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Aula 9 - 24/09/2007 1
Informática I
Aula 9
http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/
Aula 9 - 24/09/2007 2
Ementa• Noções Básicas de Computação (Hardware, Software e Internet) • HTML e Páginas Web • Internet e a Web• Javascript e páginas dinâmicas • Números e expressões em Javascript • Formulários em HTML• Histórico dos Computadores• Abstração e Funções • Algoritmos e linguagens de programação • Programação orientada a eventos • Ciência da computação como disciplina • Execução condicional • Representação de dados • Computação e sociedade
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Histórico dos Computadores
Objetivo: entender como foi a descoberta do computador e a sua
evolução no decorrer do tempo
Aula 9 - 24/09/2007 4
Ancestrais do Computador
• Ábaco– É um instrumento digital de cálculo, feito de
contas que deslizam em arames. – Inventado na Babilônia, hoje Iraque, por volta de 2400 A.C.– Também usado na antigüidade pelos chineses, romanos, gregos e
astecas. O soroban - ábaco japonês - é utilizado até hoje na Ásia.– Inicialmente era usado para registrar valores, somar e subtrair.– Posteriormente, foram inventados métodos para multiplicação,
divisão, extração de raízes e representação de números decimais.– O ábaco em si é um “hardware”, os procedimentos padrão para
realizar cada operação são o “software”. – A entrada de dados é feita através do posicionamento das contas
e a saída é feita através da leitura da posição final das contas.
Aula 9 - 24/09/2007 5
Ancestrais do Computador
• Régua de cálculo– É um instrumento analógico
de cálculo, baseado no uso de escalas logarítmicas em réguas, sendo normalmente duas fixas e uma que desliza.
– Inventada em 1621 pelo matemático inglês William Outgred, a régua de cálculo continuou sendo usada por cientistas e engenheiros até a década de 1970.
– Inicialmente usada para multiplicar e dividir, mais tarde foram inventadas réguas para exponenciação, cálculo de logaritmos, extração de raízes e operações trigonométricas.
– A régua é em si é um “hardware”, os procedimentos padrão para realizar cada operação são o “software”.
– A entrada de dados é feita através do posicionamento das réguas e a saída é feita através da leitura da régua.
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Gerações de Computadores
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• O século XVII foi um período de grande avanço científico (iluminismo).– Galileo, Kepler, Fermat, Leibniz, Boyle e
Newton criaram os fundamentos da ciência moderna através da definição de um método de investigação científica.
– Devido ao aumento de interesse em ciência e matemática e ao desenvolvimento da mecânica, as primeiras calculadoras mecânicas foram inventadas.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• Em 1623, Wilhelm Schikard projetou e construiu a primeira máquina de calcular mecânica.– Ela somava e subtraía números de até 6 digitos,
através de um sistema de rodas dentadas. – A máquina foi perdida e só redescoberta em 1935.
• Em 1642, Blaise Pascal projetou uma máquina de calcular também baseada em rodas dentadas. – Ela somava e subtraia números de até 8 digitos.– Foram construídas 50 dessas máquinas.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• Em 1672, Leibniz expandiu o projeto de Pascal para construir uma calculadora mecânica que somava e multiplicava.
• Inicialmente, a produção de calculadoras mecânicas era difícil por problemas de precisão na manufatura das peças.
• Somente no século XIX, foi possível a produção em massa de tal forma que as calculadoras começaram a ser usadas no comércio e em laboratórios.– Em 1820, Charles Thomas de Comar idealiza e vende mais de
1500 unidades da Arithmometer, uma versão da calculadora de Leibniz.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• A primeira máquina programável não foi uma calculadora e sim um tear.– Em 1801, Joseph Marie Jacquard
inventou um sistema de controle de máquinas de tecelagem baseado em cartões perfurados.
– A capacidade de se mudar o padrão do tecido através de um código nos cartões faz esses teares serem considerados máquinas programáveis.
– Cartões perfurados são um dispositivo de entrada de dados, que mais tarde foram usados em computadores.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• A máquina diferencial– Em 1822, Charles Babbage
anuncia uma máquina capaz de computar valores de funções polinomiais, através do método de diferenças de Newton.
– A máquina não chegou a funcionar de forma satisfatória por causa de problemas nas engrenagens. Em 1991, ela foi reconstruída e funcionou perfeitamente.
– Babbage também projetou a máquina analítica, o primeiro projeto de um computador de propósito geral, que usava cartões perfurados para armazenar os dados de entrada e o programa. Ada Lovelace chegou a escrever programas para essa máquina e hoje é considerada a primeira programadora.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• Em 1880, Hermann Hollerith, baseado nas idéias de Babbage e Jacquard, constrói uma máquina de tabulação, que é usada no censo norte-americano de 1890.
• Usava cartões perfurados como entrada e saída.– Cada perfuração correspondia a alguma
informação como idade, sexo e cidade.– Os programadores escolhiam uma
combinação de características e a máquina separava e contava os cartões.
• Em 1896, Hollerith funda a Tabulating Machine Company, que mais tarde se transforma na IBM depois de sua associação com Watson.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• Na década de 1930 foi inventado o relay eletromagnético.– É uma chave mecânica que controla a
passagem de eletricidade por um fio.– É formado por um imã ligado a um
braço de metal.– Quando a corrente é aplicada ao fio de
controle, o campo magnético do imã atrai o braço de metal, de tal forma que corrente possa passar pelo relay.
• Através da combinação de relays é possível implementar uma lógica complexa.
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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• O engenheiro alemão Konrad Zuse construiu o primeiro computador baseado em relays no fim da década de 1930.– Porém seu trabalho foi destruído no final da Segunda
Guerra e não influenciou outros.
• No mesmo período John Atanasoff (Iowa State University) e George Stibitz (Bell Labs) independentemente projetaram e construíram computadores baseados em relays.
Aula 9 - 24/09/2007 15
Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)
• Em 1940, Howard Aiken (Harvard) contruiu o computador Mark I se baseando nos projetos de Babbage, mas utilizando relays.
• O Mark I era 100 vezes mais rápido do que outros computadores da época.
• Características do Mark I:– Podia executar uma sequência de operações matemáticas.– Podia guardar 72 números na memória.– Tempo de execução:
• Adição: 0.1 segundos• Multiplicação: 6 segundos• Divisão: 12 segundos
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Gerações de Computadores
Aula 9 - 24/09/2007 17
Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954)
• Apesar de serem mais rápidos do que engrenagem, os relays ainda fechavam e abriam mecanicamente.– Logo a velocidade ficava limitada pela inércia.
• Os relays também quebravam facilmente.– O primeiro “bug” de um computador foi causado por
uma mariposa que ficou presa em um relay do Mark II.
• Durante a década de 1940, os relays foram substituídos por válvulas a vácuo.– Tubos em que elétrons podem se mover livremente
sem a interferência de moléculas de gás.– Quando corrente é aplicada ao filamento, os elétrons
formam uma ponte que permite a passagem de eletricidade.
– Tem a mesma funcionalidade que os relays, mas são 1000 vezes mais rápidos.