Computador eletrônico:

Processador de dados com capacidade de aceitar informações e fornecer resoluções de problemas.

 

Divide-se em dois grupos:

Computadores Analógicos

Computadores Digitais

 

História dos Computadores

 

Para contar a história de qualquer coisa nós devemos primeiramente conhecer seu significado: para isso vamos recorrer ao velho e bom dicionário. O Houaiss, considerado o mais completo dicionário de Língua Portuguesa, tem duas definições para computador:

1. O que computa; calculador, calculista.

2. Máquina destinada ao processamento de dados; dispositivo capaz de obedecer a instruções que visam produzir certas transformações nos dados,com o objetivo de alcançar um fim determinado.

Vamos inicialmente pegar a primeira definição. É sabido que os humanos sempre tiveram a necessidade de calcular, seja para dividir os animais em grupos, definir os limites de suas terras ou repartir a comida. Usou-se os dedos, fez-se marcas na areia ou nas pedras, mas em um determinado momento esse tipo de técnica já não era mais suficiente para cálculos mais complexos.

 

Geração Zero:

 

2000 a.C. – O Ábaco
Há cerca de quatro mil anos (2000 a.C.), povos primitivos desenvolveram sistemas de cálculo e numeração mais poderosos do que os até então existentes, mas sem usar nenhum “aparelho” para isso. Por volta de quinhentos anos mais tarde, surgia o primeiro instrumento capaz de calcular com precisão e rapidez. Composto de varetas (pedaços de madeira dispostos paralelamente) e pequenas bolas, nascia o primeiro modelo de Ábaco conhecido. Todavia, somente muito tempo depois surgia um modelo mais evoluído e que é usado até hoje no oriente: o ábaco chinês. Existem diversos modelos de ábaco, como o russo ou o japonês, mas a versão chinesa tornou-se a mais conhecida mundialmente. O ábaco mostrou-se tão eficiente e simples de usar que nada melhor que ele surgiu até o século XVII.

 

1642 – A máquina de Pascal
O próximo passo no desenvolvimento de máquinas de calcular foi a invenção da primeira “engenhoca” capaz de somar ou diminuir números muito rapidamente. A Pascalina, como foi apelidada a primeira calculadora mecânica, foi criada quando Pascal tinha apenas dezoito anos. O modelo desenvolvido pelo jovem inventor consistia em uma caixa contendo rodas dentadas e engrenagens, que conforme se encaixavam, produziam os cálculos visados. O operador girava as rodas dentadas de modo que os números a serem somadao ficassem expostos no mostrador. Cada casa decimal era representada por uma roda diferente, isto é, uma era a unidade, outra a dezena, a seguinte a centena e assim por diante. Comercialmente, a Pascalina foi um fracasso pois não foram produzidas mais de cinqüenta unidades e seu preço era excessivamente alto.

 

Pascaline, máquina calculadora feita por Blaise Pascal

 

Pascaline, máquina calculadora feita por Blaise Pascal

1672 – A Calculadora de Leibniz
A Máquina de Pascal era boa, mas as operações mais complicadas e trabalhosas (multiplicação e divisão) ficavam de fora de seu círculo operacional. Como uma evolução da Pascalina, o alemão Gottfried Leibnitz, na ânsia de agilizar os intermináveis cálculos astronômicos (conhecidos por ele durante uma visita, em Paris, ao astrônomo Christian Huygens), se empenhou em aprimorar o modelo de Pascal. No ano seguinte à visita, Leibniz finalizava sua calculadora mecânica capaz de fazer facilmente cálculos envolvendo as quatro operações fundamentais e ainda extrair a raiz quadrada. O modelo era muito parecido com o de Pascal, mas com componentes extras que agilizavam os cálculos e se moviam dentro da máquina, otimizando os cálculos repetitivos.

1822 – A Máquina que “ficou no papel”
Charles Babbage era um matemático inglês que sempre buscou a precisão matemática até os limites da perfeição. Numa publicação científica do ano de 1822, Babbage escreveu sobre uma novíssima máquina capaz de calcular e imprimir longas tabelas científicas. A máquina que construiu, portanto, se empenhava em calcular funções (logarítmicas, trigonométricas, etc) sem o auxílio de um operador. Esse modelo ficou conhecido como Máquina de Diferenças. Após vários anos de trabalho, Babbage não conseguiu construir a máquina que ambicionava, ficando o protótipo muito abaixo do esperado pelo matemático. Babbage ainda construiu a menos conhecida Máquina Analítica.

 

Réplica (parte) do Calculador Diferencial criado por Charles Babbage

 

Réplica (parte) do Calculador Diferencial criado por Charles Babbage

Junto com Babbage, trabalhou a jovem Ada Augusta, filha do poeta Lord Byron, conhecida como Lady Lovelace e Ada Lovelace. Ada foi a primeira programadora da história, projetando e explicando, a pedido de Babbage, programas para a máquina inexistente. Ada inventou os conceitos de subrotina, uma seqüência de instruções que pode ser usada várias vezes, loop, uma instrução que permite a repetição de uma seqüência de cartões, e do salto condicional, que permite saltar algum cartão caso uma condição seja satisfeita.

