14/03/2011 - albertomelo.files.wordpress.com · Integral), inventou uma máquina que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, além da soma e subtração. Se tornou a antecessora

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HISTÓRICO DOS COMPUTADORES &

CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS COMPUTACIONAIS

Prof.: Alberto Melo

Histórico dos Computadores

� Pedras, dedos e gravetos não eram mais suficientes para calcular . . .

� Ábaco (5000 a.C): primeiro instrumento de cálculo. Possuía uma moldura retangular de madeira com varetas paralelas e pedras deslizantes. Com ele inicia-se a história do processamento manual da informação

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� Em 1642, Blaise Pascal inventou a primeira máquina de somar (Máquina de Pascal - PASCALINA). Executava operações aritméticas quando seus discos eram girados.

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Dispositivo inteiramente mecânico, usava várias engrenagens, acionado por uma alavanca.

Pascal construiu a máquina com 19 anos.


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Máquina de Pascal

•Máquina com 6 rodas dentadas, cada uma contendo algarismos de 0 a 9

•Permitia somar até 3 parcelas de cada vez, desde que o total não ultrapassasse

999 999

•Vida útil: quase 200 anos (foi sendo aperfeiçoada por diversos inventores)

•Entrada de dados dependia da eficiência do operador da máquina


� 1671, Gottfried Leibnitz (Filósofo e um dos formuladores do Cálculo Integral), inventou uma máquina que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, além da soma e subtração. Se tornou a antecessora direta das calculadoras manuais.

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Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações.


� 1802 – Jacquard desenvolveu os cartões-perfurados para a entrada de dados

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� Em 1822, o matemático Charles Babbage desenvolveu uma Máquina Diferencial que fazia cálculos com funções logarítmicas e trigonométricas, utilizando os cartões de Jacquard.

� Em 1834, desenvolveu uma máquina que realizava as quatro operações, armazenava dados na memória e imprimia resultados. Ela máquina só foi concluída após sua morte, tornando-se a base dos computadores atuais. Por esse motivo, ele fosse considerado o “Pai do Computador”

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� 1837 - Samuel F. B. Morse iniciou o desenvolvimento de um sistema telegráfico que utilizasse a energia elétrica para transmitir sinais à distância.

� O Código Morse continua a ser utilizado. � Ficou célebre a mensagem enviada pelo operador telegráfico do

Titanic antes do seu afundamento: ... --- ... SOS - Save Our Souls (salvai as nossas almas)


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� Concepção dos fundamentos lógicos para a criação de programas: lógica matemática / álgebra booleana(matemático George Boole, Inglaterra, 1854)

� Estabelecimento de uma forma de armazenamento e processamento de dados utilizando relações binárias: As leis do pensamento

Histórico dos Computadores Histórico dos Computadores

� 1890 - Herman Hollerith

� Cartões de Jacquard + conceito de impulsos elétricos para transmissão de dados (conversão de dados em impulsos magnéticos nos cartões perfurados)

� Construção de um tabulador que utiliza os cartões e torna mais rápido o processamento de estatísticas

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� Sistema reconhecido no recenseamento americano de 1890. Eliminou o trabalho braçal de tabular os milhões de dados que coletados.

� Os resultados ficaram prontos em um tempo muito menor que normalmente levaria, gerando enorme economia (redução de 8 para 3 anos).

� Em 1896, Hollerith fundou a "Tabulating Machine Company" para explorar suas invenções.

� Sua empresa acaba sendo bem sucedida depois de seu computador mecânico vencer uma concorrência do governo Americano e em 1924 torna-se a International Business Machines Corporation. (IBM).

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Próximos passos:

Tentativas de substituir as partes mecânicas dos “computadores” por

partes elétricas.

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Guerra e Computação: o que tem a ver?

� Por incrível que pareça, foi durante as guerras que a computação teve um maior desenvolvimento.

