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CTG - EEP INTRODUÇÃO À ENGENHARIA Prof. Hélio Magalhães de Oliveira T KS prof Gilson Silva Jr, coordenador Eletrônica 17/07/2013 1.

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1 CTG - EEP INTRODUÇÃO À ENGENHARIA Prof. Hélio Magalhães de Oliveira T KS prof Gilson Silva Jr, coordenador Eletrônica 17/07/2013 1

2 Assunto: ENGENHARIA O primeiro estabelecimento dedicado ao ensino de Engenharia (engeigneur) foi a Ecole Nationale de Ponts et ChausséesEcole Nationale de Ponts et Chaussées. 2 Brasil Escola Politécnica do RJ, 1875 Escola de Minas de Ouro Preto, 1876 Escola Politécnica da USP, 1894 Escola de Engenharia de Pernambuco, Lei estadual n.84 de 3/07/1895 engin « machine de guerre » Paris, arrêt du Roi du 14 février 1747

3 3 Dica: cada vez que aparecer um nome próprio, tenha curiosidade; Leia um pouco mais sobre o cientista/personagem. (link) – estágio ou contrato... Ciência se constrói com pessoas! Aristóteles, Arquimedes, Ampère, Gauss, Descartes, Fermat, Newton, Galileu, Maxwell, Tesla,... E atualmente? INVARIAVELMENTE, procure: Quem é o interlocutor (e.g. palestrante, professor)? Qual a instituição e área de atuação? Informações de redes e CV Como é o curso equivalente em outras IES?

4 4 Que falta faz um Engenheiro... SEM ENGENHEIRO

5 5 Millau Viaduc 2005Millau Viaduc veículos/dia COM ENGENHEIRO

6 EVOLUÇÃO (um ponto de vista...) fixando-se em Eletrônica Eletrônica - Telecomunicação >1900 Computação - Telemática >1950 Automatas – Sistemas inteligentes >2000. Civil Mecânica Elétrica Desafio maior nos cursos de Engenharia: Motivação. 6

7 O desenvolvimento da tecnologia da informação no período pós Segunda Guerra Mundial através de combinação de (micro, nano...)eletrônica, computadores e telecomunicações. As atividades e ocupações de engenheiros eletrônicos/ computação/mecatrônica/automação-robótica são extremamente diversificadas... TODAS COM MESMA BASE. 7

8 Quando pesquisamos um problema … Observamos… comportamento & resposta Medimos…usando números Descrevemos… usando números Comparamos… usando números Relacionamos… usando números Predizemos… usando números COMPUTAR! Mas, lembremos R. Hamming:R. Hamming The purpose of computing is insight, not numbers. When you cannot measure, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind. Kelvin, 1883Kelvin 8

9 Tecnofobia Resistência e desconfiança ao novo apego ao testado e aprovado O fogo1M a.c. Algarismos arábicos1202L. Fibonacci Benefícios da autopsia e dissecação1564A. Versalius Trens e automóveis1800/1885 Teoria da evolução/seleção natural1859C. Darwin Luz elétrica1881T. Edison Aeroplano (cavalo do cão)1906S. DumontS. Dumont Energia nuclear1938Otto Hahn Transplante de órgãos1954,1967,1990 J. Murray Inseminação artificial1978R. EdwardsR. Edwards Manipulação genética (transgênicos, clonagem...) 1981,1997 Controle por satélite/GPS1980 Autômatos: na direção de andróides2000Honda 9

10 INTERNET: urlurl "Estamos vivendo em tempos exponenciais." entrada de milhões de novos cérebros contribuintes para AVANÇAR A CIÊNCIA. Proporção sem precedentes na história da humanidade:sem precedentes The digital revolution is far more significant than the invention of writing or even of printing. D. EngelbartD. Engelbart Capacidade de avanços incrementada exponencialmente 10

11 Principais tendências da nova era: População A tendência social mais óbvia e bem conhecida é a curva de população. curva J => explosão populacional 11