1890 – Hollerith
Visando acelerar o imenso trabalho dispensado ao censo nos Estados Unidos, Hermann Hollerith, desenvolveu um equipamento que usava os mesmos cartões perfurados idealizados por Jacquard. Incentivado por John Shaw Billings (seu futuro sogro e funcionário do governo americano, que havia dito a ele que o sistema de tabulação usado no censo poderia ser feito usando cartões perfurados), Hollerith aperfeiçoou o modelo predecessor: o tear programável. A máquina de Hollerith venceu várias outras num concurso realizado no mesmo ano que foi construída e ganhou a concorrência, ficando responsável pelo censo americano.

Desta vez, cada cartão perfurado era dividido em zonas correspondentes ao sexo, idade, moradia, data de nascimento, raça, nacionalidade e demais dados interessantes à um censo. Depois de perfurados no lugar correspondente a determinada característica da pessoa, o cartão era levado até a máquina propriamente dita. Os cartões eram então pressionados por dezenas de pinos que procuravam passar pelos buracos do cartão, sendo que os pinos que atravessavam eram somente aqueles dos lugares previamente perfurados. Uma vez transpassado o cartão, os pinos mergulhavam em um recipiente de mercúrio, fechando um circuito e indicando sua posição. Esse sistema trabalhou de forma tão veloz que os resultados do censo saíram em um terço do tempo gasto usando métodos antigos.

O sucesso de Hollerith foi tanto que ele fundou, em 1896, a Tabulation Machine Company, empresa especializada em operar e fabricar as máquinas. A TMC veio a fundir-se com mais duas empresas formando a Computing Tabulation Recording Company. A mesma CTRC, anos depois da morte de Hollerith, mudava de nome nascia a mundialmente famosa IBM – Internacional Business Machine.

Os primeiros computadores de uso geral

Z1, computador eletro-mecânico construdo por Konrad Zuse

Z1, computador eletro-mecânico construído por Konrad Zuse

O primeiro computador eletro-mecânico foi construído por Konrad Zuse (19101995). Em 1936, esse engenheiro alemão construiu, a partir de relês que executavam os cálculos e dados lidos em fitas perfuradas, o Z1. Zuse tentou vender o computador ao governo alemão, que desprezou a oferta, já que não poderia auxiliar no esforço de guerra. Os projetos de Zuse ficariam parados durante a guerra, dando a chance aos americanos de desenvolver seus computadores.

Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores atuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard Mark I, projetado pelo professor Howard Aiken, com base no calculador analítico de Babbage. O Mark I ocupava 120m³ aproximadamente, conseguindo multiplicar dois números de dez dígitos em três segundos.

Simultaneamente, e em segredo, o Exército Americano desenvolvia um projeto semelhante, chefiado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, cujo resultado foi o primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC)[2], capaz de fazer quinhentas multiplicações por segundo. Tendo sido projetado para calcular trajetórias balísticas, o ENIAC foi mantido em segredo pelo governo americano até o final da guerra, quando foi anunciado ao mundo.

ENIAC, computador desenvolvido pelo Exército Americano

ENIAC, computador desenvolvido pelo Exército Americano

No ENIAC, o programa era feito rearranjando a fiação em um painel. Nesse ponto John von Neumann propôs a idéia que transformou os calculadores eletrônicos em “cérebros eletrônicos”: modelar a arquitetura do computador segundo o sistema nervoso central. Para isso, eles teriam que ter três características:

  1. Codificar as instruções de uma forma possível de ser armazenada na memória do computador. Von Neumann sugeriu que fossem usados uns e zeros.
  2. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e qualquer informação necessária a execução da tarefa, e
  3. Quando processar o programa, buscar as instruções diretamente na memória, ao invés de lerem um novo cartão perfurado a cada passo.

Visão simplificada da arquitetura de Von Neumann

Visão simplificada da arquitetura de Von Neumann

Este é o conceito de programa armazenado, cujas principais vantagens são: rapidez, versatilidade e automodificação. Assim, o computador programável que conhecemos hoje, onde o programa e os dados estão armazenados na memória ficou conhecido como Arquitetura de von Neumann.

Para divulgar essa idéia, von Neumann publicou sozinho um artigo. Eckert e Mauchy não ficaram muito contentes com isso, pois teriam discutido muitas vezes com ele. O projeto ENIAC acabou se dissolvendo em uma chuva de processos, mas já estava criado o computador moderno.

Arquitetura de hardware

01- Monitor 02- Placa-Mãe 03- Processador 04- Memória RAM 05- Placas de Rede, Som, Vdeo, Fax... 06- Fonte de Energia 07- Leitor de CDs e/ou DVDs 08- Disco Rgido (HD) 09- Mouse (ou Rato) 10- Teclado

LEGENDA: 01- Monitor 02- Placa-Mãe 03- Processador 04- Memória RAM 05- Placas de Rede, Som, Vídeo, Fax… 06- Fonte de Energia 07- Leitor de CDs e/ou DVDs 08- Disco Rígido (HD) 09- Mouse (ou Rato) 10- Teclado

Mesmo que a tecnologia utilizada nos computadores digitais tenha mudado dramaticamente desde os primeiros computadores da década de 1940 (veja história do hardware), quase todos os computadores atuais ainda utilizam a arquitetura de von Neumann proposta por John von Neumann.

Seguindo a arquitetura, os computadores possuem quatro sessões principais, a unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, a memória e os dispositivos de entrada e saída. Essas partes são interconectadas por barramentos. A unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, os registradores e a parte básica de entrada e saída são conhecidos como a CPU.