História da Computação

SISTEMAS DEINFORMAÇÃO

ACH2001Introdução à Ciência da Computação I

Professoras:

Ariane Machado Lima

Fátima L. S. Nunes

Conteúdo da aula de hoje

• A história da computação.

• Evolução da arquitetura do computador.

• Evolução das linguagens de programação.

Como tudo começou ???

História da TI

• Quatro períodos:

– Pré-mecânico

– Mecânico

– Eletromecânico

– Eletrônico

4000 – 1200 A.C

História da TI

• Quatro

períodos:

– Pré-mecânico

– Mecânico

– Eletromecânico

– Eletrônico

4000 – 1200 A.C

História da TI

• Quatro

períodos:

– Pré-mecânico

– Mecânico

– Eletromecânico

– Eletrônico

4000 – 1200 A.C

História da TI

• Quatro

períodos:

– Pré-mecânico

– Mecânico

– Eletromecânico

– Eletrônico

4000 – 1200 A.C

História da TI

• Quatro

períodos:

– Pré-mecânico

– Mecânico

– Eletromecânico

– Eletrônico

4000 – 1200 A.C

“Primeiro Word”

• Tábuas de argila

• Registros de:

– Estórias

– Mitos

– Transações comerciais

– etc

4000 – 1200 A.C

Um resumo do que veremos...

Ábaco – primeira calculadora

• Inventado na

Babilônia (ou

pelos chineses?)

3000 A.C

Ábaco – primeira calculadora

• Ábaco escolar

3000 A.C

Primeira calculadora mecânica

• Criada por Blaise

Pascal (francês)

para aliviar o

serviço do pai,

cobrador de

impostos

La pascaline – primeira calculadora

mecânica

• Soma e subtrai (embora a intenção fosse realizar as 4 operações)

• Entrada através de discos giratórios

• Os resultados das operações apareciam numa espécie de janelinha

La pascaline – primeira calculadora

mecânica

• Engrenagem de rodas dentadas que levava os dígitos de uma coluna à outra.

• Recebeu uma patente, mas nãoo fez sucesso

Leibniz (alemão)

aprimora a La pascaline

• 4 operações

• Cria em 1671 e apresenta na Royal Society (Londres) em 1673

• Constrói em 1674

Calculadora mecânica de Leibniz

• Multiplicações e

divisões: somas

e subtrações

subsequentes

• Pouco usada (poucas unidades)

Problema de entrada....

1642 - 1790

• Avanços nas calculadoras

• Entrada de dados lenta (manual)

• Velocidade de processamento dependia

da eficiência das pessoas...

• Próximo passo: acelerar entrada de dados

Joseph Marie Jacquard

• Filho de tecelões, tinha que trocar os novelos de lã colorida no tear a cada segundo

• Ideia:

Joseph Marie Jacquard (francês)

• Filho de tecelões,

tinha que trocar

os novelos de lã

colorida no tear a

cada segundo

• Ideia: cartões

perfurados!

Tear semi-automático

• A presença ou ausência de orifícios criava padrões no tecido por meio do controle da maneira pela qual os fios eram levantados ou abaixados

Exibição em Lyon

• Quase morto

por outros

artesãos

• Cerca de 11 mil

teares de

Jacquard na

França

• Capaz de

desenhar

padrões de alta

qualidade (ex:

auto-retrato com

10 mil cartões)

Cartões perfurados

• Usados daí por

diante...

• ... inclusive nas

eleições de

Aritmômetro

• Criada por

Charles Xavior

Thomas (francês)

• Baseada na

Leibniz

• Comercialmente

vendida e

distribuída

Charles Babbage (inglês)

• Notou que muito do que se fazia em matemática poderia ser automatizado

• Iniciou projeto da máquina de diferenças (Difference Engine).

• Capaz de resolver equações polinômicas

• Ajuda nos cálculos de navegação (na esperança de reduzir o número de navios que se perdiam ;-)

Máquina de Diferenças

• 1822: terminou um protótipo de máquina e obteve financiamento do governo inglês para construí-la.

1822 - 1823

Máquina de Diferenças

• 1823: iniciou construção (usaria motor a vapor, seria totalmente automático, imprimiria o resultado e teria um programa fixo).– Mudar o cálculo

implicaria em mudar as engrenagens

1822 - 1823

Charles Babbage (inglês)

• Teve uma idéia melhor e abandonou tudo.

• Nova idéia: máquina programável, de propósito geral: máquina analítica (Analytical Engine).

• Ponto de partida para os computadores eletrônicos!