12 Projeções estimam 100 bilhões de objetos identificáveis conectados à Internet até Segurança Cibernética: ameaças, ataques, e danos A visualização de massas de dados : Computação móvel em nuvem atender à Engenharia Censura e Controle na Internet (CUIDADO!) Técnicas 3D de Imagem e Aplicações Multimédia 12

13 13 Perdão, Aaron Swartz Aaron Swartz TAMBÉM SOU PRÓ INTERNET LIVRE! Ilustrador: Indio San

14 14 Minha opinião favorável à: Wikipedia creative commons open library Tradutores on line etc. TTS TED talks Veduca- aulas acesso livre do MIT, Harvard, Yale,... Você não lê jornais? Acredita em tudo que dizem? Leia. Dê um desconto e use o que julga aproveitável...

15 Saúde e Riqueza O rápido crescimento e evolução da população tem sido acompanhado por uma melhoria constante, geralmente em condições econômicas e de saúde, com melhoria acelerada nos últimos 100 anos. (Hans Roseling) gapminder.org VIDE TED Hans Roselinggapminder.org (Peter Diamandis): Abundância é nosso futuro TEDPeter Diamandis 15

16 A tendência: dobrar a capacidade nos computadores Natureza da evolução rápida: Lei de Moore.Moore Ela tem se mantido fiel desde a década de previsões de Kurzweil.Kurzweil Computadores quânticos: Nível atômico para resolver problemas atualmente insolúveis. 16

17 A tendência de ritmo rápido em Mudança Cultural Alvin Toffler Alvin Toffler observa (1970) que a mudança cultural na era da informação estava ocorrendo mais rapidamente do que em épocas anteriores. Mudança rápida suficiente produz choque cultural, => Lei de Toffler. 17

18 Lee de ForestLee de Forest, 1906 Triodo (pai da eletrônica) 1926 trilha sonora em filmes Nasce a Eletrônica! 18

19 19 Eniac Válvulas resistores capacitores chaves 30 m 3 m 1 m MTBF # 1h 140 kW consumo 100 kHz relógio adições por segundo 500 multiplicações por segundo 1946: ENIAC

20 ENIAC & MARK 1 20 Conheci!

21 21 Transistor Invenção 1947 / Patente 1948 Produção comercial 1954 Prêmio Nobel em 1956 Bardeen, Schockley, Brattain

22 22 Armazenagem 1951 Disco duro IBM 195* Memórias toroidais 5 Mbytes 50 discos 60 cm

23 Claude Elwood Shannon, Teoria da InformaçãoShannon Eletrônica Digital Comunicação Digital 23

24 24 Circuitos Integrados 1958 : Primeiro CI (Texas / Kilby) Fim 1958 / 5 componentes / NobelKilbyNobel 1959 : Transistor planar 1960 : primeiro verdadeiro circuito integrado por NoyceNoyce 1961 : Fabricação em escala (10 +caros que discretos)

25 25 processador –1970 : DRAM 1Kbit (1103 dINTEL) –1971 : Processador 4004 INTEL : 15/11/1971 (2250 Transistores 108 kHz, 4 bits) 1969 Ted HoffTed Hoff

26 26 Evolução dos Processadores PCB 4004 Pentium III EON 100 kHz 3,0 GHz PentiumIV : TMOS (0,18 m)

27 27 Evolução : PLD/FPGA 1983 : DLP PAL22V10 Dispositivos Lógicos Programáveis Field Programmable Gate Array

28 28 Evolução da Programação 1950 : Invenção do assembler 1951 : Invenção do primeiro compilador 1957 : criação da 1a linguagem universal, FORTRAN John Backus 1958 : LISP (LISt Processing) 1960 : publicação do COBOL fazendo sumir o ALGOL : BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code) 1964 : IBM cria a PL/I (Programming Language I) : criação do código ASCII (padronizado em 1966) : PASCAL por Niklaus Wirth : Ken Thompson cria B (em referência a BCPL) : Dennis Ritchie faz evoluir B para C (compilado) 1972 : primeira linguagem orientada a objeto, SmallTalk 1973 : UNIX em C 1979 : ADA (Jean Ichbiah) escolhida pelo Pentagono 1983 : C++ de Bjarn Stroustrup 1995 : JAVA Seymour Rubinstein 1979

