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Iniciando gerações de computadores

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......@@ -136,26 +136,70 @@ A invenção de Jacquard revolucionou a industria de tecido e, em 1806, ela foi
declarada propriedade pública e ele foi recompensado com uma pensão e
'royaltys' por cada máquina que fosse construída.
.Esquerda: Jacquard perfurando os cartões. Direita: cartões perfurados.
image::images/JacquardCard.jpg[scale=50]
===== A Máquina Diferencial
// http://www.computersciencelab.com/ComputerHistory/HistoryPt2.htm
Em 1822, o matemático inglês Charles Babbage propos a construção de uma
máquina de calcular que ocuparia uma sala inteira. O propósito da máquina
seria de corrigir os erros das tabelas de logarítmos, muito utilizada
pelo governo britânico devido as grandes navegações.
A construção da máquina, no entanto, excedeu em orçamento e tempo na sua
construção, foi inclusive o projeto mais caro que o governo britânico
já havia financiado. Eventualmente os subsídios foram retirados e o projeto
abortado.
.Pequena seção da máquina diferencial de 'Charles Babbage'.
image::images/babbage-maquina-diferencial.jpg[scaledwidth="30%"]
===== A Máquina Diferencial
Em 1882
===== Máquina Analítica
Texto aqui aqui.
Após a inacabada máquina diferencial, em 1837 Charles Babbage anunciou
um projeto para construção da 'Máquina Analítica'. Influenciado pelo tear de
Jacquard, Babbage propos uma máquina de propósito genérico, utilizando uma
programação através de cartões perfurados.
Babbage trouxe um grande avanço intelectual na utilização de cartões perfurados,
enquanto Jacquard utilizava os cartões apenas para acionar ou desativar o
funcionamento uma determinada seção da máquina de tear, Babbage percebeu
que os cartões poderiam ser utilizados para armazenar idéias abstratas,
sejam elas instruções ou números, e que poderiam ser refereciados
posteriormente.
.Máquina Analítica e os cartões perfurados.
image::images/Babbage-Analytical-Engine-with-cards.png[scaledwidth="60%"]
Ele percebeu que os cartões perfurados poderiam ser utilizados para guardar
números, sendo utilizado como um mecanismo de armazenamento de dados e
futuramente poderiam ser referenciados. Ele idealizou o que hoje chamamos de
*unidade de armazenamento* e *unidade de processamento de dados*.
A principal funcionalidade que a diferenciava das máquinas de calcular era
a utilização de instruções condicionais. A máquina poderia executar fluxos
diferentes baseada em condições que eram avalidas, conforme instruções
perfuradas nos cartões.
Nenhum dos dois projetos de Babbage foram concluídos, a máquina analítica se
fosse construída teria o tamanho de uma locomotiva.
===== A Primeira Programadora
Texto aqui aqui.
A condessa de Lovelace, Ada Byron, se interessou pela máquina analítica de
Babbage e se comunicava comunicava com ele através de cartas e encontros.
Ela passou a escrever programas que a máquina poderia ser capaz de executar,
caso fosse construída. Ela foi a primeira a reconhecer a necessidade de 'loops'
e sub-rotinas. Por esta contribuição Ada ficou reconhecida na história como
a primeira programadora.
=== Linha do tempo
.Ada lovelace, primeira programadora.
image::images/ada_lovelace.jpg[scaledwidth="30%"]
em construção
=== Linha do tempo
.Linha do tempo
["graphviz", "contexto-edfisica.png"]
......@@ -164,7 +208,7 @@ digraph automata_0 {
rankdir=LR;
node [shape = box];
abaco [label="Ábaco\n(300AC)", style=bold];
abaco [label="Ábaco\n(300 AC)", style=bold];
napier [label="Ossos de Napier\n(1614)"];
regua [label="Régua de Cálculo\n(1632)"];
pascal [label="(Pascaline)\n(1642)"];
......@@ -172,11 +216,18 @@ digraph automata_0 {
leibniz [label="Calculadora 4 op\n(1672)", style=bold];
jacquard [label="Tear de Jacquard \n(1804)"];
mdiferencial [label="Máquina Diferencial\n(1822)"];
manalitica [label="Máquina Analítica\n(1837)"];
abaco -> napier
napier -> regua
regua -> pascal
pascal -> leibniz
leibniz -> jacquard
jacquard -> mdiferencial
mdiferencial -> manalitica
{rank=same; abaco jacquard}
}
---------------------------------------------------------------------
......@@ -185,137 +236,108 @@ digraph automata_0 {
=== Os computadores
Texto aqui aqui.
==== Computadores da Primeira Geração (1940s – 1950s)
Texto aqui aqui.
==== Computadores da Primeira Geração (TODO-TODO)
==== Computadores da Segunda Geração (1940s – 1950s)
Texto aqui aqui.
