Introdução à Informática Prof. Roberto Cabral de Mello Borges Instituto de Informática - UFRGS

1. Introdução à Informática Prof.Roberto Cabral de Mello Borges Instituto de Informática - UFRGS 2013 Parte 1

2. Introdução à Informática • Breve Histórico • Estrutura Interna do Computador • Unidade Central de Processamento • Memórias • Meios e Dispositivos de Entrada e Saída • Microcomputadores • Organização das Informações no Computador • Redes de Computadores • Software • Sistemas Operacionais • Linguagens de Programação • Aplicativos

3. Histórico • 1642 - Blaise PASCAL: 1ª máquina de somar • 1801 - Joseph Marie JACQUARD: 1ª máquina de tecelagem controlada por cartões de couro perfurados. • 1812 - Charles BABBAGE: 1ª máquina de calcular de 4 operações. • 1880 - censo EUA: 7,5 anos • 1890 - censo EUA: estimativa --> 11 anos apuração --> 2,5 anos • 1896 - Hermann HOLLERITH: Tabulating Machine Company. • 1911 - Computing-Tabulating Recording Company. • 1924 - International Business Machines (IBM). • 1927 - Sperry Rand Corporation. • 1946 - ENIAC: 1º computador eletrônico à válvula

4. Ábaco - 2600 a.C. Primeiro dispositivo manual de cálculo representando os números no sistema decimal Japonês Chinês

5. Ábaco Especial

6. Estruturas de Napier - 1550 John Napier idealizou um dispositivo baseado em bastões com números, capazes de multiplicar e dividir

7. Régua de Cálculo - 1650 • Criada pelo atrônomo inglês Edmund Gunter, implementada pelo Reverendo William Oughtred e aperfeiçoada pelo Prof. de Geometria Amédée Mannheim, em 1850 (França) • Possui uma régua deslizante sobre uma base fixa, com escalas logarítmicas para a realização de diversas operações • Utilizada até a década de 70 Oughtred

8. Régua de Cálculo • Exemplo • 1,3 x 2 = 2,6 1,3 2,6

9. Máquina Aritmética de Pascal - 1642

10. Máquina para multiplicar - 1623 • Idealizada por Wilhelm Schickard • Realizava operações de multiplicação, através de rodas dentadas. • Multiplicação realizada através de somas sucessivas

11. Máquina arimética de Morland - 1666 • Samuel Morland (Inglaterra) • Máquina mecânica • operações de soma e subtração • Em 1672 publicou “The Description and Use of Two Arithmetic Instruments”, que descrevia a máquina de Napier aperfeiçoada.

12. Calculadora Universal de Leibnitz - 1672 Consiste num aprimoramento da máquina de Pascal Operações de soma, subtração, divisão e raiz quadrada

13. Calculadora de Hahn - 1779(Philip Matthäus Hahn) Máquina de calcular capaz de realizar somas, subtrações, multiplicações e divisões

14. Tear automático de Jaquard - 1801 Possuia uma entrada de dados através de cartões perfurados que controlavam a confecção dos tecidos e dos desenhos Primeira máquina mecânica programada

15. Tear automático de Jaquard - 1801

16. Máquina de Diferenças de Babbage - 1822 Dispositivo mecânico baseado em rodas dentadas para avaliação de funções e obtenção de tabelas.

17. Máquina de Diferenças de Babbage Museu de Ciências (Londres)

18. Máquina Analítica de Babbage - 1833 • Dispunha de programa, memória, unidade de controle e periféricos de entrada e saída • Cálculo automático de tabelas de logaritmos e funções trigonométricas • Devido a esse projeto • Babbage é considerado • Um dos pais da informática

19. Augusta Ada Byron (Condessa Ada Lovelace) • 1842 : Augusta Ada Byron (Condessa de Lovelace) apresenta certos aspectos da arimética binária utilizados 100 anos depois por Von Neumann • Considerada a primeira programadora da história por seus trabalhos na máquina analítica de Babbage, o qual conheceu em 1832.

20. George Scheutz • 1854: George Scheutz contrói um modelo da Máquina de Diferenças de Babbage que funciona bem na obtençao de tabelas

21. Máquina milionária de Steiger - 1893 • Primeira calculadora a obter sucesso comercial • Utilizada em transações e cálculos científicos

22. George Boole(Lincoln, England 02/11/1815 - 08/12/1864) • 1854: George Boole desenvolve a teoria da Álgebra de Boole, origem da Teoria dos Circuitos Lógicos

23. Máquina de Cartões Perfurados de Hollerith - 1896 Possui cartões perfurados onde foram armazenados as informações coletadas no censo e uma máquina para ler e tabular essas informações

24. Herman Hollerith • Fundador da IBM • Slogans: • Do It Right • Think IBM comemora 100 anos em 2011

25. Fatos históricos ...continuação... • 1887: Leon Bolle contrói uma máquina de multiplicar diretamente, sem o processo de somas sucessivas • 1895: Hollerith inclui na sua máquina a operação de somar para a contabilidade das Ferrovias Centrais de Nova York • 1896: Hollerith funda a empresa Tabulating Machines Company, que em 1924 junto com outras empresas forma a IBM.