29 www – world wide web 1990sworld wide web 29 http – hypertex transfer protocol. html – hypertext markup language Tim Berners-Lee Robert Cailliau Conseil Européen pour la Recherche Nucleaire (CERN)CERN

30 Memórias 30 5 Mbytes 50 discos 60 cm

31 Alec H. ReevesAlec H. Reeves, 1937 PCM conversores AD / DA 31

32 COMPARAÇÃO TV OLD TV 32 J. Baird Estúdio Monrouge

33 COMPARAÇÃO Gravador 196* mp3 3 GB 33 iPod Usei muito!

34 COMPARAÇÃO Disco duro 800 kB IBM/3 ~ IBM 1130 Pen driver 16 GB 34 Philip EstridgePhilip Estridge, 1987 Hard drive Conheci!

35 Em 1979, Philips e Sony formaram uma força tarefa de engenheiros para projetar um novo disco digital para áudio. Kees Immink e Toshitada DoiToshitada Doi Kornelis ("Kees") Antonie Schouhamer ImminkSchouhamer Immink 35

36 Capacidade: 700 MB 4.10^8 Capacidade: 4,7 GB 4.10^9 Capacidade: GB 4.10^10 Capacidade: 1-4 TB 4.10^12 Armazenamento Holográfico... 36

37 Dennis GaborDennis Gabor 1946 Holografia, Informação (logon) armazenar informações de alta densidade dentro de cristais ou de um fotopolímero. mais de 1 TB em um meio de armazenamento do tamanho de um cubo de cristal de açúcar. 37

38 COMPARAÇÃO Quick take Mac Celular 38 Usei!

39 COMPARAÇÃO Conexão fios Fibras ópticas 39

40 C.K. KaoC.K. Kao & G.A. Hockman, 1966 Fibras ópticas (Prêmio Nobel 2009) (Standard Telecomm. Laboratories, UK) 40

41 Steven Jobs, 1977 Stephen WosniakStephen Wosniak,

42 Seymour RubinsteinSeymour Rubinstein 1979 Wordstar: Primeiro editor de texto 42 Usei!!

43 EVOLUÇÃO: 43 Notebook thinpad

44 COMPARAÇÃO 44 Palm top Edward Roberts Jack Kilby 1972 (usei!)

45 Novas tecnologias 45 GPS Carte à puce (smart cards) Vigilância GPS Códigos de barras

46 IMPLANTES 46 O FUTURO PRÓXIMO coclear retina

47 47 DE VOLTA AO FUTURO Pode uma inteligência criar outra mais inteligente que ela mesmo? Coisas simples devem ser simples; as complexas devem ser possíveis. Alan Kay (1968, icons, desktop)Alan Kay

48 Tarefas: mas é só... Jogar Xadrez, damas etc. Reconhecimento de falante Síntese de voz Escrever poesias Compor músicas Tradutores de línguas Reconhecimento de pessoas Subir escadas Descer escadas: Bravo Asimo! 48 Deep_Thought_I_Board

49 Teste de Turing Musical 1997 Steve Larson (Universidade de Oregon) Audiência – 3 trechos de músicaAudiência Johann Bach e computador Identificada a peça EMI (Experiments in music Intelligence) 49

50 50 Gene music. M. MunakataM. Munakata Codon Table Sinfonia para bacilo & cordas... Cromossoma X Gene BRACA IAMUS –lançamento CD 2012lançamento CD Hello world – peça sinfônica (atenção, preconceituosos!)

