1) O documento descreve a história da computação, desde os primeiros dispositivos manuais como o ábaco até o desenvolvimento dos primeiros computadores digitais na era moderna.
2) Os principais marcos históricos incluem o desenvolvimento da máquina analítica de Babbage no século 19, a invenção do transistor e dos circuitos integrados, e o trabalho pioneiro de Turing e Von Neumann na criação de modelos abstratos de computação.
3) A evolução da computação é dividida em gerações, começando com os prime
2. A necessidade humana de realizar grandes cálculos impulsionou o
surgimento de dispositivos que facilitaram a vida do homem, uma
vez que estes cálculos até então eram feitos à mão.
O Ábaco foi o primeiro dispositivo que se tem conhecimento,
criado mais ou menos 2500 anos a.C., ele era uma espécie de
computador que mostrava seus cálculos através de fios. Formado
por oito colunas divididas em duas partes: inferior e superior. Cada
coluna possuía nove pedras, as pedras da parte superior
funcionavam como um banco de dados e as da parte inferior
representavam um valor numérico. Estas pedras deslizavam pelos
fios formando os cálculos, o Ábaco era muito utilizado por
comerciantes para realizar operações aritméticas.
Coube ao físico e matemático francês Blaise Pascal inventar a
primeira máquina de calcular mecânica em 1642, a calculadora
trabalhava de forma satisfatória, passando números da coluna de
unidades para a coluna de dezenas em um dispositivo semelhante
a um velocímetro de automóvel. Pascal atribuiu à sua invenção o
nome de Pascalina. Durante muitos anos muitos estudiosos
tentaram sem muito sucesso aperfeiçoar o invento de Pascal, um
deles foi Leibniz que adicionou ao invento as propriedades da
multiplicação e divisão e mais tarde Charles Xavier Thomas criou a
Arithmomet uma versão um pouco melhorada em relação à de
Leibniz.
No século XIX o mecânico francês Jacquard inventou um tear
mecânico que era programado por cartões perfurados que
controlavam o padrão do tecido no material. Utilizava o sistema
binário, uma vez que a parte perfurada do cartão representava o
número um e a parte não perfurada representava o número zero.
Esta máquina foi responsável pela automatização da indústria têxtil.
Em 1822, um professor de matemática inglês chamado Charles
Babbage conseguiu o que muitos tentavam sem sucesso: Aprimorar
a primeira calculadora. Ele desenvolveu e apresentou à sociedade o
primeiro modelo de uma máquina de diferença, que podia realizar
cálculos necessários para a elaboração de uma tabela de
logaritmos. O nome desta máquina foi obtido através da derivação
de uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças.
Seu projeto baseava-se em engrenagens similares aos mecanismos
de um relógio, e poderia calcular raízes de polinômios e conseguiria
imprimir os resultados em uma placa de cobre, porém, ele não
conseguiu terminar e seu projeto foi finalizado dez anos mais tarde.
3. Anos mais tarde, em 1837, Babbage tinha um projeto ambicioso
para construção de uma máquina analítica, ela foi projetada para
calcular valores de funções matemáticas, mais complexas em
relação às funções logarítmicas. Seu projeto consistia em um
computador mecânico que empregava cartões perfurados para
entrada e vapor para fornecer a força necessária. Possuía quatro
componentes:
- Memória: 1000 palavras de 50 dígitos decimais.
- Unidade Processadora: Fazia leitura e gravação na memória e
também realizava operações aritméticas.
- Unidades de Entrada
- Unidades de Saída
Neste projeto Babbage contou com a ajuda de uma matemática
chamada Ada Lovelace, ela foi considerada a primeira
programadora da historia por criar programas para a máquina de
Babbage e também por publicar alguns conceitos úteis para a
época.
Com o passar dos anos Babbage e Lovelace deixaram de receber
a ajuda financeira dos governantes britânicos, porém não desistiram
do sonho e começaram a usar a fortuna do pai de Lovelace o poeta
britânico Lord Byron, contudo ainda não foi o suficiente e devido a
falência da família o invento nunca foi implementado.
Em 1890 surge o nome do americano Herman Holleritch, um
empresário que inventou a máquina de classificação, ele construiu
esta máquina para que o censo passasse a ser automatizado e
consequentemente levasse menos tempo para ser processado,
uma vez que o censo de 1880 havia levado sete anos. As respostas
das perguntas do censo eram codificadas em BCD e gravadas em
um cartão de papel perfurado, uma máquina de tabular também
inventada por ele ajudava no processo. Este censo levou dois anos
e meio para ser apurado, bem menos tempo em relação ao anterior.
Outro nome de grande expressão era o de George Boole, ele é
considerado o pai do raciocínio lógico, pois foi o primeiro a aplicar o
calculo formal a diversas situações, descartando noções primitivas.
Ele publicou em 1847 uma obra chamada The Mathematical
Analysis of Logic onde ficou claro que os métodos tradicionais de
cálculos algébricos e suas devidas simbologias que até então
pareciam não poder ser superadas foram satisfatoriamente
4. alteradas por Boole. Sua lógica baseada em “0” e “1” o fez inventar
um sistema de dois estados para a quantificação lógica. Porém sua
lógica era limitada e somente depois de surgirem quantificadores
que foram implantados por Peirce e depois aperfeiçoados por
Schröeder e Jevons que superaram algumas restrições do sistema
booleano e então pode ser aplicado ao raciocínio matemático geral.
