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Fundamentos da Computação Prof. Ricardo Salvino Casado FATEC-ID.

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1 Fundamentos da Computação Prof. Ricardo Salvino Casado FATEC-ID

2 HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO Ábaco – Utilizado na antiguidade (do Egito a China) por comerciantes para fazer operações aritméticas – O ábaco utilizava fios para realizar as contas e representar os números (dados) e seguia as regras de adição, subtração, etc – Continuou sendo usado até a invasão das calculadoras de bolso (4000 anos de uso).

3 HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO

4 EXEMPLO COM ÁBACO O ábaco (que estaremos utilizando neste exemplo) é formado por 8 colunas divididas em duas partes: inferior e superior. Cada coluna possui 9 pedras. As pedras dispostas na parte superior representam um banco de dados. As pedras dispostas na parte inferior representam um valor numérico (neste caso 543).

5 EXEMPLO COM ÁBACO

6 Note que da esquerda para a direita, cada coluna representa uma potência de base 10. Temos as colunas das unidades, dezenas, centenas, etc. O valor zero é representado pela ausência de pedras na respectiva coluna inferior.

7 EXEMPLO COM ÁBACO Inicialmente represente o valor A no ábaco. Em seguida, acrescente em cada uma das colunas, o número de pedras necessários para formar o valor B. Caso não existam pedras suficientes em uma determinada coluna, acrescente uma pedra na coluna seguinte, e remova da coluna anterior o número de pedras que foi acrescido em excesso.

8 EXERCÍCIO COM O ÁBACO FAÇAM A SOMA DE ! RESULTADO???

9 RESOLUÇÃO EX. ÁBACO – Primeiramente, colocamos o valor 27 na coluna inferior. – Como não é possível somar o valor 7 ao valor 5 (só há duas pedras restantes na primeira coluna), colocamos mais uma na coluna seguinte.

10 RESOLUÇÃO EX. ÁBACO – Entretanto, ao colocarmos mais uma pedra na segunda coluna, estamos na realidade somando mais 10 ao valor 27. – Isto significa que somamos 5 unidades em excesso.

11 RESOLUÇÃO EX. ÁBACO – Desta forma, estas cinco unidades adicionais – precisam ser retiradas da primeira coluna. – Após a remoção do excesso, temos o resultado desejado, que é 32.

12 TEAR DE JACQUARD Tear inventado por Jacquard no século XIX em 1801 que podia ser programado com cartões perfurados. E estes cartões controlavam o padrão do tecido no material. Responsável pela automatização da indústria têxtil.

13 TEAR DE JACQUARD

14 MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE BABBAGE Foi um projeto não finalizado (1822 – 1832) de uma máquina baseada em engrenagens similares aos mecanismos de um relógio Se funcionasse, a máquina calcularia tabelas matemáticas (raízes de polinômios) e imprimiria os resultados (em uma placa de cobre) Ao custo de 1 milhão de dolares, foi construída em 1991 uma máquina de diferenças no museu de ciências de Londres.

15 MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE BABBAGE

16 MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES BABBAGE (1837) Plano de um computador mecânico de propósito geral, que empregava cartões perfurados para entrada (dados) e utilizava-se de vapor para fornecer energia para o funcionamento. Possuía quatro componentes: – Memória (1000 palavras de 50 dígitos decimais) – Unidade Processadora (lia, gravava na memória e realizava operações aritméticas) – Unidades de entrada e saída (cartões perfurados)

17 MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES BABBAGE (1837) Linguagem de programação às linguagens de máquinas modernas (com laços e condições). Planos corretos, mas falta de precisão da tecnologia mecânica da época fizeram com que o projeto nunca fosse implementado. Babbage, gastou grande parte de sua fortuna neste projeto, terminando sua vida só e esquecido.

18 MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890) Teve como motivação principal de automatizar o censo americano (o de 1880 levou 7 anos). As respostas das perguntas do censo eram codificadas em cartões perfurados. O censo de 1890 foi concluído em 2 anos e meio.

19 MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890)

20 CONCEITO UNIVERSAL DE COMPUTADOR A noção moderna assume o conceito de propósito-geral e universal, isto é, dada a capacidade de programação, qualquer computador pode emular o comportamento de qualquer outra máquina.

21 MODELO UNIVERSAL DE COMPUTADOR: MÁQUINA DE TURING Uma máquina de Turing é um modelo abstrato de computador que formaliza as noções de armazenamento e execução de programas. Introduzido em 1936 por Alan Turing de forma a caracterizar precisamente a noção de algoritmo.

22 COMPONENTES DA MÁQUINA DE TURING Tape (Fita) Cabeçote do tape Unidade de controle Conjunto de instruções (programa)

23 MODELO DA MÁQUINA DE TURING

24 TESE DE TURING (VÁLIDA ATÉ OS DIAS DE HOJE) “Qualquer modelo prático de computação tem que ser equivalente ou então ser um subconjunto das capacidades de computação de uma máquina de Turing”.

25 PRIMEIROS DISPOSITIVOS COMPUTADORES COM CAPACIDADES ESPECÍFICAS E NÃO PROGRAMÁVEIS: Máquina de diferenças de Babbage. Nunca chegou a funcionar satisfatoriamente Máquina de classificação (Hollerith) COMPUTADORES COM CAPACIDADES ESPECÍFICAS E PROGRAMÁVEIS: Tear de Jacquard

26 PRIMEIROS DISPOSITIVOS COMPUTADORES TURING-COMPLETO: Máquina analítica de Babbage Problema: Nunca foi construída Considerado o primeiro computador universal da história.

27 FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO Componentes básicos do computador – Hardware A memória do computador Unidades de entrada e saída A unidade central de processamento – Software Aplicações com software Ciclo de vida do software Programação e níveis de linguagem

28 FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO Informática: é a informação automática, ou seja, o tratamento da informação de modo automático Informática pressupõe o uso de computadores eletrônicos para o tratamento da informação Cabe à informática a tarefa de coletar, tratar e disseminar dados gerando informação

29 FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO DADOS: Elementos conhecidos de um problema INFORMAÇÃO: Um conjunto estruturado de dados, transmitindo conhecimento

30 EXERCÍCIOS 1) Explique o funcionamento do ábaco e realize uma soma de ) Explique o funcionamento do Tear de Jacquard. 3) Fale com suas palavras quais são e como funciona os quatro dispositivos da máquina analítica de Babbage. 4) Explique com suas palavras a diferença entre hardware e software.


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