� Os governos incentivaram o desenvolvimento de equipamentos que pudessem calcular trajetórias, decifrar mensagens inimigas,....


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Década de 1930

� Tentativas de substituir as partes mecânicas dos computadores por partes elétricas.

� O uso de relés (interruptor acionado eletricamente) era uma forma de fazer essas substituições, mas o alto custo, tamanho físico e baixo desempenho eram as desvantagens desses tipos de máquinas.


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Classificação dos Sistemas

Computacionais

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� O computador é uma máquina eletrônica capaz de receber informações, submetê-las a um conjunto especificado e pré-determinado de operações lógicas e aritméticas, e fornecer o resultado destas operações.

� Os computadores de hoje são dispositivos eletrônicos que, sob direção e controle de um programa, executam quatro operações básicas: �� Entrada, Entrada, �� Processamento,Processamento,�� Saída e Saída e �� Armazenamento.Armazenamento.

Sistemas Computacionais - Classificação

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� Um sistema computacionalsistema computacional é um conjunto de componentes integrados para funcionar como se fossem um único elemento e que têm por objetivo realizar manipulações com dados, isto é, realizar algum tipo de operação com os dados de modo a obter uma informação útil.

� Atualmente existe uma grande diversidade de computadores, com diferentes tamanhos, custos, propósitos e funcionalidades. Por essa razão, tornou-se necessário o seu agrupamento em categorias.

Como podemos classificáComo podemos classificá--los ?los ?


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�� Quanto à característica de construçãoQuanto à característica de construção� Primeira, segunda, terceira, quarta e quinta (????)

geração

�� Quanto ao princípio de construção (quanto à Quanto ao princípio de construção (quanto à natureza)natureza)

� Analógicos e Digitais

�� Quanto ao âmbitoQuanto ao âmbito� Âmbito geral e Âmbito específico

�� Quanto aoQuanto ao PortePorte (porte, custo, desempenho e propósito)� Supercomputadores, Mainframes, Minicomputadores,

Estações de trabalho e Computadores pessoais

Esta classificação não é única, porém é um razoável auxílio para quem vai adquirir um sistema, a fim de definir suas necessidades.


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Quanto à característica de construçãoQuanto à característica de construção

�� 1ª 1ª GERAÇÃO GERAÇÃO -- Válvulas Válvulas (...Década de 50): (...Década de 50):

� A válvula é o componente básico� Grande� Esquentava muito e queimava constantemente� Gastava muita energia elétrica� Muito lentas

� Computadores ocupavam muito espaço físico.� Tinham, dispositivos de Entrada/Saída primitivos (através da cartões perfurados).

� Eram aplicados em campos científicos e militares. � Linguagem de programação: linguagem de máquina.� Operações internas mediam-se em milissegundos.

Sistemas Computacionais - Classificação Sistemas Computacionais - Classificação

� ENIAC - o primeiro computador eletrônico : o pai de todos os computadores

� 30 m e 32 toneladas� Totalmente eletrônico� Temperatura local a 50 ºC� Mais de 17.500 válvulas� 5 mil operações /seg� Usado para fins militares� Única memória existente eram oscartões perfurados

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O ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952

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�� 2ª GERAÇÃO 2ª GERAÇÃO –– TransistorsTransistors (Início (Início dos anos 60): dos anos 60):

� O transistor é o componente básico � Tamanho menor que a válvula� Esquentava menos� Gastava menos energia elétrica� Mais durável e confiável

� As máquinas diminuíram muito em tamanho e suas aplicações passam além da científica e militar à administrativa e gerencial.

� Surgem as primeiras linguagens de programação.

� Operações internas mediam-se em microssegundos.