Máquina Analítica - programável

• Manipularia números de 50 dígitos

• Memória de 1000 dígitos

• Estações de leitura: cartões perfurados similares ao tear de Jacquard (programas!)

– Auto-retrato de Jacquard pertencia a quem?

• Pai da computação

Máquina Analítica - programável

• Continuou a trabalhar no projeto até sua morte

• Não conseguiu construir – Tecnologia mecânica

da época era insuficiente (???)

– Pouca gente via a necessidade para tal máquina.

1833-1871

Livro de ficção

Programas para a máquina

analítica

1833-1871

analítica

• Ada Lovelace (mãe da

programação)

• Criou sub-rotinas, loops, saltos

condicionais,…

• Inventou a palavra algoritmo

em homenagem ao matemático

Al-Khawarizmi (820 D.C.).

1833-1871

analítica• Algoritmo: sequência de

operações ou comandos que,

aplicada a um conjunto de dados,

permite solucionar classes de

problemas semelhantes.

• Ex: – algoritmo da divisão,

– da raiz cúbica,

– para resolução de equações de

segundo grau,

– Etc.

1833-1871

Já ouviram falar de Hollerith ???

Herman Hollerith

• Usou cartões perfurados para uso no censo americano.

• Os dados do censo de 1880, manualmente processados, levaram 7 anos e meio para serem compilados.

Herman Hollerith

• Os do censo de 1890 foram processados em 2 anos e meio, com a ajuda de uma máquina de perfurar cartões e máquinas de tabular e ordenar, criadas por Hollerith e sua equipe

Herman Hollerith

• As informações

sobre os indivíduos

eram armazenadas

por meio de

perfurações em

locais específicos

do cartão.

Herman Hollerith

• Nas máquinas de tabular, um pino passava pelo furo e chegava a uma jarra de mercúrio, fechando um circuito elétrico e causando um incremento de 1 em um contador mecânico

Herman Hollerith

• Mais tarde, Hollerith fundou uma

companhia para produzir máquinas de

tabulação

• Anos depois, em 1924, essa companhia

veio a se chamar….

Herman Hollerith

tabulação

Herman Hollerith

tabulação

Avanços nas calculadoras de mesas

• As máquinas podiam:

– Acumular resultados parciais;

– Armazenamento e reentrada automática de resultados

passados (memória).

– Imprimir resultados em papel

Z1- Primeiro computador eletro-

mecânico• Criado por Konrad Zuse

(alemão)

• Primeira máquina binária

programável do mundo (usava o

sistema de numeração de base

• O único componente elétrico do

Z1 era um motor que servia para

gerar um sinal de clock

mecânico de um hertz.

• Na época, ninguém ficou

sabendo fora da Alemanha

• Destruído durante a II Guerra

II Guerra Mundial

• Pesquisa em informática

• Americanos:

– Mark I

– ENIAC

• Criado:

– por Howard Aiken, professor de

matemática aplicada da

Universidade Harvard (em

conjunto com a IBM)

– com a finalidade de decifrar os

códigos secretos usados pelo

exército alemão

1937-1944

Mark I

• Calculadora eletromecânica

com motor elétrico;

• Pesava 5 (70, ?) toneladas,

usava toneladas de gelo para

refrigeração;

• Milhares de relês

• Ocupava cerca de 120 m³

• Multiplicava dois números de

23 dígitos em 3 segundos.

1937-1944

Mark I

• Objetivo: calcular a trajetória de mísseis com uma precisão maior

• Só ficou pronto meses após a guerra

• Antes de falar dele...

• ... período de guerra

• ... programabilidade

1939 - 42

Alan Turing

• Realizou importantes contribuições práticas e teóricas à Ciência da Computação.

• Pai da Ciência da Computação

Décadas de 30 e 40

Alan Turing

• 1936: elabora a máquina de Turing; pesquisas em computabilidade.

• 1939-40: The Bombe, máquina

para decodificação do Enigma

(criptografia)

• 1947-1948: Redes neurais e

inteligência artificial

Décadas de 30 e 40

Alan Turing

• 1952: Preso por homossexualidade, perde privilégios militares

• 1953-54: Trabalho não finalizado

em Biologia e Física; tem sua

reputação e vidas destruídas

pelos militares ingleses

• 1954: Suicídio

Década de 50

Alan Turing

• Livro interessante:

– Andrew Hodges, “Alan

Turing: The Enigma”, 2000.

– http://www.turing.org.uk/turing

1939 - 42

Alan Turing

Décadas de 40 e 50

Computadores eletrônicos -

1ª Geração

Válvulas eletrônicas

Maiores problemas:

• velocidade

• temperatura

• ENIAC – Electronic Numerical Integrator And Computer.

