Introduo a Informtica HISTRICO DOS COMPUTADORES CLASSIFICAO DOS

Introdução a Informática HISTÓRICO DOS COMPUTADORES & CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS COMPUTACIONAIS Prof. : Alexandre Rocha

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 2

Histórico dos Computadores � Em 1642, Blaise Pascal inventou a primeira máquina de somar (Máquina de Pascal - PASCALINA). Executava operações aritméticas quando seus discos eram girados. Pascal construiu a máquina com 19 anos. Dispositivo inteiramente mecânico, usava várias engrenagens, acionado por uma alavanca. 3

Histórico dos Computadores 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 • Vida útil: quase 200 anos (foi sendo aperfeiçoada por diversos inventores) • Entrada de dados dependia da eficiência do operador da máquina 4

Histórico dos Computadores � 1672, 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. Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações. 5

Histórico dos Computadores � 1802 – Jacquard desenvolveu os cartões-perfurados para a entrada de dados 6

SURGIMENTO DA PROGRAMAÇÃO FUNCIONAL Em todas as máquinas e mecanismos mostrados na parte 1, as operações já estavam previamente programadas, não sendo possível inserir novas funções. - Jacquard construiu a primeira máquina realmente programável, com o objetivo de recortar os tecidos de forma automática. Tal mecanismo foi chamado como Tear Programável, pois aceitava cartões perfuráveis com entrada do sistema. Desta maneira, Jacquard perfurava o cartão com o desenho desejado, e a máquina o reproduzia no tecido. A partir desse momento, muitos esquemas foram influenciados pelo Tear. 7

Histórico dos Computadores � 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” 8

Histórico dos Computadores � 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) 9

Histórico dos Computadores � Concepção dos fundamentos lógicos para a criação de programas: lógica matemática / álgebra booleana (matemático George Boole, Inglaterra, 1854). � George Boole pode ser considerado o pai da lógica moderna. � Estabelecimento de uma forma de armazenamento e processamento de dados utilizando relações binárias: As leis do pensamento 10

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 11

Histórico dos Computadores �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). 12

Próximos passos: Tentativas de substituir as partes mecânicas dos “computadores” por partes elétricas. 13

Histórico dos Computadores 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, . . 14

Histórico dos Computadores 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. 15

Vídeo sobre a História dos Computadores 16

Classificação dos Sistemas Computacionais 17

Sistemas Computacionais - Classificação � O computador é uma máquina eletrônica capaz de receber informações, submetê-las a um conjunto especificado e prédeterminado 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, � Processamento, � Saída e � Armazenamento. 18

Sistemas Computacionais - Classificação � Um sistema computacional é um conjunto de componentes computacional 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 classificá-los ? 19

Sistemas Computacionais - Classificação � Quanto à característica de construção � � Quanto ao princípio de construção (quanto à natureza) � � mbito geral e mbito específico Quanto ao Porte (porte, custo, desempenho e propósito) � 20 Analógicos e Digitais Quanto ao âmbito � � Primeira, segunda, terceira, quarta e quinta (? ? ) geração 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.

Sistemas Computacionais - Classificação Quanto à característica de construção � 1ª GERAÇÃO - Válvulas (. . . 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. 21

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 os cartões perfurados O ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952 22

Sistemas Computacionais - Classificação � 2ª GERAÇÃO – Transistors (Início 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. 23

Sistemas Computacionais - Classificação � 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 uma eleição presidencial 24

Sistemas Computacionais - Classificação � 3ª GERAÇÃO - Circuitos Integrados (meados anos 60 até meados 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 cm 2 � 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. 25

Sistemas Computacionais - Classificação � 4ª GERAÇÃO – Circuitos Integrados em Alta Escala (meados 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. 26

Sistemas Computacionais - Classificação � 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. OBS 1. : 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. 27

Sistemas Computacionais - Classificação Quanto ao princípio de construção Computador 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. 28