Esses quantificadores utilizados para ligar variáveis são as
principais características do simbolismo moderno e superior ao
simbolismo algébrico de Boole, estando entre as maiores invenções
intelectuais do século XIX.
A partir de 1931 o tcheco naturalizado americano Kurt Friedrich
Gödel lança o seu teorema da incompletude, com resultados
importantíssimos para a lógica, onde ele diz que todo sistema de
axiomas de primeira ordem não-contraditório possui um modelo. Ou
seja, que existe um conjunto de objetos que verificam os axiomas
do sistema. Ele também provou que um sistema numérico qualquer
e um sistema numérico completo que contenha os operadores “+” e
“=” podem ser expressos em sistemas aritméticos. Também
mostrou que algumas funções dos números inteiros não podem ser
representadas por algoritmos.
Em 1936 às vésperas do termino da construção do primeiro
computador surge o inglês Alan Mathison Turing, motivado pelas
publicações de Gödel ele resolveu tentar mostrar exatamente quais
funções poderiam ser representadas por algoritmos. Ele mostrou
que uma máquina pode executar as operações computacionais da
teoria dos números por meio de uma máquina que tenha as regras
de um sistema formal. Pode se dizer que ele conceituou o termo
algoritmo. Seu trabalho ficou conhecido no artigo On computable
numbers with an aplication to the Entscheidungsproblem.
Turing desenvolveu uma máquina que levou seu nome “Maquina
de Turing”, esta máquina era um modelo abstrato de computador
que formaliza as noções armazenamento e execução de
programas. Essa máquina tinha os seguintes componentes:
- Tape (Fita);
- Cabeçote do Tape;
- Unidade de Controle;
- Conjunto de Instruções (Programa).
O nome de Turing é quase desconhecido para o público, mas sua
contribuição foi fundamental para o desenvolvimento de idéias que
ocorreriam antes do computador propriamente dito tornar-se
realidade. Os cientistas admitiam que a matemática não fosse uma
5. arte misteriosa, e sim uma ciência inteiramente relacionada com
regras lógicas. Se uma máquina recebesse essas regras e o
problema a ser solucionado, ela seria capaz de resolvê-lo. No
entanto, os esforços dos mais competentes matemáticos foram
inúteis para desenvolver tal máquina. Turing decidiu examinar o
impasse de outra maneira. Verificou os tipos de problemas que uma
máquina poderia resolver seguindo regras lógicas, e tentou fazer
uma lista de todos eles. Turing liderou uma equipe de pesquisa na
Inglaterra e desenvolveu a mais secreta invenção da Segunda
Guerra Mundial, o Colossus, o primeiro computador eletromecânico
do mundo, que pode decifrar os códigos alemães de mensagens
"Enigma", durante a guerra. Depois da guerra, Turing colaborou no
projeto do primeiro computador dos Estados Unidos, o Eniac
(Eletrical Numerical Integrator and Calculator), desenvolvido na
Universidade da Pensilvânia desde 1943. Ainda imperfeito, era
composto de 18000 válvulas, 15000 relés e emitia o equivalente a
200 quilowatts de calor. Essa enorme máquina foi alojada em uma
sala de 9m por 30m. O desenvolvimento do computador continuou,
mas só com a invenção do transistor de silício, em 1947, tornou-se
possível aumentar a velocidade das operações na computação.
O nome de John Von Neumann também tem sua marca na história
da computação, este matemático húngaro foi quem propôs que
instruções fossem armazenadas na memória do computador e não
mais por cartões perfurados, criando assim o conceito de
computador com programa armazenado, assim programas e dados
são armazenados no mesmo espaço, com isso o computador fica
mais rápido. Até hoje muitos computadores seguem o modelo de
Neumann.
O Primeiro Computador
A primeira geração de computadores começou em 1934, Konrad
Zuse, um engenheiro alemão concluiu que um calculador para
trabalhar de forma automática necessitaria de três coisas:
- Uma controladora;
- Uma memória;
- Um dispositivo de calculo para a aritmética.
Foi então que em 1936 ele desenvolveu um computador formado
à base de relés e utilizando somente peças mecânicas e uma fita de
película cinematográfica com as instruções de operação desta
máquina. Deu o nome do computador de Z1. Dois anos mais tarde
ele já havia desenvolvido o Z2, porém, estas duas máquinas eram
6. somente para experiência, não caracterizavam um computador que
funcionava satisfatoriamente. Foi então que em 1941 a partir do Z3
que o invento melhorou, passou a ser totalmente operacional. Ele
executava em torno de quatro adições por segundo e multiplicava
dois números em cinco segundos, devido a sua memória ser
limitada nunca foi usado para grandes problemas. Durante a guerra
em 1944 ele foi destruído, e então Zuse passou a trabalhar em seu
Z4, uma máquina construída na mesma linha do Z3, porém, mais
dotada de memória e mais rápida.