• Considerado o primeiro computador eletrônico.

• Objetivo: calcular a trajetória de mísseis com uma precisão maior (mas só ficou pronto meses após a guerra).

• Permitia números de 10 dígitos decimais.

• 300 multiplicações ou 5000 somas por segundo.

• 17486 válvulas; alguma sempre queimava quase que diariamente.

• Programação era muito difícil.

• Programas codificados manualmente em “hardware” por meio de conexões semelhantes àquelas que as telefonistas utilizavam antigamente.

• 6000 comutadores manuais e centenas de cabos usados na programação

• Memória de dados separada do controle e do programa.

• Controle formado por circuitos eletro-eletrônicos.

Programa

Controlador

CPU Memória

Entrada Saída

ENIAC - arquitetura

• Matemático húngaro que desenvolveu modelos de computação que levou à arquitetura do computador moderno.

• O programa deve ser guardado no mesmo lugar que os dados: na memória.

John Von Neumann

Programa

Controlador

Entrada SaídaMemória

Década de 50

Arquitetura de John Von Neumann

Programa

Controlador

Década de 50

Hoje temos memória RAM, ROM, etc.

Programa

Controlador

Década de 50

Hoje temos memória RAM, ROM, etc.

Originou o Sistema Operacional

Década de 50

2ª Geração

Transistores

Ganhos em:

• velocidade

• tamanho

• custo

• 1953: IBM vende 15 máquinas baseadas na arquitetura de Von Neumann.

• Memória magnética

(magnetic core memory).

Década de 50

Anos 50

Década de 60

3ª Geração

Circuitos integrados

(chips)

• maior compactação

• redução de custo

• grande salto de velocidade: (ordem de microsegundos)

• Computação limitada a

poucos computadores de

grande porte

Década de 60

Anos 60

Década de 70 até hoje

4ª Geração

Otimização da tecnologia já existente

• Velocidade: ordem de nanossegundos

• Crescimento segundo a lei de Moore (na época presidente da Intel):

– O poder de processamento

dobra a cada 18 meses.

• Indo contra o modelo centralizador da IBM, jovens computeiros exigem a democratização da informática.

• Revista esquerdista da

Universidade da Califórnia em

Berkeley People's Computer

Company defende a criação

de computadores pessoais e

de cooperativas de

informação.

Década de 70

Movimento PC

• Steve Jobs cria a Apple por volta de 1975; investe lucros do Apple II em shows de rock (1982).

Década de 70

• Nasce a MicroSoft.

• Governo da Califórnia

apóia a microinformática.

Década de 70

Microsoft

Década de 80

Anos 80

IBM lança o PC

Apple lança o Macintosh

• Xerox inventa e Apple comercializa interface baseada em janelas.

• Microsoft cresce

comercializando o sistema

operacional MS-DOS para IBM-

– Versão simplificada do CPM (Intel)

que, por sua vez, era uma versão

simplificada do sistema UNIX.

Década de 80

Anos 80

• Algumas empresas escondem código fonte

• Começa o movimento do software livre:

– Richard Stallman – projeto

GNU – GNU's Not Unix:

• Emacs;

• GCC;

• GDB.

Década de 80

Anos 80

Como foram os anos 90?

Década de 90

Anos 90

• Construída nos

anos 1990 pelo

governo inglês, e

funciona!

Década de 90

Máquina analítica de

Charles Babbage

• Microsoft pega carona na explosão de vendas de PCs, utiliza técnicas de marketing agressivas e estabelece quase que o monopólio em certas áreas:

– Sistema operacional para PCs;

– Editor de textos;

– Planilha eletrônica;

– Editor de Apresentações; etc.

Década de 90

Anos 90

• Intensifica-se o movimento por software livre.

• Nasce o Linux e uma nova

forma de desenvolvimento

de software baseada em

comunidades distribuídas

através da internet

Década de 90

Anos 90

• No final da década, governo americano percebe o perigo que a Microsoft representa e inicia batalha judicial contra a empresa.

• Em 2002, depois da eleição

de George W. Bush, governo

termina o processo judicial

com sanções mínimas à

empresa.

Década de 90

Anos 90

Como está hoje ?

Hoje...

• Computadores de mão.

• Sistemas embutidos.

Como está hoje?

Hoje...

• Grid Computing.

• Computação Ubíqua.

Como está hoje?

Hoje...

Há quem tenha medo...

Paralela à evolução do hardware

Evolução do software

• Só poderia ser programada com a troca física de engrenagens.

Máquina de Babbage

• Programação era feita

mudando chaves e trocando

a posição de cabos.

