000000001nPico10 -12UniSant'Anna - fevereiro 0,000000000001de 2009 - Página53p

A Evolução dos ComputadoresUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página54

A Evolução dos ComputadoresMicroprocessador Dimensões Freqüência386 3μm 20-4040MHz486-5861-0,8μm 40-100100MHzPentium I,MMXIMMX, etc 0,3μm 75-200200MHzPentiumII 0,25μm 200-450450MHzPentiumIII 0,18μm 500-11001100MHzPentium IV 0,13μm 1,4-2,82,8GHzIntel® Core2 Duo 0,045μm 3,3GHzIntel® Core2 Quad: 4 núcleos de processamentoIntel® Core2 Duo : 2 núcleosde processamentoUniSant'Anna - fevereiro de 2009 - Página55