// Válvulas: http://www.lsi.usp.br/~chip/como_funcionam.html
// http://www.cs.sun.ac.za/museum/gen1.html
==== Computadores da Terceira Geração (1940s – 1950s)
Texto aqui aqui.
A primeira geração dos computadores é mercada pela utilização de *válvulas*.
A válvula é um tubo de vidro, similar a uma lâmpada, fechada removendo o ar
de dentro dela, criando criando um ambiente fechado a vácuo, contendo
eletrodos, cuja finalidade é controlar o fluxo de elétrons. As válvulas
aqueciam bastante e costumavam queimar com facilidade.
==== Computadores da Quarta Geração (1940s – 1950s)
First Generation Computers (1940s – 1950s)
Second Generation Computers (1955 – 1960)
Third Generation Computers (1960s)
Fourth Generation Computers (1971 – present)
.As válvulas eram do tamanho de uma lâmpada.
image::images/valvulas.png[scaledwidth="50%"]
Além disso, a programação era realizada diretamente na linguagem de máquina,
o que dificultava a programação e consequentemente despendiava muito tempo.
O armazenamento dos dados eram realizados em cartões perfurado, depois passou
a ser feito em fita magnética.
Um dos representantes desta geração é o ENIAC. Ele possuia 17.468 válvulas,
30 toneladas de peso e 180 m² de área construída, sua velocidade era da ordem
de 100 kHz.
// Referencias:
// http://www.historyofcomputer.org/
// Notas de aulas de raimundo nóbrega
// http://www.computersciencelab.com/ComputerHistory/History.htm
// http://www.thocp.net/hardware/pascaline.htm
.ENIAC, representante da primeira geração dos computadores.
image::images/ENIAC-2.jpg[scaledwidth="50%"]
Nenhum dos computadores da primeira geração possuiam aplicação comercial, eram
utilizados para fins balísticos, predição climática, cálculos de energia atômica
e outros fins científicos.
// TODO BUG
==== Computadores da Segunda Geração (TODO-TODO)
// http://www.cs.sun.ac.za/museum/gen2.html
// http://ecomputernotes.com/fundamental/introduction-to-computer/what-are-different-computer-generations-explain-in-brief
== Representação da informação
Texto aqui aqui.
A segunda geração de computadores foi marcada pela substituição da válvula
pelo *transistor*. O transistor revolucionou a eletrônica em geral e os
computadores em especial.
Eles eram muito menores do que as válvulas a vácuo e tinham
outras vantagens: não exigiam tempo de pré-aquecimento, consumiam
menos energia, geravam menos calor e eram mais rápidos e confiáveis. No final
da década de 50 os transistores foram incorporados aos computadores.
=== Representação binária
Texto aqui aqui.
.Circuito integrado com vários transistores (esquerda), comparação da válvula com circuito integrado (direita).
image::images/transistor-e-valvula-juntos.png[scaledwidth="50%"]
=== Representação de formas geométricas
Texto aqui aqui.
Na segunda geração o conceito de Unidade de Procedimento (CPU), memória,
linguagem de programação e entrada e saída foram desenvolvidos. O tamanho
dos computadores diminuiram consideravelmente. Outro desenvolvimento importante
foi a mudança da linguagem de máquina para a linguagem assembly, também
conhecidas como linguagens simbólicas. A linguagem assembly usa abreviações
para instruções (por exemplo L, para LOAD) em vez de números.
Mostrar por exemplo que para representar desenhos bastaria algo do tipo:
.Computadores IBM da segunda geração.
image::images/IBM_segunda_geracao.png[scaledwidth=70%]
forma=quadrado, lado=3, posição x=0,y=0
Em seguida vieram as linguagens de alto nível, como, por exemplo,
Fortran e Cobol. Ainda surgiu o armazenamento em disco, complementando
os sistemas de fita magnética e possibilitou ao usuário acesso rápido
aos dados desejados.
forma=circulo, raio=3, posição x=10,y=20
forma=retangulo, base=40, altura=30, posição x=100,y=300
=== Representação de imagens vetoriais
==== Computadores da Terceira Geração (TODO-TODO)
Texto aqui aqui.
Imagens vetoriais poderiam ser representadas a partir de um conjunto de
representações geométricas, Ex:
Pontos da figura: (0,0),
=== Representação de imagens utilizando ASCII
Texto, Ascii art.
.Cachorro desenhado utilizando apenas caracteres ASCII.
...................................
, ," e`--o
(( ( | __,'
\\~----------------' \_;/
( /
/) ._______________. )
(( ( (( (
``-' ``-'
...................................
[[tabuleiro_dama]]
=== Representação de tabuleiro de damas
image::images/jogo-damas.png[]
.Representação das peças no tabuleiro: `B' são as peças brancas, `P' as pretas e `.' as casas vazias.
