Aula 9 - 24/09/2007 1

Informática I

Aula 9

http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/

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Ementa• Noções Básicas de Computação (Hardware, Software e Internet) • HTML e Páginas Web • Internet e a Web• Javascript e páginas dinâmicas • Números e expressões em Javascript • Formulários em HTML• Histórico dos Computadores• Abstração e Funções • Algoritmos e linguagens de programação • Programação orientada a eventos • Ciência da computação como disciplina • Execução condicional • Representação de dados • Computação e sociedade

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Histórico dos Computadores

Objetivo: entender como foi a descoberta do computador e a sua

evolução no decorrer do tempo

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Ancestrais do Computador

• Ábaco– É um instrumento digital de cálculo, feito de

contas que deslizam em arames. – Inventado na Babilônia, hoje Iraque, por volta de 2400 A.C.– Também usado na antigüidade pelos chineses, romanos, gregos e

astecas. O soroban - ábaco japonês - é utilizado até hoje na Ásia.– Inicialmente era usado para registrar valores, somar e subtrair.– Posteriormente, foram inventados métodos para multiplicação,

divisão, extração de raízes e representação de números decimais.– O ábaco em si é um “hardware”, os procedimentos padrão para

realizar cada operação são o “software”. – A entrada de dados é feita através do posicionamento das contas

e a saída é feita através da leitura da posição final das contas.

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Ancestrais do Computador

• Régua de cálculo– É um instrumento analógico

de cálculo, baseado no uso de escalas logarítmicas em réguas, sendo normalmente duas fixas e uma que desliza.

– Inventada em 1621 pelo matemático inglês William Outgred, a régua de cálculo continuou sendo usada por cientistas e engenheiros até a década de 1970.

– Inicialmente usada para multiplicar e dividir, mais tarde foram inventadas réguas para exponenciação, cálculo de logaritmos, extração de raízes e operações trigonométricas.

– A régua é em si é um “hardware”, os procedimentos padrão para realizar cada operação são o “software”.

– A entrada de dados é feita através do posicionamento das réguas e a saída é feita através da leitura da régua.

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Gerações de Computadores

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• O século XVII foi um período de grande avanço científico (iluminismo).– Galileo, Kepler, Fermat, Leibniz, Boyle e

Newton criaram os fundamentos da ciência moderna através da definição de um método de investigação científica.

– Devido ao aumento de interesse em ciência e matemática e ao desenvolvimento da mecânica, as primeiras calculadoras mecânicas foram inventadas.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• Em 1623, Wilhelm Schikard projetou e construiu a primeira máquina de calcular mecânica.– Ela somava e subtraía números de até 6 digitos,

através de um sistema de rodas dentadas. – A máquina foi perdida e só redescoberta em 1935.

• Em 1642, Blaise Pascal projetou uma máquina de calcular também baseada em rodas dentadas. – Ela somava e subtraia números de até 8 digitos.– Foram construídas 50 dessas máquinas.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• Em 1672, Leibniz expandiu o projeto de Pascal para construir uma calculadora mecânica que somava e multiplicava.

• Inicialmente, a produção de calculadoras mecânicas era difícil por problemas de precisão na manufatura das peças.

• Somente no século XIX, foi possível a produção em massa de tal forma que as calculadoras começaram a ser usadas no comércio e em laboratórios.– Em 1820, Charles Thomas de Comar idealiza e vende mais de

1500 unidades da Arithmometer, uma versão da calculadora de Leibniz.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• A primeira máquina programável não foi uma calculadora e sim um tear.– Em 1801, Joseph Marie Jacquard

inventou um sistema de controle de máquinas de tecelagem baseado em cartões perfurados.

– A capacidade de se mudar o padrão do tecido através de um código nos cartões faz esses teares serem considerados máquinas programáveis.

– Cartões perfurados são um dispositivo de entrada de dados, que mais tarde foram usados em computadores.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• A máquina diferencial– Em 1822, Charles Babbage

anuncia uma máquina capaz de computar valores de funções polinomiais, através do método de diferenças de Newton.

– A máquina não chegou a funcionar de forma satisfatória por causa de problemas nas engrenagens. Em 1991, ela foi reconstruída e funcionou perfeitamente.

– Babbage também projetou a máquina analítica, o primeiro projeto de um computador de propósito geral, que usava cartões perfurados para armazenar os dados de entrada e o programa. Ada Lovelace chegou a escrever programas para essa máquina e hoje é considerada a primeira programadora.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• Em 1880, Hermann Hollerith, baseado nas idéias de Babbage e Jacquard, constrói uma máquina de tabulação, que é usada no censo norte-americano de 1890.

• Usava cartões perfurados como entrada e saída.– Cada perfuração correspondia a alguma

informação como idade, sexo e cidade.– Os programadores escolhiam uma

combinação de características e a máquina separava e contava os cartões.

• Em 1896, Hollerith funda a Tabulating Machine Company, que mais tarde se transforma na IBM depois de sua associação com Watson.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• Na década de 1930 foi inventado o relay eletromagnético.– É uma chave mecânica que controla a

passagem de eletricidade por um fio.– É formado por um imã ligado a um

braço de metal.– Quando a corrente é aplicada ao fio de

controle, o campo magnético do imã atrai o braço de metal, de tal forma que corrente possa passar pelo relay.

• Através da combinação de relays é possível implementar uma lógica complexa.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• O engenheiro alemão Konrad Zuse construiu o primeiro computador baseado em relays no fim da década de 1930.– Porém seu trabalho foi destruído no final da Segunda

Guerra e não influenciou outros.

• No mesmo período John Atanasoff (Iowa State University) e George Stibitz (Bell Labs) independentemente projetaram e construíram computadores baseados em relays.

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Geração 0: Computadores Mecânicos (1642-1945)

• Em 1940, Howard Aiken (Harvard) contruiu o computador Mark I se baseando nos projetos de Babbage, mas utilizando relays.

• O Mark I era 100 vezes mais rápido do que outros computadores da época.

• Características do Mark I:– Podia executar uma sequência de operações matemáticas.– Podia guardar 72 números na memória.– Tempo de execução:

• Adição: 0.1 segundos• Multiplicação: 6 segundos• Divisão: 12 segundos

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Gerações de Computadores

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Geração 1: Válvulas a vácuo (1945-1954)

• Apesar de serem mais rápidos do que engrenagem, os relays ainda fechavam e abriam mecanicamente.– Logo a velocidade ficava limitada pela inércia.

• Os relays também quebravam facilmente.– O primeiro “bug” de um computador foi causado por

uma mariposa que ficou presa em um relay do Mark II.

• Durante a década de 1940, os relays foram substituídos por válvulas a vácuo.– Tubos em que elétrons podem se mover livremente

sem a interferência de moléculas de gás.– Quando corrente é aplicada ao filamento, os elétrons

formam uma ponte que permite a passagem de eletricidade.

– Tem a mesma funcionalidade que os relays, mas são 1000 vezes mais rápidos.