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. 3 Dispositivo inteiramente mecânico, usava várias engrenagens, acionado por uma alavanca. Pascal construiu a máquina com 19 anos.

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

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. 5 Equivalente às calculadoras de bolso que efetuam as quatro operações.

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

7 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. SURGIMENTO DA PROGRAMAÇÃO FUNCIONAL

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

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) Histórico dos Computadores

10 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 Histórico dos Computadores

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 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

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

14 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,.... Histórico dos Computadores

15 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. Histórico dos Computadores

16 Vídeo sobre a História dos Computadores

17 Classificação dos Sistemas Computacionais

18 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

19 sistema computacional Um sistema 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 classificá-los ? Sistemas Computacionais - Classificação

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

21 Quanto à característica de construção 1ª GERAÇÃO - Válvulas (...Década de 50): 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. 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 válvulas 5 mil operações /seg Usado para fins militares Única memória existente eram os cartões perfurados 22 O ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952

23 2ª GERAÇÃO – Transistors (Início dos anos 60): 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. 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

25 3ª GERAÇÃO - Circuitos Integrados (meados dos anos 60 até meados dos anos 70): 3ª GERAÇÃO - Circuitos Integrados (meados dos anos 60 até 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 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. Sistemas Computacionais - Classificação

26 4ª GERAÇÃO – Circuitos Integrados em Alta Escala (meados dos anos 70 a início dos anos 90): 4ª GERAÇÃO – Circuitos Integrados em Alta Escala (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. Sistemas Computacionais - Classificação

27 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. Sistemas Computacionais - Classificação

28 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. Sistemas Computacionais - Classificação

29 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. Sistemas Computacionais - Classificação

30 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. Sistemas Computacionais - Classificação

31 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. Sistemas Computacionais - Classificação

32 quanto à utilizaçãoComputador CientíficoComputador Comercial Os computadores também podem ser classificados quanto à utilização, em Computador Científico e Computador Comercial. Computador Científico Computador 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 Comercial Computador 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. ditos de uso geral A maioria dos fabricantes hoje dispõe de produtos – ditos de uso geral – que comportam emprego tanto na área científica quanto na área comercial. Sistemas Computacionais - Classificação

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

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

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

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

37 Exemplo de Mainframe Exemplo de Mainframe Sistemas Computacionais - Classificação

38 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 Sistemas Computacionais - Classificação

39 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 Sistemas Computacionais - Classificação

40 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. Sistemas Computacionais - Classificação

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

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

43 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 Exemplos: O sistema DECstation 5000/33 ou IBM RS/6000 Sistemas Computacionais - Classificação

44 Desktop/RackMount Ultra 10 Solaris Workstations/Servers  Exemplo de Estação de Trabalho Sistemas Computacionais - Classificação

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

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

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

48 Computadores pessoais Notebook Computador portátil. Energizados por corrente elétrica ou por bateria. Mais caro. Capacidade de processamento similar ao Desktop. Laptops Notebooks subnotebooksPalmtops 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, de tamanho menor, em formato parecido com um livro. Há também os subnotebooks, ainda menores, e os Palmtops, quase são do tamanho da palma de nossas mãos. Sistemas Computacionais - Classificação

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

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

51 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. Sistemas Computacionais - Classificação

52 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] Sistemas Computacionais - Classificação