Topico 5 historia e geracoes - parte 1

Organização e Arquitetura de
Computadores
Tópico 5 – História da tecnologia de computadores:
1ª geração, 2ª geração, 3ª geração e 4ª geração.
História dos microcomputadores, suas evoluções e
principais precursores.
Prof. Carlos Augusto Latorre
prof_carlos_latorre@yahoo.com.br

12/03/2010

Organização e Arquitetura de Computadores

Esclarecimentos

• Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não
substitui a leitura da bibliografia básica.
• Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos
da bibliografia assim como poderão adicionar alguns
detalhes não presentes na bibliografia, com base em suas
experiências profissionais.
• O conteúdo de slides com o título “Comentário” seguido de
um texto, se refere a comentários adicionais ao slide cujo
texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação
adicional aos conteúdo do slide correspondente.

2


Computador

• O significado da palavra computador, em latim
“computatore”, é aquele que calcula;

• Computador eletrônico: processador de dados com
capacidade de aceitar informações, efetuar com elas
operações programadas, fornecer resultados para
resolução de problemas;

3


Evolução Tecnológica
• Geração Zero: representada pelos computadores mecânicos
e eletromecânicos. (1642 – 1945);
• 1ª Geração: representada pelos computadores com válvulas
(1945 – 1955);
• 2ª Geração: representada pelos computadores com
transistores (1955 – 1965);
• 3ª Geração: representada pelos computadores com circuitos
integrados (1965 – 1980);
• 4ª Geração: representada pelos computadores com
integração em escala muito alta (VLSI) – (1980 - ?)

• Observação: Alguns inventos são identificados em uma geração que não condiz
com sua data de invenção, porém, isto ocorre por conta da tecnologia empregada
pertencer aquela geração. 4


Geração Zero – Computadores Mecânicos
• Ábaco: instrumento utilizado para realizar somas e
subtração.

5


• Pascalina: criada em 1642 por Blaise Pascal, a primeira
calculadora do mundo, uma agulha movia as rodas, e um
mecanismo especial levava dígitos de uma roda para outra.

6


• Em 1614, John Napier havia criado o logaritmo, um recurso
matemático que reduzia a divisão à subtração e a
multiplicação à adição;

• Em 1671, Gottfried von Leibniz fez uma máquina que
efetuava multiplicações e divisões;

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• Em 1802, Joseph Jacquard construiu um tear que
memorizava os modelos de fábrica em cartões perfurados.
A máquina conseguia “ler” esses cartões, conforme um
dispositivo encontrava um furo no cartão, atravessava-o, e
com isso era cumprida uma determinada instrução.

• O francês Charles Babbage, por essa época, começava a se
aborrecer com os inúmeros erros que encontrava nas
tabelas de logaritmos, e decidiu construir uma máquina que
eliminasse o trabalho de fazer esses cálculos. Em 1822, ele
apresentou a “máquina de diferença”, capaz de fazer os
cálculos necessários para elaborar uma tabela de
logaritmos. O nome da máquina se refere a uma técnica de
matemática abstrata, o método das diferenças. 8


Charles Babbage e sua Máquina Diferencial

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• A companheira de Charles Babbage, a condessa Ada Lovelace (filha de
Lord Byron), se tornou a primeira programadora de computador do mundo,
ao ajudar Babbage no projeto de uma máquina analítica, que permitiria
calcular funções matemáticas bem mais complexas que as logarítmicas.
Ada criou os programas para essa máquina, que no entanto nunca
funcionou: as centenas de engrenagens, rodas e barras apresentavam
problemas, pois a metalurgia na época não tinha tecnologia suficiente para
evitar imperfeições nas peça.

• Em 1890, Herman Hollerith usou cartões perfurados para agilizar o censo
demográfico dos Estados Unidos. Nesses cartões, havia campos a serem
perfurados ou não pelos pesquisadores, e que seriam depois lidos por uma
máquina. Foi a primeira utilização dos cartões perfurados. Ele fundou
então, em 1896, a “Tabulating Machine Company”, que em 1911 se
associou a outras empresas e começou a ser dirigida por Thomas Watson,
o resultado foi a criação da “International Business Machines Corporation”,
a IBM. 10


Herman Hollerith e a Máquina de Cartões Perfurados

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• Em 1890, um jovem bancário e contador, William S. Burroughs, iniciou a produção de uma
máquina de calcular mecânica que imprimia as parcelas e os resultados. Inicialmente foi
comercializada pela empresa que ele formou em 1886, a American Arithmometer Company,
que se transformou na Burroughs Company e, mais tarde, uniu-se a UNIVAC para formar em
1986 a UNISYS.