Sistemas Computacionais - Classificação Computador 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 digital conta. ” Normalmente, quando não é feita qualquer referência à natureza do computador subentende-se que se trata de um computador digital. 29

Sistemas Computacionais - Classificação Quanto ao âmbito Computadores 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. 30

Sistemas Computacionais - Classificação 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. 31

Sistemas Computacionais - Classificação � Os computadores também podem ser classificados quanto à utilização, em Computador Científico e utilização Científico Computador Comercial � Computador Científico - dirigido ao emprego em áreas de cálculos Científico e pesquisas científicas, nas quais são requeridos resultados de maior precisão e pequeno volume de entrada e saída de dados. � Computador Comercial - constitui a grande maioria dos Comercial 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 geral – que comportam emprego tanto na área científica quanto na geral área comercial. 32

Sistemas Computacionais - Classificação Quanto ao Porte �Supercomputadores �Mainframes �Minicomputadores �Estações de trabalho �Computadores pessoais � Desktop � Notebook � Palmtop Com o grande desenvolvimento que as comunicações têm sofrido, foi criado um novo conceito de computador: o computador de rede 33

Sistemas Computacionais - Classificação Supercomputadores � 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. � Exemplos: CRAY Y-MP e IBM 9021 Exemplos 34

Sistemas Computacionais - Classificação �Exemplo de Supercomputador IBM Blue Gene 35

Sistemas Computacionais - Classificação 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. � Exemplos: Sistemas IBM 3090 e Control Data CDC 6600 Exemplos 36

Sistemas Computacionais - Classificação �Exemplo de Mainframe 37

Sistemas Computacionais - Classificação Supercomputadores 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 38

Sistemas Computacionais - Classificação 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 39

Sistemas Computacionais - Classificação Mainframes �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. 40

Sistemas Computacionais - Classificação Minicomputadores � 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. � Exemplos: VAX-11/780/DEC e sistemas AS/400/IBM. Exemplos 41

Sistemas Computacionais – Classificação �Exemplos de Minicomputador Primeiro minicomputador IBM 42

Sistemas Computacionais - Classificação Estações de trabalho (workstation) � 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. � Exemplos: O sistema DECstation 5000/33 ou IBM RS/6000 Exemplos 43

Sistemas Computacionais - Classificação q Exemplo de Estação de Trabalho Desktop/Rack. Mount Ultra 10 Solaris Workstations/Servers www. nextcomfigure. com 44

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais � Também conhecidos como: Microcomputadores, Micro e Micro PC PC (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. 45

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais � Há no mercado várias categorias de microcomputadores, cuja classificação está muito relacionada ao tamanho físico do físico equipamento e seu grau de portabilidade � Tipos: � Desktop � Notebook � Palmtop 46

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais �Desktop � Computador de mesa. O mais comum dos micros. 47

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais Notebook � Computador portátil. � Energizados por corrente elétrica ou por bateria. � Mais caro. � Capacidade de processamento similar ao Desktop. 48 Os microcomputadores portáteis (alimentados por bateria) são chamados de diversos nomes, dependendo do seu tamanho: os maiores foram denominados Laptops, em seguida apareceram os Notebooks, Laptops Notebooks de tamanho menor, em formato parecido com um livro. Há também os subnotebooks, ainda menores, e os Palmtops, quase são do tamanho subnotebooks Palmtops da palma de nossas mãos.

Sistemas Computacionais - Classificação Palmtop �Computador portátil. �Alimentado por bateria. �Mais caro. �Capacidade de processamento menor. �Conhecido também por PDA (Personal Digital Assistants) 49

Sistemas Computacionais - Classificação Tablets Tablet é um computador portátil com tela sensível ao toque. Os principais modelos de tablet do mercado são o i. Pad e alguns modelos com o sistema operacional Android. Poucos tablets oferecem teclado físico. 50

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais Macintosh �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. 51

Sistemas Computacionais - Classificação Computadores pessoais - Macintosh 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] 52