Evolução da Informática

Evolução da Informática

 1. Necessidades de informação

O Ábaco é o mais antigo instrumento usado para efectuar cálculos aritméticos, foi descoberto pelos arqueólogos da Babilónia e tem uma numeração de 60 símbolos.

É composto por varetas e pequenas bolas e foi usado pelos mercadores para somar e subtrair. Cada bola na barra das unidades vale 1, na barra das dezenas vale 10 e assim sucessivamente. Era tão eficiente que se propagou por todo o mundo e em alguns países é usado até hoje (China e Japão).

2. As Calculadoras Mecânicas

Pascalina de Blaise pascal - 1642

 

A evolução dos aparelhos destinados a facilitar o cálculo matemático aconteceu a par com a necessidade crescente de realizar cálculos matemáticos cada vez mais complexos.

Em 1642, Blaise Pascal inventou e construiu uma máquina, denominada "Pascaline" para efectuar cálculo matemático. 

 

Blaise Pascal, filho de um colector de impostos, inventou a 1ª calculadora que efectuava adições e outras operações baseadas na adição.
A Pascaline era uma caixa com rodas e engrenagens, na qual o operador introduzia os algarismos (de 0 a 9) a serem somados, discando-os numa série de rodas dentadas, de forma que os números ficassem expostos num mostrador. Cada roda representava uma coluna das unidades, uma das dezenas, uma das centenas e assim sucessivamente.

Máquina de Calcular de Leibniz – 1672

Leibniz, alemão filho de uma família de eruditos e funcionários do Governo, inventou com base na calculadora de Pascal, uma máquina de calcular capaz de multiplicar, dividir e extrair raízes quadradas.

Leibniz é considerado o pioneiro no desenvolvimento da lógica matemática.

A sua máquina distinguia-se por possuir 3 elementos significativos: a porção aditiva, um componente móvel e uma manivela (que accionava uma roda dentada). Este mecanismo funcionava, com o componente móvel, para acelerar as adições repetitivas (automatizadas) envolvidas na multiplicação e divisão.

O Tear de Jacquard – Cartões perfurados – 1801

Jacquard foi o inventor francês que desenvolveu este tear, completamente automatizado, que conseguia tecer padrões bastante complexos.

Este tear era programado por uma série de cartões perfurados, em que cada um controlava um único movimento da lançadeira. Para produzir um novo padrão, bastava introduzir um novo conjunto de cartões.

Esta máquina usava o processo Entrada - Processamento -Saída, cujas instruções se encontravam nos cartões. O que veio a produzir um grande impacto na programação de computadores.

Em meados do séc. XIX começam a vulgarizar-se as calculadoras mecânicas, já mais evoluídas, com capacidade de realizar multiplicações, divisões, operações com vírgulas, etc.

3. Os percursores da Informática

Difference Engine de Charles Babbage - 1822

 

Charles Babbage, matemático e cientista inglês, em 1822, quase chegou a criar um computador e inventou um aparelho "Difference Engine", com o intuito de aperfeiçoar as tabuadas da época, com a entrada de informações através de cartões perfurados. 

 

Ele construiu um modelo preliminar da sua máquina com rodas dentadas fixas em eixos, que uma manivela fazia rodar. E conseguiu convencer a Royal Society para financiar a construção de um modelo em tamanho grande.

Motor analítico de Charles Babbage - 1833
 

 

Babbage desistiu da máquina anterior e em 1833, desenvolveu uma nova máquina completamente programável, que podia receber um conjunto de comandos através de cartões perfurados, para serem processados pela máquina.

Esta máquina "motor analítico" pode ser considerada o 1º computador pois todas as máquinas até aos computadores actuais foram baseados nela. Logo, Babbage é considerado o pai do computador actual.

1834 - O motor analítico" e considerado o primeiro verdadeiro percursor dos computadores modernos (apesar de nunca ter chegado a ser construído), por possuir todos os elementos que hoje compõe qualquer computador:  

• Um mecanismo de introdução de dados (input), através de cartões perfurados;
• Uma "controladora": um conjunto de engrenagens que serviam para programar o processador;
• UM "processador": um conjunto de centenas de eixos e milhares de engrenagens com 3 metros de altura;
• Armazenamento: mais engrenagens, capazes de registar 1000 números de 50 dígitos;
• Um mecanismo de "Output": através de uma prensa para impressão dos resultados.