� UNIVAC : o primeiro computador comercializado

� 35² m e 13 toneladas� 1905 operações/seg� Usava transistors

� aquecimento mínimo

� pequeno consumo de energia

� mais confiável e veloz do que as válvulas

� Instruções por fita magnética� Usado para prever resultados de umaeleição presidencial

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�� 3ª GERAÇÃO 3ª GERAÇÃO -- Circuitos Integrados (meados Circuitos Integrados (meados dos anos 60 até dos anos 60 até meados dos anos 70):meados dos anos 70):

� Marco inicial: surgimento dos Circuitos Integrados. � O LSI passa a ser o componente básico

� O LSI ficou conhecido como ‘chip’ � Pequena pastilha de silício de 1 cm2

� Composto de milhares de transistores

� Os computadores diminuíram de tamanho e aumentaram seu desempenho

� Evolução dos Sistemas Operacionais, surgimento da multiprogramação, real time e modo interativo.

� A memória é feita de semicondutores e discos magnéticos. � Operações internas mediam-se em nanossegundos.


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�� 4ª 4ª GERAÇÃO GERAÇÃO –– Circuitos Integrados em Alta Escala Circuitos Integrados em Alta Escala (meados dos anos 70 a início dos anos 90):(meados dos anos 70 a início dos anos 90):

� Tem como marco inicial o surgimento do microprocessador.

� O VLSI é o componente básico (menor que o LSI)

� Houve a miniaturização dos computadores

� Nesta geração é que surgiram os microcomputadores PC

� Surgem muitas linguagens de alto-nível e nasce a teleinformática, transmissão de dados entre computadores através de rede, Internet

� Operações internas mediam-se em picossegundos.


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�� 5ª GERAÇÃO (anos 90 5ª GERAÇÃO (anos 90 -- ????): ????):

� Devido ao avanço tecnológico o conceito de geração torna-se obsoleto. � O ULSI é o componente básico (menor que o VLSI)� Caracteriza-se pelas aplicações de Linguagem Natural, Processamento Paralelo, Inteligência Artificial,...

� Altíssima velocidade de processamento, � Alto grau de interatividade, etc.

OBS1.: Para alguns historiadores a 3ª GERAÇÃO de computadores vai até hoje.

Outros, afirmam que de 1970 até os dias de hoje fazem parte da 4ª GERAÇÃO.

Outros definem que a 4ª GERAÇÃO começou a partir de 1975 com os circuitos de VLSI.

Para Outros, desde as máquinas RISC, circuito integrados de escala ULSI e processamento paralelo, já estamos na 5ª GERAÇÃO DE COMPUTADORES.


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Quanto ao princípio de construçãoQuanto ao princípio de construção

Computador AnalógicoComputador Analógico

� Trata-se de uma classe de computadores que resolve problemas referentes à condições físicas, por meio de quantidades mecânicas ou elétricas, utilizando circuitos equivalentes como analogia ao fenômeno físico que está sendo tratado.

� A informação é recebida e processada de um modo contínuo.

� A informação pode ser, por exemplo, um conjunto de valores de corrente elétrica, de temperatura ou de velocidade.


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Computador DigitalComputador Digital

� Processa informações representadas por combinações de dados discretos ou descontínuos.

� Mais especificamente: trata-se de um dispositivo projetado para executar seqüências de operações lógicas e aritméticas.

� Estes computadores são bastante versáteis e por isso são muito mais utilizados do que os computadores analógicos.

“O computador analógico mede. “O computador analógico mede. O computador digital conta.”O computador digital conta.”

Normalmente, quando não é feita qualquer referência à natureza do computador subentende-se que se trata de um computador digital.


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Quanto ao âmbitoQuanto ao âmbito

Computadores de âmbito específicoComputadores de âmbito específico

� Computadores desenhados para desempenhar um conjunto muito reduzido de tarefas.

� Utilizados, por exemplo, no controlo de mecanismos industriais e em cálculos científicos.


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Computadores de âmbito geral Computadores de âmbito geral

� Computadores capazes de desempenhar uma grande variedade de tarefas, através da execução de um grande número de programas.

� Estes computadores são bastante utilizados em escritórios, escolas e mesmo em casa.


