CTG - EEP

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA

Prof. Hélio Magalhães de OliveiraTKS prof Gilson Silva Jr, coordenador Eletrônica

17/07/2013 1

Assunto: ENGENHARIA

O primeiro estabelecimento dedicado ao ensino de Engenharia (engeigneur) foi a

Ecole Nationale de Ponts et Chaussées.

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Brasil•Escola Politécnica do RJ, 1875•Escola de Minas de Ouro Preto, 1876•Escola Politécnica da USP, 1894•Escola de Engenharia de Pernambuco, 1895

Lei estadual n.84 de 3/07/1895

engin « machine de guerre »

Paris, arrêt du Roi du 14 février 1747

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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?

http://www2.ee.ufpe.br/codec/deOliveira.html

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Que falta faz um Engenheiro...

SEM ENGENHEIRO

http://www.greatachievements.org/

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Millau Viaduc 2005

20.000 veículos/dia

COM ENGENHEIRO

EVOLUÇÃO (um ponto de vista...)fixando-se em Eletrônica

Eletrônica - Telecomunicação >1900

Computação - Telemática >1950

Automatas – Sistemas inteligentes >2000.

CivilMecânicaElétrica

Desafio maior nos cursos de Engenharia: Motivação.6

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.

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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: The purpose of computing is insight, not numbers.

When you cannot measure, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind. Kelvin, 1883

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TecnofobiaResistência e desconfiança ao novo apego ao “testado e

aprovado” O fogo 1M a.c. Algarismos arábicos 1202 L. Fibonacci Benefícios da autopsia e dissecação 1564 A.

Versalius Trens e automóveis 1800/1885• Teoria da evolução/seleção natural 1859 C. Darwin Luz elétrica 1881 T. Edison Aeroplano (cavalo do cão) 1906 S. Dumont Energia nuclear 1938 Otto Hahn• Transplante de órgãos 1954,1967,1990 J. Murray• Inseminação artificial 1978 R. Edwards• Manipulação genética (transgênicos, clonagem...) 1981,1997 Controle por satélite/GPS 1980 Autômatos: na direção de andróides 2000 Honda

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INTERNET: url "Estamos vivendo em tempos exponenciais."

“entrada” de milhões de novos cérebros contribuintes

para “AVANÇAR A CIÊNCIA”.

Proporção sem precedentes na história da humanidade:The digital revolution is far more significant than

the invention of writing or even of printing. D. Engelbart

Capacidade de avanços incrementada exponencialmente

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Principais tendências da nova era: População

A tendência social mais óbvia e bem conhecida é a curva de população.

curva J => explosão populacional 11

• Projeções estimam 100 bilhões de objetos identificáveis conectados à Internet até 2020.

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

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Perdão, Aaron SwartzTAMBÉM SOU PRÓ INTERNET LIVRE!

Ilustrador: Indio San

http://www.guardian.co.uk/commentisfree/2013/jan/12/aaron-swartz-heroism-suicide1

http://revistaforum.com.br/blog/2013/01/aaron-swartz-guerrilheiro-da-internet-livre/

http://revistaepoca.globo.com/Sociedade/eliane-brum/noticia/2013/01/perdao-aaron-swartz.html

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Minha opinião favorável à:

• Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page• creative commons http://creativecommons.org/• open library http://openlibrary.org/• Tradutores on line http://translate.google.com.br/ etc.• TTS http://www2.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php • TED talks http://www.ted.com/ • Veduca- http://veduca.com.br/ 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”...

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

• (Peter Diamandis): Abundância é nosso futuro TED

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A tendência: dobrar a capacidade nos computadores

Natureza da evolução rápida: Lei de Moore.

Ela tem se mantido fiel desde a década de 1950.previsões de Kurzweil.

Computadores quânticos: Nível atômico para resolver problemas atualmente insolúveis.

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A tendência de ritmo rápido em Mudança Cultural

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.