26. Fatos históricos ...continuação... • 1914: Leonardo Quevedo constrói uma máquina que simula os movimentos das peças de xadrez • 1936: Alan Turing desenvolve a teoria de uma máquina capaz de reolver qualquer tipo de problema. Teve início a Teoria Matemática da Computação • algoritmo representa um processo • Surge a Teoria da Computabilidade • estudos para encontrar formas de descrição e representação de processos através de algoritmos • 1937: construção do primeiro computador eletromecânico baseado em relés e engrenagens • Calculadora Automática de Seqüência Programada, MARK - I

27. Fatos históricos ...continuação... • 1938: Claude Shannon aplica a Teoria da Álgebra de Boole na representação de circuitos lógicos

28. MARK -I • Possuia unidades de entrada, memória principal e unidade aritmética. Utilizava cartões e fitas perfuradas como entrada • Primeiro computador eletromecânico construído a funcionar • 117 metros de comprimento, 2 de altura, 70 toneladas • Constituído de 700.000 peças móveis, com fiação de 800.000 metros • Somava dois números em menos de 1 segundo e multiplicava em 6 segundos. Trabalhava com 23 dígitos decimais

29. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) • 1946 a 1952: operação • 18.000 válvulas • 1500 relés • sala de 9 x 30 m • consumia 200 kWh • criado por John Mauchly e Prosper Eckert • em 1952 19.000 válvulas já tinham sido substituídas • operava por algumas horas e parava pela queima de cerca de 100 a 200 válvulas; ficava até uma semana em manutenção.

30. O Computador ENIAC - 1945 Electronic Numerical Integrator And Calculator Primeiro computador eletrônico. Entrou em funcionamento em 1945. Utilizado pelo exército para cálculo da trajetória de projéteis através de tabelas

31. ENIAC - características • 1000 vezes mais rápido que o MARK - I • Somava 2 números em 0,0002 s • Multiplicava em 0,003 s • 111 metros cúbicos • 30 toneladas • 17.000 válvulas a vácuo • 50.000 comutadores • 70.000 resistências • 7.500 interruptores • Consumo oscilava entre 100.000 e 200.000 watts

32. Curiosidades sobre o ENIAC • Mulheres que trabalharam no projeto: • Marilyn Wescoff • Ruth Lichterman • Kay McNutty • Frances Bilas • Jean Jeannings • Betty Snyder • Foram escolhidas porque os militares americanos achavam que os homens não tinham a paciência necessária para programar o projeto. Porém elas usavam uma sigla SP no crachá (Subprofessional)

33. Fatos históricos ...continuação... • 1942: John Atanasoff e Clifford Berry , do projeto ENIAC construíram uma máquina eletrônica que operava em código binário, seguindo as idéias de Babbage. Foi o primeiro computador digital • 1944: John von Neumann desenvolve a idéia de um programa interno descrevendo o fundamento teórico para a construção de um computador eletrônico, denominado Modelo de von Neumann • existência simultânea de dados e instruções no computador e a possibilidade de programação. • 1952: construído o computador de von Neumann, como uma modificação do ENIAC. Foi chamado EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer

34. Computador UNIVAC I - 1951 • Segue o modelo de von Neumann • Utiliza fitas magnéticas Em 1952 são construídos os computadores MANIAC - I, MANIAC - II e UNIVAC - II.

35. Classificação dos computadores quanto à geração Geração Ano Elemento Ativo Sistema Operacional Recursos de Programação 1ª 1945 Válvula Todo Manual Poucos 2ª 1959 Transistor Quase Todo Manual Médios 3ª 1965 Circuito Integrado Semi Manual Bons 4ª 1972 Circuito Integrado Monolítico Bastante Automatizado Ótimos 5ª 1985 Circuitos VLSI, ULSI Quase Todo Automatizado Quase Inesgotáveis

36. “Se o automóvel tivesse se desenvolvido como o fizeram os computadores nos últimos 40 anos, hoje um Rolls-Royce custaria US$ 2,00, faria um milhão de Km por litro de gasolina, produziria energia suficiente para movimentar o Queen Elizabeth e dez deles caberiam numa cabeça de alfinete” Prof. Edward Eteinmüller (Universidade de Stanford)

37. Mainframe de 1970 • Burroughs B-5000/6000 - Memória de 6Mb

38. IBM/1130 - UFRGS (1968 - 1979) • 32 Kb de memória

39. B-6700 da UFRGS (1971-1987)

40. Estrutura Interna do Computador

41. Estrutura Interna do Computador Entrada Processamento Saída

42. Processamento Entrada Unidade de Controle UCP Memória Unidade Lógica Unidade Aritmética Saída

43. Unidade Central de Processamento (U.C.P.) • Unidade de Controle • Unidade Lógica • Unidade Aritmética • Memória (Principal)

44. E S Programas Unidade Aritmética

45. Processamento Entrada Unidade de Controle UCP Memória Unidade Lógica Unidade Aritmética Saída

48. UCP - Programa

49. Unidade Aritmética

50. Armazenamento (Memória)