Avanço da Ciência e os Produtos Tecnológicos

Avanço da Ciência e os
Produtos Tecnológicos
Eletrônica é o campo da ciência e
da engenharia que trata dos
dispositivos eletrônicos e de sua
utilização. É a parte da física que
estuda e utiliza as variações de
grandezas elétricas para captar,
transmitir e processar informações.
Trata dos circuitos elétricos e instrumentos constituídos por
válvulas termiônicas, dispositivos semicondutores (tais como
transistores, termistores e circuitos integrados), tubos de raios
catódicos(Crt) e outros componentes, entre os quais aqueles
baseados no efeito fotoelétrico (células fotoelétricas, válvulas
fotomultiplicadoras, etc..).
Válvula eletrônica ou termiônica
Válvula termiônica ou Válvula Eletrônica é um
dispositivo eletrônico formado por um invólucro de
vidro de alto vácuo chamada ampola contendo vários
elementos metálicos.
Os elementos metálicos internos são, o filamento, cuja
função é o aquecimento do cátodo para a emissão de
elétrons, o cátodo, emissor de elétrons, a placa, ou
ânodo, receptor de elétrons, a grade de controle, que,
dependendo de sua polarização, aumenta ou diminui o
fluxo eletrônico do cátodo ao ânodo, além de outras
grades que podem formar as válvulas tríodos, pêntodos,
etc.
A função de uma válvula é armazenar e estabilizar a
corrente elétrica em circuitos.
O cátodo é o eletrodo mais negativo de um componente, de
onde partem os elétrons em direção ao Ânodo (ou "placa").
Nas válvulas, o cátodo pode ficar encoberto pela placa, em
outros casos é o eletrodo mais notável por ser justamente
aquele que trabalha incandescente.
O funcionamento do díodo termiônico é bem simples, ao
ligarmos uma bateria e um miliamperímetro em série, sendo o
pólo positivo à placa e o pólo negativo ao cátodo, este sendo
aquecido a determinada temperatura e a partir de uma certa
tensão elétrica aplicada ao sistema, começará fluir uma corrente
elétrica constante entre cátodo e placa (ânodo), não importando a
oscilação da tensão, a intensidade de corrente será sempre a
mesma, a este fenômeno se deu o nome de Efeito Édison.
- 1879 Thomas Alva Edison inicia a Lâmpada - Técnica.
- 1904 John Ambrosi Flemming – desenvolve a válvula diodo.
- 1907 Lee De Forest – desenvolve a válvula triodo.
- Milhares de válvulas de diversos tipos e para variados fins foram criadas
até serem substituídas pelos semi-condutores.
MARK I - 1944
- Realizava as quatro operações.
- Funções logarítmicas, trigonométricas
- Totalmente eletromecânico.
- Cada multiplicação em 5 segundos.
- Possuía 3000 engrenagens (10 dentes)
800 km de fios elétricos.
1400 comutadores.
17 metros de comprimento.
2,5 metros de altura.
ENIAC - 1946
- Realizava 5000 somas/segundo.
- Realizava 50 multiplicações/segundo.
- Possuía 18800 válvulas.
6000 comutadores.
10000 condensadores.
1500 relés.
50000 resistências.
72 metros quadrados.
30 toneladas.
Imaginem trocar uma válvula queimada.
EDVAC - 1947
- Realizava 1.300 somas e 100
multiplicações de números de dez
dígitos/segundo.
- Possuía: Lâmpadas de Mercúrio
excitadas para memória
gerando pulsos 0 e 1.
- Possuía: 6.000 tubos de vácuo
12.000 diodos
56 kilowatts de
potência.
45,5 m²
7850 kg.
- Capacidade de 1000 palavras que,
com unidades atuais equivale a 5.5
kilobytes
UNIVAC - 1951
- Possuía 5.200 válvulas
- Tinha massa de 13 toneladas
Consumia 125 kW
- 1905 operações/s, clock de 2.25MHz
- 35 m² de espaço no piso.
- Memória de 1000 palavras, armazenada
no delay line memory, construído com
mercúrio e cristais piezoelétricos.
- A entrada e saída de informações eram
realizadas por uma fita metálica de 1/2
polegada de largura e 400 m de
comprimento.
-Normalmente acompanhados de um
dispositivo impressor chamado
Uniprinter, que, sozinho, consumia
14kW.
IBM 650 - 1954
- Realizava 5000 somas/segundo.
- Realizava 50 multiplicações/segundo.
- Possuía: (1,5x0,9x1,8)m de dimensões.
892 kg de massa.
- Potência Elétrica de 22 KVA
- Memória de tambor organizada em
palavras de 10 dígitos decimais com
sinal.
- A memória base tinha uma capacidade
de 2.000 palavras.
- O painel era um "verdadeiro" ábaco
eletrônico.