• Konrad Zuse na década de 1930, construiu uma série de máquinas de calcular automáticas
usando relés eletromagnéticos. Seu trabalho foi perdido com o bombardeio de Berlim, pelos
aliados, em 1944, porém, ele é considerado um dos pioneiros da ciência da computação.

• Pouco mais tarde duas pessoas também construíram máquinas de calcular, ambos nos
estados unidos: John Atanasoff e George Stibbitz. A máquina de Atanassof era incrivelmente
avançada para sua época. O computador de George Stibbitz foi apresentado em conferência
em 1940. Na platéia estava John Mauchley. Após obter seu grau de Ph.D. Howard Aiken
ciente da necessidade da realização automática de cálculos matemáticos, partiu para
pesquisar o assunto e descobriu o trabalho de Babbage. A primeira máquina de Aiken, o
MARK I, construída em Haward, ficou pronta em 1944. Ela tinha 72 palavras de 23 dígitos
decimais cada e demorava seis segundos para executar uma instrução. A entrada e a saída
eram feitas por meio de uma fita de papel perfurada. Na época em que Aiken terminou de
construir o sucessor de MARK I, o MARK II, os computadores a relé já estavam obsoletos.
12


1ª Geração – Computadores a Válvulas

13


• As mensagens do exército alemão era codificadas por meio de um
dispositivo chamado ENIGMA.

• O governo britânico criou um laboratório altamente secreto, onde foi
construído um computador chamado COLOSSUS. Alan Turing, famoso
matemático britânico participou da construção desse computador.

• John Mauchley, que conhecia o trabalho de Atanassof e Stibbtiz, propôs
um projeto para financiamento da construção de um computador
eletrônico. A proposta foi aceita em 1943, e Mauchley junto com um
aluno seu de mestrado chamado J. Presper Eckert começou a construir
um computador que eles chamaram de: ENIAC: Electronic Numeric
Integrator And Calculator (1945).

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ENIAC e sua Arquitetura
• O ENIAC tinha 18.000 válvulas e
1.500 relés. Pesava 30 toneladas e
consumia 140 quilowatts de energia
elétrica;

• A arquitetura da máquina era
composta de 20 registradores cada
qual capaz de armazenar um
número decimal de 10 dígitos;

• Para programar o ENIAC era
necessário ajustar a posição de
6.000 chaves de várias posições e
conectar um número imenso de
soquetes por meio de uma
verdadeira floresta de cabos. 15


EDSAC (1949)

• Electronic Delay Storage
Automatic Computer
contruído na universidade
de Cambridge por Maurice
Wilkes. Primeiro
computador com programa
armazenado.

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IAS / Máquina de Von Neumann

• Enquanto Eckert e Mauchley
estavam trabalhando no EDVAC
(Electronic Discrete Variable
Automatic Computer), um dos
pesquisadores envolvidos no
projeto do ENIAC, John von
Neumann, foi para o Instituto de
Estudos Avançados da
Universidade de Princeton para
construir sua própria versão do
EDVAC, a máquinas IAS.
• O projeto básico que ele propôs é
conhecido, atualmente, como
máquina de Von Neumann.
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IAS / Máquina de Von Neumann
• Esse projeto foi utilizado no EDSAC,
considerado o primeiro computador
com programa armazenado, e
ainda, é base de praticamente
todas as máquinas atuais;
• A máquina de Von Neumann tinha
uma memória com 4096 palavras,
cada uma delas com de 40 bits, que
podiam assumir variáveis 0 ou 1;
• Cada palavra guardava duas
instruções de 20 bits ou um número
inteiro, com sinal, de 40 bits;
• A instrução tinha 8 de seus bits
destinado a indicar o tipo de
instrução, e os demais 12 para
especificar uma das 4096 palavras
da memória. 18

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