51 Evolução da máquinas 1946 Jogando Xadrez C. ShannonShannon 1921 Termo Robot por Karel ČapekKarel Čapek Alan Turing 1950 Computing Machinery and IntelligenceAlan Turing 1968 A. Clake computadores: ver, falar e ouvirA. Clake 1972 Primeira calculadora de 4 operações 1976 OCR KurzweilKurzweil –Deep ×Kasparov 1990Deep Kasparov 1990 –Deep blue 10 TIPS Reconhecimento de ~ palavras 1997 Reconhecimento facial e de digitais 2011 Computador × humano (Watson Ken Jennings)Watson 2011 Mais de 50 Asimo 51

52 CRONOLOGIA 1946 ENIAC 1948 IBM SSEC 1949 BINAC, EDSAC 1953 Univac, IBM IBM Univac II 1959 IBM DEC PDP CDC IBM DEC PDP-8, IBM DEC PDP ALTAIR CRAY I, APPLE I 1982 IBM AT APPLE MAC 1993 Pentium 1998 Pentium II... 52

53 Homem: A maior parte da complexidade é dedicada em garantir o processo vital, não nas habilidades de manipulação de informação. > A máquina é programável: só faz o que o homem manda. Os que vêem os computadores como máquinas de calcular científicas estão tecnologicamente nos anos 40. WATSONWATSON: computador da IBM (vence humanos no jogo: Jeopardy, sem auxílio externo). UMA PROEZA! 53

54 Conformidade de Atuação: robôs com toque suavetoque suave Quando os robôs interagem com os seres humanos, a segurança é uma preocupação central. toque suave é a chave para um futuro onde os seres humanos e robôs possam colaborar estreitamente. 54

55 Veículos auto-conduzidos: veículos autônomos em breve, (Toyota Prius)Toyota Prius legalmente conduzido em vias públicas – California produzidos em massa os carros estão cada vez mais robótico. devemos começar a "mapa, e talvez até mesmo instrumento, o nosso meio ambiente" para ajudar carros autônomos e robôs navegar. Carro de auto-condução autônoma Google auto-condução 55

56 Robôs de fábrica: o futuro da indústria Fabricante de eletrônicos Foxconn (Taiwan, ~2013) => adicionar 1 milhão de robôs para suas linhas de montagem nos próximos três anos.Foxconn Um milhão de robôs é um monte de robôs, mais que o dobro da atual população de robôs industriais 56

57 Cyborgs: linha difusa entre humanos e máquinas Ciborgues e híbridos homem-máquinalinha difusa Ciborgues próteses robóticas, exoesqueletos e interfaces cérebro-máquina parece ser a construção estão literalmente suportar para fora do laboratório.exoesqueletos DARPA patrocina implante cerebral que permite que os pacientes para controlar um braço robótico com antecedência com os seus pensamentos sozinho. 57

58 Asimo no Salão do Automóvel 2008 Lisboa, São Paulo 58 ASIMO (, ashimo) robô humanóide da Honda, criado centímetros & 54 quilogramas

59 Asimo Regendo Orquestra sinfônica de Chicago "Advanced Step in Innovative MObility". 59

60 60 Quanto mais olhamos para o passado, mais adiante podemos ver. Sir Winston Churchill. Quando um cientista estabelece que algo é possível, ele está quase sempre correto. Quando ele clama que algo é impossível, ele está muito provavelmente errado. O único modo de descobrir os limites do possível é aventurar-se além do impossível. Sir Arthur ClarkeArthur Clarke

61 61 O futuro ? Acordem!: Século XXI começou... Vídeos recomendados: see urlurl (felizmente) Ainda resta tudo por fazer em áreas: Os desafios são imensos: uma luta que vale a pena ser lutada... À vós jovens: o Verbo e a Ação! Ides determinados, semeiem pelos vossos caminhos, orgulhosos, porém sem alarde... Afinal, se o futuro se constrói, os Engenheiros estão entre os que mais constroem... Boa caminhada em vossa porvindoura e bela profissão... OBG ! Contato Não Conclusões

62 62 Revelar segredos de confissão é proibido. Mas... Utopia: Professores disputando o renhido privilégio de ministrar aulas de introdução à Engenharia aos calouros, ávidos de aprender novidades. Será que eu já tenho cacife de representar o Departamento? Como vou contribuir em motivar e estimular esta riqueza da universidade? Sinto-me honrado. Realidade: Perder tempo com zé roelas que nada sabem, isso não me dá $, nem prestígio, nem conta pontos no curriculum. Deixa para um desocupado (ou um idealista ) fazê-lo!


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