Geração 2 - Computadores
Transistorizados (1956-1965)
Principais marcos
Evolução da tecnologia
Transístores
TRADIC
IBM 1401
Características
IBM TX-0
PDP-1
evolução das soluções de
equipamento
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evolução da programação
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Geração 2 - Computadores
Transistorizados (1956-1965)
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Em 1952 surgiu um novo componente que
apresentava inúmeras vantagens em relação às
antigas válvulas, este tinha características como
menor aquecimento, maior poder de cálculo e
confiabilidade e um consumo de energia bem
menor, com o adicional de que não necessitava
de tempo para aquecer.
A Bell Laboratories inventava o transistor.
Os cálculos passaram a ser medidos de
milisegundos para microssegundos.
Transistor
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Com apenas 1/200 do tamanho de uma
das primeiras válvulas e consumindo
menos de 1/100 da energia, o transístor
viu o seu uso generalizado nos
computadores por volta de 1960.
O transistor de silício e germânio foi
inventado em 1947.
Serve para amplificar sinais elétricos ou
interromper correntes.
A função básica do transístor num
computador é o de um interruptor
eletrônico para executar operações
lógicas.
TRADIC (1954)
Primeiro computador totalmente
transistorizado.
Anunciado pelos laboratórios
AT&T Bell e criado para a
Força Aérea Americana.
Possuía: 800 transistores ao
invés dos antigos tubos de
vácuo, o que permitia
trabalhar com menos de 100
Watts de consumo de
energia.
Com os transistores, os
computadores tornaram-se
mais rápidos leves e
econômicos.
IBM 1401 - 1959
- Totalmente transistorizado.
- Possuía: 1,5 m X 1m
- Memória: 4.096 bytes com um ciclo de
memória de 12 microsegundos (toros
de ferrite (óxido de ferro))
- 6 bit era possível codificar 64 estados
diferentes o que era suficiente para a
codificação dos 10 algarismos, 26 letras
do alfabeto anglo-saxónico, o espaço e
27 símbolos.
- Derivado dos cartões perfurados.
- Os primeiros computadores
desenvolvidos na segunda geração
foram para a indústria da energia
atômica
PDP 1 - 1960
- Possuía 4K 18-bit palavras e
correu em 0,2 MIPS.
- Tinha uma máquina de
escrever como um
dispositivo de saída, que
inspirou a criação de
programas de edição de
texto, como o TECO , o
programa de processamento
de primeira palavra.
- Alunos utilizavam o
computador para jogar Ratono-Labirinto e Spacewar
utilizando o auxílio de uma
caneta óptica e um joystick.
Geração 3 – Circuitos Integrados
(1966-1980)
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Introdução do circuitos integrados (transistores,
resistores, diodos e outras variações de
componentes eletrônicos miniaturizados e montados
sobre um único chip) aos computadores.
Os custo de produção de um computador
começavam a cair, atingindo uma faixa de mercado
que abrangia empresas de médio porte, centros de
pesquisa e universidades menores.
Nesta fase surgem também conceitos como memória
virtual, multiprogramação, sistemas operacionais
complexos, desenvolvimento de software,
programação em assembly e conceito de
compatibilidade.
Circuitos Integrados
1965 – 1975
- Tecnologia:
- Circuitos de larga escala (LSI - 1000
transistores por "chip")
- Larguíssima escala (VLSI - 100.000
transistores por "chip")
- Todas as memórias passam a ser
semicondutoras.
- Micro-processadores
- Processamento Vetorial:
- 800 milhões de operações/s
- trabalhava com 64 algarismos
binários.
- Periféricos: 1973 - invenção do floppy
disk (disco flexível).
- 1972 – processador INTEL com 3500 transistores com 10um.
- 1982 - processador 134000 transistores com 1,5um.
- 2002 – Pentium 4 55 milhões de transistores com 130 nm.
O Intel, o primeiro
microprocessador, 1970.
Os microprocessadores
Intel 386 e 486.
Microprocessadores
1971 – 1981
- Multi-tarefas;
- Trabalhava com uma frequência de 6 á
8 MHz, mais tarde de 20MHz;
- Invenção da teleinformática (rede);
- 286 utilizando slots ISA de 16 bits e
memórias de 30 pinos
- 386, ainda usando memórias de 30
pinos mas com maior velocidade de
processamento (Windows 3.11)
- placas VGA e suporte a 256 cores
- 486 DX: com memórias de 72 pinos e
slots PCI de 32 bits (o dobro da
velocidade dos slots ISA);
5ª Geração - 1990 – ...
- circuitos de muito maior escala
(VLSI - very large scale integration)
- num só chip são integrados mais de
10 mil componentes
- sistemas operativos Windows e Linux
- Supercomputadores
- Automação de escritórios
- Automação comercial e industrial
- CAD/CAM e CAE
- Robótica
- Imagem virtual
- Multimídia
- Era on-line (comunicação através da
Internet)
6ª Geração - 2000 – …
Nanotecnologia
http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_nano.htm
v
Evolução dos Dispositivos de Armazenamento
Cartão Perfurado
Fita Perfurada
Tambor
Magnético
Disquete
Disco
Magnético
Fita
Magnética
CDS
Pendrive