1- Precursores Ábaco - ENIAC

S.D.A.C. – Módulo 7Arquitectura de Computadores

Evolução da informática:

Precursores da Informática

Geração 0 – Computadores Mecânicos

Geração 1 – Computadores a Válvulas

Geração 2 – Computadores Transístores

Geração 3 – Circuitos Integrados


Introdução – A Evolução da Informática


Marcos da evolução histórica dos computadores:

Os precursores da informática

Evolução histórica dos computadores

Precursores da informática:

- Ábaco

- Algoritmo

- Logaritmos de Napier

- Regra do deslizamento

Precursores da informática

Ábaco:

O ábaco é um instrumento usado para fazer cálculos aritméticos, o mais antigo é datado aproximadamente de 3000 a. c., foi descoberto por arqueólogos na Babilónia e tem como curiosidade ser hexadecimal (60 símbolos), a numeração usada pelos babilónios.

Este instrumento é composto por varetas ou barras e pequenas bolas e foi utilizado pelos mercadores para somar e subtrair. Em termos aritméticos, as barras actuam como colunas que posicionam casas decimais: cada bola na barra das unidades vale um, na barra das dezenas vale 10 e assim por diante.

O ábaco era tão eficiente que logo se propagou por todo o mundo e em alguns países (como por exemplo, na China e no Japão) é usado até hoje. Antes do século XVII, época de intensa ebulição intelectual, nenhum outro instrumento de cálculo podia competir com ele.


Algoritmo:

Muitas pessoas deram pequenas contribuições para a história da informática e nem todas se tornaram famosas.

Uma destas pessoas, cujo mérito não foi reconhecido por muitos anos, foi Muhammad Ibn Mûsâ Al-Khwârizmî, um matemático árabe e clérigo de Tashkent que, pelo século VIII ou IX, foi o primeiro a usar o termo al-jabr na Matemática (álgebra em português).

Ele introduziu o método de cálculo usando os numerais árabes e a numeração escrita. O nome dele, Al-Khwârizmî, deu origem à palavra algoritmo.

O algoritmo é ????

Uma sequência de instruções para resolver um determinado problema!


Logaritmos de Napier:

O escocês John Napier, teólogo, matemático e pretenso desenhador de armas, fez o primeiro uso impresso do ponto de fracção decimal e desenvolveu o primeiro sistema de logaritmos.

Desenvolveu o logaritmo para ajudar a simplificar a multiplicação, divisão e outras operações aritméticas, tendo conseguido transformar complexos problemas de multiplicação em problemas mais simples de adição.

Ele criou vários instrumentos para multiplicação, o mais conhecido foi os “Ossos de Napier” (Logaritmos de Napier).


Regra do deslizamento – 1621:

O matemático inglês William Oughtred criou a regra do deslizamento (que posteriormente viria a formar as calculadoras primária dos engenheiros nos séculos XIX e XX – régua de cálculos).

O princípio da regra do deslizamento é a tradução de todas as computações para adições ou subtracções equivalentes que possam ser executadas num conjunto de escalas deslizando umas sobre as outras.


Marcos da evolução histórica dos computadores:



Pascaline – 1642:

Blaise Pascal inventou, em 1642, a primeira calculadora mecânica para adições.

Foi o primeiro aparelho mecânico dotado da capacidade de processar dados. A Pascaline era uma caixa com rodas e engrenagens da qual ele construiu mais de 50 versões ao longo de uma década.

O operador introduzia os algarismos a serem somados, discando-os numa série de rodas dentadas, com algarismos de zero a nove, impressos de maneira a que os números a serem somados ficassem expostos num mostrador.

Cada roda representava uma determinada coluna decimal – unidades, dezenas, centenas e assim por diante.

Quando uma roda ao completava uma volta, avançava em um dígito a roda à sua esquerda, de ordem decimal mais alta. A máquina também executava outras operações por meio de um incómodo sistema de adições repetitivas.

Máquina de calcular de Leibniz – 1672:

Gottfried Wilhelm Leibniz nasceu em 1646 na Alemanha, numa família de eruditos e funcionários do Governo, e inventou em 1672, com base na calculadora de Pascal, uma máquina de calcular capaz de multiplicar, dividir e extrair raízes quadradas.

Esta máquina surgiu para implementar um método mecânico para avaliar as intermináveis tarefas de cálculo dos astrónomos. Leibniz é considerado um pioneiro no desenvolvimento da lógica matemática.

A sua máquina distinguia-se por possuir três elementos significativos:

A porção aditiva era, essencialmente, idêntica à da Pascaline, mas Leibniz incluiu um componente móvel (precursor do carro móvel das posteriores calculadoras de mesa) e uma manivela manual, que ficava ao lado e accionava uma roda dentada – ou, nas versões posteriores, cilindros – dentro da máquina.

Este mecanismo funcionava, com o componente móvel, para acelerar as adições repetitivas envolvidas nas operações de multiplicação e divisão. A própria repetição tornava-se automatizada.