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Lee de Forest, 1906

Triodo (pai da eletrônica)

1926 trilha sonora em filmes

Nasce a Eletrônica!

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Eniac

18.000 Válvulas 70.000 resistores 10.000 capacitores 6.000 chaves 30 m 3 m 1 m

MTBF # 1h

140 kW consumo100 kHz relógio 5.000 adições por segundo500 multiplicações por segundo

1946: ENIAC

ENIAC & MARK 1

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Conheci!

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Transistor

Invenção 1947 / Patente 1948Produção comercial 1954Prêmio Nobel em 1956

Bardeen, Schockley, Brattain

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Armazenagem

1951 Disco duro IBM 195* Memórias toroidais

5 Mbytes50 discos60 cm

Claude Elwood Shannon, 1948 - Teoria da Informação

Eletrônica DigitalComunicação Digital

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Circuitos Integrados

1958 : Primeiro CI (Texas / Kilby) Fim 1958 / 5 componentes / Nobel

1959 : Transistor planar 1960 : primeiro verdadeiro circuito integrado por Noyce1961 : Fabricação em escala (10 +caros que discretos)

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processador

– 1970 : DRAM 1Kbit (1103 d’INTEL)

– 1971 : Processador 4004 INTEL : 15/11/1971(2250 Transistores 108 kHz, 4 bits)1969 Ted Hoff

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Evolução dos Processadores

PCB 4004

Pentium III EON

100 kHz 3,0 GHz

PentiumIV : 42.106 TMOS(0,18m)

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Evolução : PLD/FPGA

1983 : DLP PAL22V10

Dispositivos Lógicos ProgramáveisField Programmable Gate Array

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Evolução da Programação

1950 : Invenção do assembler1951 : Invenção do primeiro compilador1957 : criação da 1a linguagem universal, FORTRAN John Backus1958 : LISP (LISt Processing)1960 : publicação do COBOL fazendo sumir o ALGOL. 1964 : BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code)1964 : IBM cria a PL/I (Programming Language I). 1964 : criação do código ASCII (padronizado em 1966). 1968 : PASCAL por Niklaus Wirth. 1970 : Ken Thompson cria B (em referência a BCPL). 1971 : Dennis Ritchie faz evoluir B para C (compilado)1972 : primeira linguagem orientada a objeto, SmallTalk1973 : UNIX em C1979 : ADA (Jean Ichbiah) escolhida pelo Pentagono1983 : C++ de Bjarn Stroustrup 1995 : JAVA

Seymour Rubinstein 1979

www – world wide web 1990’s

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http – hypertex transfer protocol.

html – hypertext markup language

Tim Berners-Lee

Robert Cailliau

Conseil Européen pour la Recherche Nucleaire (CERN)

Memórias

30

5 Mbytes50 discos60 cm

Alec H. Reeves, 1937

PCM conversores AD / DA31

COMPARAÇÃO

TV OLD TV

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J. Baird

Estúdio Monrouge

COMPARAÇÃO

Gravador 196*mp3 3 GB

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iPodUsei muito!

COMPARAÇÃO

Disco duro 800 kB IBM/3 ~ IBM 1130

Pen driver 16 GB

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Philip Estridge, 1987 Hard driveConheci!

Em 1979, Philips e Sony formaram uma força tarefa de engenheiros para projetar um novo disco digital para áudio.

Kees Immink e Toshitada Doi

Kornelis ("Kees") Antonie Schouhamer Immink 35

Capacidade:

700 MB

4.10^8

Capacidade:

4,7 GB

4.10^9

Capacidade:

30-50 GB

4.10^10

Capacidade:

1-4 TB

4.10^12

Armazenamento Holográfico...

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Dennis 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

COMPARAÇÃO

Quick take Mac Celular

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Usei!

COMPARAÇÃO

Conexão fios Fibras ópticas

39

C.K. Kao & G.A. Hockman, 1966Fibras ópticas (Prêmio Nobel 2009)

(Standard Telecomm. Laboratories, UK) 40

Steven Jobs, 1977

Stephen Wosniak, 1977

41

Seymour Rubinstein 1979

Wordstar: Primeiro editor de texto

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Usei!!

