Apresentação do PowerPoint - DCA

Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia de Computação e
Automação
Introdução à Computação
DCA0800 - Algoritmos e Lógica de Programação
Heitor Medeiros
1
Informática x Computação
• Computação:
– Ação ou efeito de COMPUTAR.
• Informática:
Informação + Automática
– Tratamento automático e racional da informação.
– Compreende a coleta, armazenamento e processamento
da informação de forma automática, ou melhor, um
processo sem a intervenção direta do homem.
2
Computar
• Computar é sinônimo de calcular.
– Processar uma saída a partir de entrada(s).
• Por que calcular?
– A capacidade do ser humano em realizar cálculos
surgiu com sua habilidade de se comunicar com mais
precisão.
– O ser humano apresentou a necessidade em realizar
cálculos para controlar e proteger suas atividades.
• Contar rebanhos, trocar moedas, etc...
3
Surgimento de máquinas
de computar
Segunda
geração
Terceira
geração
Quarta
geração
Primeira
geração
Geração
zero
4
Surgimento das primeiras máquinas
de computar – Geração Zero
• Com o tempo os cálculos tornaram-se mais
complexos e surgiu a necessidade de construir
instrumentos que auxiliassem nos cálculos.
Ábacos.
Régua de cálculo
https://www.youtube.com/watch?v=UN6NooC-288
5
Geração Zero:
Máquina de Pascal
• Pascaline: máquina criada em 1642 pelo filósofo,
físico e matemático Blaise Pascal para realizar
adição com auxílio de engrenagens.
Pascaline
6
Geração zero:
tear de Jacquard
• Em 1801, o costureiro Jacquard criou uma
máquina automática puramente mecânica
com o objetivo de recortar os tecidos de
forma automática.
• Tear de Jacquard era uma máquina de tear
programável baseadas em padrões definidos
por cartões perfurados.
Cartões perfurados
Tear de Jacquard
7
Geração zero:
Máquina de Babbage
• Em 1822, Charles Babbage começou a projetar
uma máquina a vapor programável, a máquina
de diferenças.
• Utilizando o conceito de cartões perfurados,
Babbage pensou em generalizar o conceito de
sua máquina de diferenças para realizar qualquer
tipo de cálculo, gerando assim a máquina
analítica.
8
Geração zero:
Máquina de Babbage
• A máquina analítica era alimentada por cartões
perfuradas contendo instruções e dados
necessários para o processamento da máquina.
9
Geração zero: Criação da
lógica moderna
• O matemático George Boole desenvolveu, em 1847, um
sistema lógico que reduzia a representação de valores
através de dois algarismos: 0 ou 1.
01
0 1 2 3
4 5 6
7 8 9
Antes de Boole
0 1 2 3
4 5 6
7 8 9
Boole
Depois de Boole
10
Geração zero:
Lógica de Boole
• Boole definiu um novo conjunto de representação
numérica, formado pelos símbolos “0” e “1”. O símbolo
“1” representa algo ligado, existente ou verdadeiro. E o
símbolo “0” representa o inverso, algo desligado,
inexistente ou falso.
Ex.: Luz ligada = 1;
Luz desligada = 0;
Dado verdadeiro = 1;
Dado falso = 0;
• A lógica de boole foi utilizada para construir os primeiros
computadores eletrônicos e continua sendo utilizada no
projeto de circuitos digitais..
11
Primeiros computadores
eletrônicos
• Com o passar do tempo os componentes eletrônicos
foram incluídos na construção dos computadores,
junto a lógica booleana.
• A construção desses computadores modernos
(baseados na lógica de boole) foi bastante
incentivada com a segunda guerra mundial, já que as
máquinas estavam se tornando mais úteis em tarefas
de desencriptação de mensagens inimigas e criação
de novas armas mais inteligentes.
12
Primeira geração (1946 – 1959):
Máquinas eletromecânicas –
Utilização de relés e válvulas
13
Primeira geração
• Os computadores foram projetados baseados na
utilização de relés e válvulas eletrônicas.
• Vantagens em relação às máquinas mecânicas:
– Maior velocidade e capacidade de processamento.
– Menor erro de cálculo.
– Menor tempo de manutenção.
• Desvantagens em relação às maq. mecânicas:
– Manutenção com maior frequência.
– Custo elevado.
14
Primeira geração: Relés e Válvulas
• Relé: é um dispositivo que, se excitado por uma
corrente elétrica, é capaz de fechar um contato,
servindo assim como uma chave liga/desliga.
• Válvula: é um dispositivo puramente eletrônico que,
como o relé, funciona como uma chave, porém com
velocidade bem maior.
15
Primeira geração:
Mark1 e Colossus
• Dentre os projetos desenvolvidos na época da segunda guerra,
dois computadores tornaram-se famosos pelo desempenho.
 Nos Estados Unidos, destaca-se o computador Harvard Mark-1
(1944).
 Computador totalmente automático.
 Cerca de 5 toneladas.
 Realizava uma multiplicação de 3 a 5 segundos.
 Na Inglaterra, foi desenvolvido o computador Colossus para
decifrar códigos secretos alemães. Esse computador foi baseado
na máquina de Turing.
 O matemático Allan Turing definiu o conceito de máquina
universal de Turing, estabelecendo um dispositivo teórico capaz
de executar qualquer procedimento (algoritmo) descrito.
16
Primeira geração: ENIAC
• ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator) foi
desenvolvida pelos cientistas John Eckert e John Mauchly
no ano de 1946 e era a máquina mais rápida da época.