As Gerações de Computadores
Primeira Geração:
Os computadores utilizavam válvulas a vácuo e precisavam ser
programados em linguagem de máquina. Na primeira geração
foram construídas máquinas como:
- Computador de Atanasoff Berry (ABC) = Computador não
programável, de propósito especifico, era uma máquina eletrônica
com válvulas a vácuo, experimental para solução simultânea de
sistemas de equações lineares.
- Harvard Mark I = Primeiro computador eletromecânico construído
pela IBM de propósito geral, começou a ser construído em 1939 e
só foi concluído em 1944 e foi influenciado pela máquina analítica.
- ENIAC = Programável e de propósito geral, totalmente eletrônico,
porém, a programação era feita pelo completo rearranjo de toda a
fiação eletrônica. Foi considerado por historiadores o primeiro
computador digital de grande porte, ele pesava 30 toneladas e
utilizava cerca de 18000 válvulas a vácuo e seu consumo de
energia era tão grande que constantemente ocorria queda de luz
nas cidades vizinhas quando era ligado.
- EDVAC = Primeiro computador realmente construído com a
capacidade de armazenamento criada a partir da idéia de Von
Neumann.
- UNIVAC = Primeiro computador comercial produzido em massa,
estima-se que foram vendidos aproximadamente 46 unidades do
7. modelo, ao preço de U$$ 1 milhão cada. Ele usava algo em torno
de 5200 válvulas a vácuo, e fita magnética para entrada de dados.
Até o ENIAC a programação era feita diretamente pela alteração de
fiação eletrônica, a partir do EDVAC a programação era feita com
linguagem de máquina.
Segunda Geração:
O pontapé inicial da segunda geração foi dado a partir da invenção
do transistor em 1947. O transistor é um pequeno dispositivo
eletrônico utilizado para controlar o fluxo de eletricidade em um
circuito eletrônico, ele possui uma fração mínima do peso do
consumo de energia e da troca de calor de uma válvula a vácuo.
A partir da segunda geração os computadores passaram a ser
menores, mais rápidos e mais confiáveis. Nesta geração surgiram
máquinas como:
- IBM 1401 = Mainframe que obteve bastante sucesso em
aplicações comerciais e vendeu 12000 unidades.
- IBM System/360 = Executava aplicações comerciais e cientificas,
e também era possível utilizar linguagens de programação de alto
nível.
Nesta geração também surgiram os compiladores e algumas
linguagens:
- FORTRAN (Formula Translator)
- COBOL (Common Business Oriented Language)
- APL (A Programming Language)
- PL/I (Programming Language I)
- Algol (Algorithmic Language)
8. Terceira Geração:
Os computadores da terceira geração introduziram os
circuitos integrados, que reduziram os custos e lançaram a
indústria de minicomputadores. As inovações-chave incluíram o
compartilhamento de tempo, as redes de longa distância e as redes
locais. Abaixo destaco os principais acontecimentos desta geração:
- Invenção do CI (Circuito Integrado) = Muitos transistores e
circuitos eletrônicos em um único chip. Com integração em pequena
escala em torno de 20 a 30 transistores por chip.
- Desenvolvimento de minicomputadores
- Empresas menores passam a utilizar computadores, expandindo o
mercado que até então era dominado por organizações
governamentais.
- Surgimento de empresas de grande porte como HP e DEC
- Desenvolvimento de um sistema operacional multitarefa via time-
sharing.
- Criação do UNIX
- Surgimento do Basic, C e Pascal.
Quarta Geração:
O maior avanço da história dos computadores foi dado aqui,
linguagens de programação mais utilizadas, sistemas operacionais
cada vez mais cheios de opções e empresas se consolidando no
mercado, o aperfeiçoamento de tudo que já existia e a criação de
novas tecnologias ajudou a construir esta geração. Cito alguns
exemplos:
- Criação do circuito integrado em larga escala (VLSI)
- Surge a Apple Computer Inc.
- Intel 4004 = Primeiro processador em um chip.
9. - Intel 8080 = Processador cérebro do primeiro PC, equipado com
um interpretador BASIC, escrito por Bill Gates.
- Introdução do IBM PC em 1981 com processador Intel 8088.
- Surgimento do Apple Machintosh em 1984.
- Surgimento do DOS em 1980
- Turbo Pascal pela Borland em 1984
- Interfaces Gráficas com o Apple Machintosh.
- Lançamento do Windows em 1985, era a interface gráfica do DOS.
As linguagens de programação que surgiram nesta geração foram:
- Prolog;
- SmallTalk;
- Ada;
- C++;
- Java;
- JavaScript.
Atualmente podemos destacar o surgimento do sistema Linux que
por ser gratuito a alguns anos vem ganhando destaque e
concorrendo fortemente com o Windows da Microsoft.
10. Segue abaixo fotos e ilustrações de várias máquinas citadas neste
texto:
Ábaco
Máquina de Pascal (1642)
15. Bibliografia:
História da Computação - O caminho do pensamento e da
tecnologia - Cléuzio Fonseca Filho
http://members.fortunecity.com/originz99/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_computa%C3
%A7%C3%A3o