...............................................................................
B.B.B.B.
.B.B.B.B
B.B.B.B.
........
........
.P.P.P.P
P.P.P.P.
.P.P.P.P
...............................................................................
=== Representação de fotografias
By the development of a small chip consisting of the capacity of the
300 transistors. These ICs are popularly known as Chips. A single IC has many
transistors, registers and capacitors built on a single thin slice of silicon.
So it is quite obvious that the size of the computer got further reduced.
Some of the computers developed during this period were IBM-360, ICL-1900,
IBM-370, and VAX-750. Higher level language such as BASIC (Beginners All
purpose Symbolic Instruction Code) was developed during this period.
Computers of this generation were small in size, low cost, large memory and
processing speed is very high. Very soon ICs Were replaced by LSI (Large
Scale Integration), which consisted about 100 components. An IC containing
about 100 components is called LSI.
Similar a representação do tabuleiro, mas cada posição equivale a
uma tonalidade de cor.
.Fotografia mostrando as tonalidades de cada ponto.
image::images/senna.jpg[scaledwidth="60%"]
==== Computadores da Quarta Geração (TODO-TODO)
First Generation Computers (1940s – 1950s)
Second Generation Computers (1955 – 1960)
Third Generation Computers (1960s)
Fourth Generation Computers (1971 – present)
=== Representação de músicas
Texto aqui aqui.
==== Músicas MID
Toques de celular antigos, somente as notas musicais.
.Partitura da música Marcha Soldado.
image::images/partitura.png[scaledwidth="60%"]
==== Músicas MP3
Instrumento e voz.
// Referencias:
// http://www.historyofcomputer.org/
// Notas de aulas de raimundo nóbrega
// http://www.computersciencelab.com/ComputerHistory/History.htm
// http://www.thocp.net/hardware/pascaline.htm
=== Atividades
. Represente os números 3198, 733 5623 e 62856 no ábaco abaixo:
4 figuras de ábaco aqui
. Neste capítulo vimos uma representação do tabuleiro de damas
(<<tabuleiro_dama>>), como você representaria de modo diferente o mesmo
tabuleiro?
// respostas esperadas:
// - utilizando as letras e numeros
// - através de um vetor com as peças
// - um caracter, pois são necessários apenas 64x3 bits
== Representação da informação
Texto aqui aqui.
=== Representação binária
Texto aqui aqui.
=== Representação de formas geométricas
Texto aqui aqui.
Mostrar por exemplo que para representar desenhos bastaria algo do tipo:
forma=quadrado, lado=3, posição x=0,y=0
forma=circulo, raio=3, posição x=10,y=20
forma=retangulo, base=40, altura=30, posição x=100,y=300
=== Representação de imagens vetoriais
Texto aqui aqui.
Imagens vetoriais poderiam ser representadas a partir de um conjunto de
representações geométricas, Ex:
Pontos da figura: (0,0),
=== Representação de imagens utilizando ASCII
Texto, Ascii art.
.Cachorro desenhado utilizando apenas caracteres ASCII.
...................................
, ," e`--o
(( ( | __,'
\\~----------------' \_;/
( /
/) ._______________. )
(( ( (( (
``-' ``-'
...................................
[[tabuleiro_dama]]
=== Representação de tabuleiro de damas
image::images/jogo-damas.png[]
.Representação das peças no tabuleiro: `B' são as peças brancas, `P' as pretas e `.' as casas vazias.
...............................................................................
B.B.B.B.
.B.B.B.B
B.B.B.B.
........
........
.P.P.P.P
P.P.P.P.
.P.P.P.P
...............................................................................
=== Representação de fotografias
Similar a representação do tabuleiro, mas cada posição equivale a
uma tonalidade de cor.
.Fotografia mostrando as tonalidades de cada ponto.
image::images/senna.jpg[scaledwidth="60%"]
=== Representação de músicas
Texto aqui aqui.
==== Músicas MID
Toques de celular antigos, somente as notas musicais.
.Partitura da música Marcha Soldado.
image::images/partitura.png[scaledwidth="60%"]
==== Músicas MP3
Instrumento e voz.
=== Atividades
. Represente os números 3198, 733 5623 e 62856 no ábaco abaixo:
4 figuras de ábaco aqui
. Neste capítulo vimos uma representação do tabuleiro de damas
(<<tabuleiro_dama>>), como você representaria de modo diferente o mesmo
tabuleiro?
// respostas esperadas:
// - utilizando as letras e numeros
// - através de um vetor com as peças
// - um caracter, pois são necessários apenas 64x3 bits
......@@ -14,7 +14,7 @@ include::prefacio.txt[]
// Nome da Parte
// =================
include::capitulos/historia-do-computador.txt[]
include::capitulos/representacao-da-informacao.txt[]
......
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