Máquina formada por:
 18.800 válvulas;
 6.000 comutadores;
 1.500 relés;
 50.000 resistências.
 Vídeo sobre o ENIAC
17
Segunda geração (1959 – 1964):
Substituição das válvulas
eletrônicas por transistores.
18
Segunda geração
• Os computadores substituíram os relés e válvulas
eletrônicos por transistores e os fios de ligação por
circuitos impressos.
• O transistor, inventado em 1947, é um dispositivo
semicondutor que tem seu funcionamento
equivalente a uma chave.
• Vantagens:
– Mais confiável
– Menor
– Mais rápido
19
Segunda geração
• O IBM 7030, também conhecido por Strech, foi o
primeiro supercomputador lançado na segunda geração,
desenvolvido pela IBM. Seu tamanho era bem reduzido
comparado com máquinas como o ENIAC, podendo
ocupar somente uma sala comum.
Parte do IBM 7030
20
Segunda geração
• As versões criadas pela IBM, mesmo apresentando
velocidades altas, custavam caro. A IBM então criou o
modelo 1401, mais barato e tão rápido quanto os outros
modelos. Essa versão foi destinada principalmente para
aplicações comerciais.
21
Terceira geração (1964 – 1970):
Evolução dos transistores.
22
Terceira geração
• Com a evolução do transistor surgiu o circuito integrado
em 1958, permitindo que vários transistores sejam
interligados em uma placa para executar funções lógicas
simples e complexas.
• Através dos circuitos integrados as máquinas se tornaram
mais velozes com mais funcionalidades.
23
Terceira geração:
IBM linha 360
• A IBM foi a pioneira na utilização de circuitos
integrados através da linha 360.
• Um dos principais exemplos dessa geração foi o
computador IBM 360/91, lançado em 1967.
• Características do IBM 360/91:
– Primeiro computador de propósito geral, servindo
para atividades científicas ou comerciais.
– Trabalhava com dispositivos de entrada e saída
modernos para a época, como discos e fitas.
– Permitia também realizar impressão em papel dos
resultados.
24
Terceira geração:
IBM 360/91
25
Quarta geração (a partir de 1970):
Microprocessadores.
26
Quarta geração
• A quarta geração é marcada pelo surgimento dos
microprocessadores.
• Um microprocessador é um circuito integrador,
ou melhor, um dispositivo eletrônico encapsulado
em um chip, que é composto por três unidades:
– Unidade de controle.
– Unidade de processamento lógico e aritmético.
– Unidade de memória interna.
27
Quarta geração:
tecnologia VLSI
• Tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration):
– Permitiu que milhões de transistores pudessem
ser encapsulados em um único chip.
28
Quarta geração
• Intel 4004 (1971): o primeiro microprocessador
comercial.
– 2,3 mil transistores.
– Processador de 4 bits.
– Velocidade de processamento: 720 kHz.
• Intel 8008 (1972):
– 29 mil transistores.
– Processador de 8 bits.
29
Quarta geração:
primeiro microcomputador
• Com
o
desempenho
alcançado
pelo
microprocessador Intel 8008, em 1975 foi
lançado o primeiro microcomputador, o Altair
8800.
30
Quarta geração
• Devido a popularização do Altair, o programador Bill
Gates criou uma linguagem de programação,
chamada de Altair Basic, baseada no Altair 8800.
• O Altair não apresentava facilidade de utilização para
os usuários, a única interface de saída eram luzes
que acendiam e apagavam.
• Em 1976, Steve Jobs lançou o Apple I, considerado o
primeiro microcomputador pessoal devido à
existência de um monitor gráfico para exibir as
informações do computador.
31
Quarta geração
• Em 1975, foi lançado o Apple II, que utilizada um
monitor gráfico, um teclado e uma unidade de
cassete para armazenar programas e dados.
32
Quarta geração
• Primeiros computadores com mouse e interface
gráfica dividida em pastas, menus e área de
trabalho: Lisa (1983) e Macintosh (1984).
• A partir dessas invenções, o mundo de criação de
processadores continuou crescendo.
8086
486
Celeron
Pentium
Intel
Core
K5
K6
K7
Athlon
Sempron
33
Futuro da computação?
34
Tópicos do futuro
• Internet da coisas: todas as coisas serão
interligados através da internet.
35
Tópicos do futuro
 Cidades inteligentes
36
Tópicos do futuro
• Smart grid: inteligência na rede de transmissão e
distribuição de energia.
37
Tópicos do futuro
• Computação
cognitiva:
sistemas que utilizam elementos da
inteligência
artificial
e
aprendizagem de máquinas para
aprender como humanos e tomar
suas próprias decisões.
http://www.valor.com.br/video/3971692731001/computacaocognitiva-a-proxima-fronteira-no-exercicio-da-tecnologia-dofuturo
38
Tópicos do futuro
• Nanotecnologia
39
Referências
• TecTudo, A história dos computadores e da computação.
Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/tecnologia-dainformacao/1697-a-historia-dos-computadores-e-dacomputacao.htm>. Acesso em 28 de agosto de 2015.
• Santos, Keyllys Eyglys Araujo dos. Algoritmos e Lógica de
Programação – Notas de aula. UFRN, Natal, 2013.
• Silva, Ivanovitch Medeiros Dantas da. Algoritmos e Lógica de
Programação – Notas de aula. UFRN, Natal, 2011.
40
Dúvidas?
Dúvidas por email:
[email protected]
41