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� Os computadores também podem ser classificados quanto à quanto à utilizaçãoutilização, em Computador CientíficoComputador Científico e Computador ComercialComputador Comercial.

�� Computador CientíficoComputador Científico - dirigido ao emprego em áreas de cálculos e pesquisas científicas, nas quais são requeridos resultados de maior precisão e pequeno volume de entrada e saída de dados.

�� Computador ComercialComputador Comercial - constitui a grande maioria dos equipamentos utilizados nas empresas, caracteriza-se por permitir o trato rápido e seguro de problemas que comportam grande volume de entrada e saída de dados.

� A maioria dos fabricantes hoje dispõe de produtos – ditos de uso ditos de uso geralgeral – que comportam emprego tanto na área científica quanto na área comercial.


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Quanto ao PorteQuanto ao Porte

�� SupercomputadoresSupercomputadores�� MainframesMainframes

�� MinicomputadoresMinicomputadores�� Estações de trabalhoEstações de trabalho�� Computadores pessoaisComputadores pessoais

� Desktop

� Notebook

� Palmtop

Com o grande desenvolvimento que as comunicações têm sofrido, foi criado um novo conceito de computador: o computador de redecomputador de rede.


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SupercomputadoresSupercomputadores

� Computadores com grande poder de processamento� Utilizados principalmente no campo científico, nos quais se

destacam as simulações.� Outros exemplos de aplicação: previsão de tempo e modelagem

tridimensional.� Estes computadores são de âmbito específico, realizando um

grupo de tarefas reduzido.� Seu custo é muito elevado.� Possuem um tamanho muito grande e necessitam de condições

especiais de funcionamento.�� ExemplosExemplos: CRAY Y-MP e IBM 9021


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�� Exemplo de SupercomputadorExemplo de Supercomputador

IBM Blue GeneIBM Blue Gene


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Mainframes (Computadores de Grande Porte)Mainframes (Computadores de Grande Porte)

� São sistemas projetados para manusear considerável volume de dados e executar simultaneamente programas de uma grande quantidade de usuários.

� Utilizados por grandes empresas que necessitam armazenar grande quantidade de informação e ter um acesso rápido à ela.

� Os usuários acessam o mainframe através de terminais. Um mainframe possui à ele conectado uma grande quantidade de terminais.

� Ao contrário dos supercomputadores, são de âmbito extenso, utilizadas em grandes organizações como bancos, companhias de seguros e centros de investigação.

�� ExemplosExemplos: Sistemas IBM 3090 e Control Data CDC 6600


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�� Exemplo de Exemplo de MainframeMainframe


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Supercomputadores x MainframesSupercomputadores x Mainframes

� A distinção não é clara e direta

� Normalmente os supercomputadores são utilizados na solução de problemas em que tempo de cálculo é um limite.

� Ideal para execução de processos paralelos

� Enquanto os mainframes são utilizados em soluções que exigem alta disponibilidade e envolvem alta taxa de transferência de dados.

� Otimizados para aplicações que acessam grandes quantidades de informações em banco de dados


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Supercomputadores x Mainframes (Aplicações)Supercomputadores x Mainframes (Aplicações)

� Supercomputadores: análise de modelos de clima, análise estrutural de proteínas e processamento de filmes digitais são tarefas bastante apropriadas para os supercomputadores

� Mainframes: processamento de cartões de crédito, gerenciamento de contas bancárias, negociações mercantis e processamento de seguro social


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MainframesMainframes

� Terminal burro: todo o processamento é feito no mainframe. O terminal apenas é um meio de entrada e visualização dos dados.

� Terminal inteligente: faz parte do processamento no terminal. Geralmente é um computador pessoal.


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MinicomputadoresMinicomputadores

� O minicomputador foi resultado de uma redução no tamanho dos computadores.

� Grande capacidade de processamento.� Possui terminais conectados a ele.� Os minicomputadores são computadores de médio porte

adequados a tarefas como, por exemplo, o controle de processos industriais e a gestão de sistemas multiusuário.