O tear de Jacquard – cartões perfurados – 1801:

Joseph-Marie Jacquard foi o inventor francês que desenvolveu o tear de Jacquard, um tear completamente automatizado que conseguia tecer padrões bastante complexos.

Jacquard iniciou a construção desta máquina em 1790, mas só em 1801, após a Revolução Francesa, é que a conseguiu terminar.

Este tear era programado por uma série de cartões perfurados, cada um deles controlando um único movimento da lançadeira. Para produzir um novo padrão, o operador simplesmente substituía um conjunto de cartões por outro.

Esta máquina continha com muita clareza todo o processo de entrada – processamento – saída, com o processamento a ser realizado de acordo com as instruções contidas em cartões perfurados.

Os cartões perfurados, estavam destinados a produzir o seu maior impacto na posterior programação de computadores.


Charles Babbage:

De entre todos os pensadores e inventores que acrescentaram algo ao desenvolvimento da computação, o único que quase chegou a criar, efectivamente, um computador no sentido da palavra foi um matemático e cientista inglês chamado Charles Babbage.

Máquina de diferenças de Babbage – 1822

Charles Babbage tentou criar um aparelho que aperfeiçoasse as tabuadas da época. Esta máquina utilizava o processo de entrada de informações através de cartões perfurados. Ele construiu um modelo preliminar da sua Máquina de Diferenças, com rodas dentadas fixadas em eixos que uma manivela fazia girar. Durante os dez anos seguintes, Babbage tentou sem sucesso construir a máquina, pois esta ficava cada vez mais complexa à medida que a modificava, aperfeiçoava e redesenhava.

Máquina analítica de Babbage – 1833

Babbage desistiu de construir a Máquina de Diferenças e passou a desenvolver uma nova máquina, que chamou de Máquina Analítica, e que consistia numa máquina completamente programável.

Isto significa que ela podia receber uma série de comandos através dos cartões perfurados, que depois eram processados pela máquina. Esta máquina pode mesmo ser considerada o primeiro computador e todas as máquinas que surgiam posteriormente foram baseadas nela, inclusive os computadores que utilizamos actualmente. Por este motivo, Charles Babbage é considerado o pai do computador actual.

Se a tecnologia daquele tempo o tivesse permitido, a sua máquina teria sido um verdadeiro computador programável. No entanto, a Máquina Analítica nunca foi construída por completo, mas apenas uma parte dela.


Primeiro(a) programador(a) – 1842 :

Augusta Ada Byron, condessa de Lovelace, matemática britânica e única filha legítima do poeta Lord Byron, emprestou os seus consideráveis talentos matemáticos e literários ao projecto de Babbage.

Em relação à Máquina Analítica, Babbage declarou que Lovelace “parece compreendê-la melhor do que eu”. O interesse e o entusiasmo da condessa de Lovelace pelo projecto ajudaram Babbage a esclarecer as suas ideias e a fortalecer a sua coragem.

No entanto, nem mesmo ela poderia escrever sobre o problema fundamental da Máquina Analítica. Era simplesmente impossível pôr em movimento as partes que a compunham. Uma vez terminada a sua construção, a máquina seria tão grande como uma locomotiva e o seu interior intricada massa de mecanismos de relojoaria, de aço, cobre e estanho, tudo accionado a vapor.

Apesar disto, componentes da obra dela permanecem ainda no moderno computador digital electrónico que recebe um conjunto de instruções e as executa.

Seguir estas instruções é considerado o preliminar da moderna programação de linguagem de computador e os historiadores creditaram a condessa de Lovelace como sendo a primeira programadora de computadores.


Lógica binária – 1854:

Iniciado por Wilhelm Leibniz, o estudo da lógica binária só viria a atingir o seu esplendor nos estudos de George Boole, jovem matemático britânico, de origem humilde e autodidacta.

O trabalho de Boole tinha por objectivo colocar a lógica sob o domínio da matemática. A sua lógica binária é de extrema importância para o estudo da matemática pura e para o projectar dos computadores modernos.

O que Boole concebeu foi uma forma de álgebra, um sistema de enunciados e com esse sistema, Boole pôde codificar proposições – isto é, enunciados que se podem provar ser verdadeiros – em linguagem simbólica, e então manipula-los quase da mesma maneira como se faz com os números ordinais.

As três operações lógicas mais fundamentais da álgebra chamam-se AND, OR e NOT.

Embora o sistema de Boole inclua muitas outras operações, estas três são as únicas necessárias para somar, subtrair, multiplicar e dividir ou, ainda, executar acções, tais como comparar símbolos ou números.

Para tal, Boole introduziu o conceito de portas lógicas que só processam dois tipos de entidades – verdade ou falsidade, sim ou não, aberto ou fechado, um ou zero. Boole esperava que, despojando os argumentos lógicos de toda a verbosidade, o seu sistema tornaria muito mais fácil – na verdade, tornaria praticamente infalível – a obtenção de soluções correctas.



Reportagem: “Informática – História e Evolução”


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Enquadramento Próxima Aula - História do computador

Resumo da Aula e

enquadramento da próxima matéria


Trabalho Prático 1

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