• Grace Hooper cria o primeiro

compilador, A0, programa que

transforma comandos para zeros e

uns e vice-versa.

Primeiro compilador – A0

• FORTRAN (Formula Translating) desenvolida por John Backus, da IBM.

• Eficaz para manipulação numérica

Primeira linguagem de alto nível

• ALGOL 58 (Algorithmic Language).

• Origem da maioria das linguagens modernas

• Primeira linguagem estruturada.

Padrão universal de linguagem

• Criado por John McCarthy do MIT

• Inicialmente projetada para uso em inteligência artificial.

• Ainda usada: Stallman

desenvolveu Emacs com LISP.

LISP (List Processing)

• FORTRAN era eficaz para

manipulação de números; não

para entrada e saída

• Foi criada a linguagem COBOL

(Common Business Oriented

Language).

• 1964, criação do Basic

(Beginners All-purpose Symbolic

Instruction Code).

• 1965, criação de uma linguagem

específica para a simulação

(SIMULA-1) por Ole-Johan Dahl e

Kristen Nygaard.

Considerada a precursora

das linguagens orientadas a

objetos.

• 1966, criação da linguagem Logo

para desenhos gráficos (a

linguagem da tartaruga).

1964 - 1966

• 1967, Simula-67, uma linguagem de uso geral incluindo todos os conceitos de orientação à objetos.

• 1968, criação da linguagem Pascal

por Niklaus Wirth.

Principal interesse: linguagem

para ensino.

Combinou as melhores

características do COBOL,

FORTRAN e ALGOL.

1967 - 1968

• 1970, PROLOG, linguagem para programação lógica, usada em inteligência artificial.

• 1972, criação da linguagem C

(Denis Ritchie).

Criada para o desenvolvimento do

sistema operacional UNIX.

Supriu as deficiências da linguagem

Pascal; teve sucesso quase que

imediato.

1970 - 1972

• 1972, linguagem Smalltalk(desenvolvida por Alan Kay, da Xerox), OO ganha força.

• 1983, criadas extensões da

linguagem C incluindo

características OO: C++ e

Objective-C.

1972 - 1983

• 1987, linguagens baseadas em

scripts, e.g., Perl, desenvolvida

por Larry Wall. Ferramentas de

UNIX como sed e awk não eram

suficientes.

• 1994, Java é divulgada como a

linguagem para a Internet.

• 2000, C# (Microsoft),

combinando idéias de Java e

1987-2000

• Kon, F.; Goldman, A. E Silva e Silva, P. J. Introdução à Ciência da Computação com Java e Orientação a Objetos, IME-USP, 2004.

• Wikipedia: http://en.wikipedia.org (Inglês);

http://pt.wikipedia.org (Português).

• Sítio IME sobre História do Computador:

http://www.ime.usp.br/~macmulti/historico.

• Lista de agraciados com o prêmio Turing:

http://www.acm.org/awards/taward.html.

• www.youtube.com

Referências

• http://www.youtube.com/watch?v=F3qWg1JBPZg – História da Computação

• http://www.youtube.com/watch?v=6X2B8Z_DCo0 – Eniac

• http://www.youtube.com/watch?v=XGCs3Q9Friw – Alan Turing

• http://www.youtube.com/watch?v=v1on9D3Fkus – Alan Turing e o computador

• http://www.youtube.com/watch?v=YXg1WN0K2BI – Arquitetura de von Newman

• http://www.youtube.com/watch?v=pgwg56Qj3Aw – História da Computação

• http://www.youtube.com/watch?v=7Olg28e9MHg – Resumo da história do computador

• http://www.youtube.com/watch?v=yuljS6vxpNo – Evolução da informática

• http://www.youtube.com/watch?v=thojStYMQqY – Como funciona o computador

• http://www.youtube.com/watch?v=rxrMv4R0TbU – Componentes da CPU

• http://www.youtube.com/watch?v=AD2XsOSpj_8 – Comercial Steven Jobs 1984

• http://www.youtube.com/watch?v=igQpCococwQ – IBM PC 1984

• http://www.youtube.com/watch?v=NVtxEA7AEHg – Evento Apple – Steven Jobs e Bill Gates

• http://www.youtube.com/watch?v=flIfs1g2nSY – Piratas Vale Silício

• http://www.youtube.com/watch?v=F3qWg1JBPZg&NR=1 - história do computador em minutos

• http://www.youtube.com/watch?v=tHDzkIy7PZQ&NR=1 - história da informática

• http://www.youtube.com/watch?v=QXcAl9K6uyM&NR=1 - Evolução do computador

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