 Tabulador de Hollerith – 1890

 

Em 1890, Herman Hollerith, um funcionário do equivalente americano ao nosso INE, e mais tarde um dos fundadores da IBM, utiliza a ideia dos cartões perfurados de Jacquard para os cálculos do Censo Norte-Americano (que se calculava demorarem mais de um ano e se completaram assim em 6 semanas!), Hermann Hollerith um inventor americano, tendo em vista o censo de 1900, aperfeiçoou os cartões perfurados de Jacquard e inventou uma máquina para manipulá-los, que lia os cartões passando-os por contactos eléctricos.

Foi construído nos EUA, em 1890, com o objectivo de processar os resultados do recenseamento. Este sistema registava o nome, idade, sexo e endereço da cada pessoa sob a forma de furos feitos em cartão que depois eram contados electricamente.

Hollerith funda a IBM e desenvolve, a par com outras empresas da época, um conjunto de sistemas eletro-mecânicos que recorriam aos cartões perfurados para o Înput" e para o "Output".

Estas máquinas conseguiam processar 50 a 250 cartões perfurados por minuto, com cada cartão a conter números até 80 dígitos.

Até aqui, os "computadores" eram aparelhos eletro-mecânicos, com interruptores e relés, cujo expoente máximo foi o Z3 de Konrad Zuse.

1ª Geração (1946-1957) - válvulas

 

• Uso de válvulas e cartões perfurados. Cálculos digitais substituíram os cálculos analógicos.
• Harvard MARK I (Aiken, 1944) – hardware electromecânico
• ENIAC (Eckert e Mauchly, 1946) – primeiro computador completamente electrónico. 18 mil válvulas.
• EDVAC (Von Neumann, 1950) – introduziu a memória permanente e o sistema binário.
• UNIVAC I (1951) – primeiro computador a ser produzido em massa.

2ºGeração (1958-1964)
 

• Substituição das válvulas pelo transístor.
• Linguagens de programação de alto nível.
• Introdução de sistemas operativos.
• Foram os primeiros computadores com sucesso comercial.
• FORTRAN, COBOL – linguagens de programação.
• IBM 1401.

3ª Geração (1965-1971) - circuíto integrado 

 
 

• Uilização do circuito integrado.
• Mini-computadores - versões reduzidas dos mainframes.
• Redes de computadores.
• Desenvolvimento das linguagens de programação BASIC e PASCAL.
• IBM System/360.

1º Circuito Integrado – 1958

 

 

O 1º circuito integrado foi desenvolvido por Jack Kilby, enquanto trabalhava para a Texas Instruments.

Este integrava vários componentes de um CPU numa placa de silicone. Os chips de computadores que permitiam tal integração chamavam-se Circuitos Integrados porque combinavam vários circuitos electrónicos no mesmo chip e os primeiros tinham apenas dezenas de transístores por chip.

Em termos gerais, o chip é feito com uma "bolacha" de silício, em que são depositadas camadas extremamente finas de materiais que vão constituir os transístores, as ligações entre eles, e tudo o resto necessário ao seu funcionamento.

A inclusão de todos estes elementos no mesmo espaço físico possibilita a miniaturização do sistema e uma melhoria significativa da sua fiabilidade.

"Um circuito cujos componentes estão contidos (ou se integram) no mesmo encapsulamento recebe o nome de "circuito integrado", ou CI.

 

4º Geração (1980-201…)

 

• Invenção do microprocessador Computadores pessoais 
• Lançamento do 1º computador pessoal IBM PC – 1981   
• Produção do 1º computador portátil compatível IBM PC – 1983 
• 1º Browser gráfico - MOSAIC – 1992   
• Windows 95 – 1992   
• Internet – 1993   
• PDA - 1993  
• Telemóveis de 3ª geração

Os primeiros micro-processadores

"Após a invenção do circuito integrado, nasce a indústria de semi-condutores.

Várias empresas começam a fabricar chips, que se tornam cada vez mais complexos e poderosos.

Nessa época, os chips eram concebidos para funções muito específicas, não sendo possível a sua utilização genérica em contextos variados;

Em 1971, uma companhia chamada Intel, aceita um contrato para conceber doze chips diferentes para uma máquina de calcular japonesa. Para rentabilizar o processo de desenvolvimento, a Intel inventa um chip capaz de realizar todas as funções pretendidas: o 4004.

Inventou-se o Microprocessador! "

A evolução dos Microprocessadores da Intel :


4004 e 4040

8008, 8080, 8085, 8086, 8088
80186, 80286
80386 (modelos: DX, SX, SL)
80486 (modelos: DX, SX, DX2, SL, DX4)
Pentium (e ainda modelos: 75, PRO, MMX)
Pentium II (e ainda modelos: Celeron e Xeon)
Pentium III
Pentium 4
Intel Core i7