� Com o aparecimento e posterior desenvolvimento dos microcomputadores, a distinção entre estas duas categorias é cada vez menos clara.

�� ExemplosExemplos: VAX-11/780/DEC e sistemas AS/400/IBM.


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�� Exemplos de MinicomputadorExemplos de Minicomputador

Primeiro minicomputador IBM

Sistemas Computacionais Sistemas Computacionais –– ClassificaçãoClassificação

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Estações de trabalho (Estações de trabalho (workstationworkstation))

� Situam-se logo abaixo dos minicomputadores.

� Geralmente possuem arquitetura RISC e sistema operacional UNIX.

� Especialmente no que se refere a velocidade do processador e capacidade de memória, a potência de uma estação de trabalho é semelhante à de um minicomputador.

� As estações de trabalho são dirigidas para uso de um usuário, ao contrário dos minicomputadores.

� É essencialmente um microcomputador projetado para realizar tarefas “pesadas”, em geral na área científica ou industrial, como computações matemáticas complexas, projetos com auxílio de computação (CAD), processamento de imagem, etc.

�� ExemplosExemplos: O sistema DECstation 5000/33 ou IBM RS/6000


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Desktop/RackMount Ultra 10

Solaris Workstations/Servers

www.nextcomfigure.com/

�� Exemplo de Estação de TrabalhoExemplo de Estação de Trabalho


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Computadores pessoaisComputadores pessoais

� Também conhecidos como: Microcomputadores, MicroMicrocomputadores, Micro e PCPC(personal computer).

� Possuem diversas formas e modelos.� A característica marcante era a integração do processador, único

e de dimensões micro, num pequeno chip de memória semicondutora, formando um microprocessador.

� Capacidade de processamento evolui rapidamente.� Interligação em rede possibilita a substituição de computadores de

maior porte.� Preço acessível. Fácil upgrade de hardware. Seu tamanho tende

a diminuir cada vez mais.

� Está presente em todos os tipos de empresas.


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� Há no mercado várias categorias de microcomputadores, cuja classificação está muito relacionada ao tamanho físicotamanho físico do equipamento e seu grau de portabilidadegrau de portabilidade.

�� Tipos:Tipos:

� Desktop

� Notebook

� Palmtop


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�� DesktopDesktop

� Computador de mesa. O mais comum dos micros.


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NotebookNotebook

� Computador portátil.

� Energizados por corrente elétrica ou por bateria.

� Mais caro.

� Capacidade de processamento similar ao Desktop.

Os microcomputadores portáteis (alimentados por bateria) são chamados de diversos nomes, dependendo do seu tamanho: os maiores foram denominados LaptopsLaptops, em seguida apareceram os NotebooksNotebooks, de tamanho menor, em formato parecido com um livro. Há também os subnotebookssubnotebooks, ainda menores, e os PalmtopsPalmtops, quase são do tamanho da palma de nossas mãos.


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PalmtopPalmtop

� Computador portátil.

� Alimentado por bateria.

� Mais caro.

� Capacidade de processamento menor.

� Conhecido também por PDA (Personal Digital Assistants)


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MacintoshMacintosh

� Computador pessoal da empresa Apple.

� Muito utilizado em trabalhos gráficos, dada a sua capacidade neste ramo, simplicidade e facilidade de uso.

� Os MACs estão sendo utilizados por profissionais da área gráfica, arquitetura, vídeo e tudo relacionado à multimídia principalmente.


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Computadores pessoais Computadores pessoais -- MacintoshMacintosh

O Mac foi o primeiro computador pessoal a incluir: drive de disquetes de 3½“ e drive de CD-ROM. O Mac foi o primeiro computador pessoal a possibilitar a visualização de imagens foto-realistas em milhões de cores e foi o primeiro capaz de passar seqüências de vídeo. [Apple]


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