EVOLUÇÃO:

43

Notebook thinpad

COMPARAÇÃO

44Palm top

Edward Roberts

Jack Kilby1972

(usei!)

Novas tecnologias

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GPSCarte à puce (smart cards)

Vigilância GPS Códigos de barras

IMPLANTES

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O FUTURO PRÓXIMO

coclearretina

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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)

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!

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Deep_Thought_I_Board

Teste de Turing Musical

1997 Steve Larson (Universidade de Oregon)

• Audiência – 3 trechos de música• Johann Bach e computador

Identificada a peça EMI (Experiments in music Intelligence)

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Gene music. M. Munakata

Codon TableSinfonia para bacilo & cordas...Cromossoma XGene BRACA1-2...

IAMUS –lançamento CD 2012Hello world – peça sinfônica

(atenção, preconceituosos!)

Evolução da máquinas• 1946 Jogando Xadrez C. Shannon• 1921 Termo Robot por Karel Čapek• Alan Turing 1950 Computing Machinery and Intelligence

• 1968 A. Clake computadores: ver, falar e ouvir

• 1972 Primeira calculadora de 4 operações• 1976 OCR Kurzweil

– Deep ×Kasparov 1990 – Deep blue 10 TIPS 1997

• 1995 Reconhecimento de ~50.000 palavras• 1997 Reconhecimento facial e de digitais• 2011 Computador × humano (Watson Ken

Jennings)• 2011 Mais de 50 Asimo 51

CRONOLOGIA1946 ENIAC1948 IBM SSEC1949 BINAC, EDSAC1953 Univac, IBM 7011955 IBM 704

1958 Univac II1959 IBM 70901960 DEC PDP-11964 CDC 66001965 IBM 11301966 DEC PDP-8, IBM 360

1968 DEC PDP-101975 ALTAIR 88001977 CRAY I, APPLE I1982 IBM AT 2861984 APPLE MAC1993 Pentium1998 Pentium II ...

5252

• Homem: A maior parte da complexidade é dedicada em garantir o processo vital, não nas habilidades de manipulação de informação.

<<Computadores podem pensar, ou apenas calcular?>><<Humanos pensam ou simplesmente calculam?>>

• 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.

WATSON: computador da IBM (vence humanos no jogo: Jeopardy, sem auxílio externo). UMA PROEZA!

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Conformidade de Atuação:

robôs com toque 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.

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Veículos auto-conduzidos:

veículos autônomos em breve, (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 Google55

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.

Um milhão de robôs é um monte de robôs, mais que o

dobro da atual população de robôs industriais

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Cyborgs: linha difusa entre “humanos e máquinas”

Ciborgues e híbridos homem-máquina

próteses robóticas, exoesqueletos e interfaces cérebro-máquina parece ser a construção estão literalmente suportar para fora do laboratório.

http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&v=cy7xGwYdRk0&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=kThr6CMLrvg

DARPA patrocina implante cerebral que permite que os pacientes para controlar um braço robótico com antecedência com os seus pensamentos sozinho.

http://www2.ee.ufpe.br/codec/alem_do_humano.flv 57

Asimo no Salão do Automóvel 2008 Lisboa, São Paulo

http://www.youtube.com/watch?v=GuYY7Rvg1pY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=4MTmN0mhWvw 58

ASIMO ( アシモ , ashimo) robô humanóide da Honda, criado 2000.

•130 centímetros & 54 quilogramas

Asimo Regendo Orquestra sinfônica de Chicago 2008

http://www.youtube.com/watch?v=qRUyVCfFh1U "Advanced Step in Innovative MObility".

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• 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 Clarke

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O futuro ? Acordem!: Século XXI começou...Vídeos recomendados: see url

(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 hmo@ufpe.br Não hesite!

Conclusões

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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!