1.1 A era da Válvula
A Segunda Guerra Mundial provocou um rápido avanço da ciência da Informática, pois era necessário descobrir maneiras mais rápidas e eficientes de combater o inimigo.
A companhia IBM, em parceria com a marinha americana, passou a desenvolver um projeto de uma máquina capaz de efetuar todos os tipos de operações. O desenvolvimento do projeto ficou a cargo de um jovem matemático da Universidade de Harvard, Howard Aiken.
O resultado foi o Mark I, concluído em 1943. Baseado no sistema de numeração decimal, essa máquina recebia dados por meio de cartões perfurados e era capaz de trabalhar com números de 23 dígitos. Efetuava operações de soma e subtração em 0,3 segundo e de multiplicação e divisão em três segundos.
Em 1941, o matemático alemão Konrad Zuze construiu um computador baseado no sistema binário, menor e mais eficiente do que o Mark I.
Em 1942, Zuze e seu colega Helmut Schreyer desejavam construir um computador com válvulas eletrônicas que controlaria a passagem dos circuitos elétricos por meio de tensões elétricas, sem utilizar peças móveis. Hitler, no entanto, vetou a pesquisa, direcionando todo o potencial da Alemanha para a guerra, que ele acreditava que seria vencida rapidamente. Estava, portanto, duplamente errado.
O matemático inglês Alan Turing desenvolveu uma máquina com duas mil válvulas eletrônicas, com a qual conseguiu interceptar e quebrar os códigos secretos utilizados pelos alemães durante a guerra, com os métodos que Zuze havia planejado.
O ENIAC possuía 17.468 válvulas e operava com sistema numérico decimal. Tinha 5,5 metros de altura por 25 de comprimento. Ficou pronto no final de 1945, quando a Segunda Guerra Mundial já havia terminado.
O ENIAC, apesar de suas dimensões, só possuía memória suficiente para trabalhar com números da operação que estivesse executando.
Enquanto o ENIAC estava sendo construído, Mauchly e Eckert já trabalhavam no seu sucessor, o EDVAC, que era capaz de operar com instruções armazenadas eletronicamente. O EDVAC trabalhava com números binários, o que permitia que o número de válvulas fosse consideravelmente diminuído.
John von Neuman, que havia trabalhado no projeto Manhattan, que resultou nas bombas atômicas lançadas sobre o Japão durante a Segunda Guerra, juntou-se à equipe de pesquisadores da Escola Moore em 1944.
Em junho de 1945, Von Neuman escreveu o primeiro esboço de um relatório sobre o EDVAC, no qual descreve as funções da nova máquina e defende a tese de que o computador é muito mais que uma máquina de calcular, podendo ser utilizado para inúmeras atividades. Em 1949, baseado nas propostas de Von Neuman, o cientista inglês Maurice Wilkes, da Universidade de Cambridge, construiu o primeiro computador operacional que utilizava programas de memória.
Mauchly e Eckert fundaram uma companhia para produzir um computador de uso comercial: o UNIVAC. Em 1950, a companhia foi vendida para a Remington Rand.
Em maio de 1950, Alan Turing foi um dos responsáveis pelo desenvolvimento de uma máquina que trabalhava com um programa armazenado, o ACE (Automatic Computing Engine - Máquina de Computação Automática).
1.2 O transistor
Em 1947, na Universidade de Stanford, foi inventado o primeiro dispositivo eletrônico de estado sólido, o transistor. o substituto da válvula é a base de construção de todos os Microchips.
Eles geram informações binárias: 1, se a corrente elétrica estiver passando, e 0 se não estiver. Todo o funcionamento lógico dos computadores é baseado nisso. Alguns chips têm milhões de transistores. Seguramente é a maior invenção da eletrônica até hoje. É praticamente impossível encontrarmos circuitos integrados que não possuam internamente, centenas, milhares e até milhões de transistores, juntamente com outros componentes.
Como exemplo, podemos citar o atual processador Itanium, da Intel, que possui nada menos que 2 bilhões de transistores.
Os transistores, devido ao seu baixo custo, vêm substituindo quase todos os dispositivos eletromecânicos, bem como a maioria dos dispositivos de controle, e aparecem em grande quantidade em qualquer dispositivo eletrônico, desde os computadores aos carros.
Desde a sua criação eram utilizados para sua produção o Silício e o Germânio. No momento do seu lançamento, esses materiais eram caríssimos, pois sua extração da natureza era mais difícil. Todavia, com as técnicas modernas esse custo se tornou irrisório.
1.3 O Circuito Integrado
O circuito integrado nasceu de uma sugestão do inglês G.W. Dummer ao reunir todos os componentes de um circuito em um único condutor.
O primeiro protótipo de circuito integrado apareceu em 1958, projetado por Jack Kilby.
Em 1959, Robert Noyce desenvolveu um circuito integrado mais eficiente do que o de Kilby, no qual a ligação dos diversos componentes era gravada no próprio material semicondutor, dispensando a manipulação de pequenos fios feita com microscópio.
A invenção dos circuitos integrados permitiu que os computadores se tornassem cada vez menores e mais baratos, acessíveis a um número cada vez maior de pessoas.
A partir de 1970, o silício começou a ser utilizado para produção dos circuitos integrados, mais fácil de ser manipulado e com uma resistência melhor ao efeito de avalanche térmica, causada pelo aumento da temperatura, devido a uma maior velocidade de processamento.
Mas a era da Informática estava apenas em seu início. Nos anos 80, surgiram os microprocessadores, e nos anos 90, os microprocessadores de alta velocidade, com a tecnologia MOS, que nada mais são que muitos circuitos integrados numa só mesa epitaxial (pastilha de silício). Atualmente, estamos caminhando para a nanotecnologia.
1.4 A Evolução dos Computadores
A evolução dos computadores é dividida em 5 gerações que se definem desta maneira:
1.4.1 1ª Geração
Os computadores foram desenvolvidos nas universidades dos EUA e Inglaterra. Preparados para aplicações científico-militares, esses equipamentos são baseados em tecnologias de válvulas eletrônicas, não tendo, portanto, confiabilidade. O tempo de operação interna era milésimo de segundos (milisegundos). Entendese por tempo de operação interna o tempo gasto em operações aritméticas e lógicas.
1.4.2 2ª Geração
Nos equipamentos de segunda geração, a válvula foi substituída pelo transistor, dispositivo eletrônico desenvolvido em 1947 na BELL LABORATORIES por BARDEEN, BRETTAIN e SHOCKLE. Seu tamanho era 100 vezes menor que o da válvula, não precisava de tempo para aquecimento, consumia menos energia, era mais rápido e mais confiável. Os computadores desta época calculavam em microssegundos.
Transistor – Dispositivo eletrônico que serve para retificar e ampliar os impulsos elétricos.
1.4.3 3ª Geração
A terceira geração começa em 1965 com a substituição dos transistores pela tecnologia dos circuitos integrados. Os transistores e outros componentes eletrônicos são miniaturizados e montados em um único chip. A finalização desta geração é datada no início dos anos 70 a qual foi considerada a importância de uma maior escala de integração para o início da 4ª geração.
1.4.4 4ª Geração
A quarta geração de computadores caracteriza-se pelo uso do microprocessador. O microprocessador é a CPU (Central Processing Unit) dos computadores, ou seja, Unidade Central de Processamento. No início da década de 70, os CPUs possuíam a capacidade de processar por volta de 100.000 informações por segundo e foram utilizados nos primeiros micros de 8 bits.
CPU – Processador central de informações. É nesta pastilha de silício que são processadas todas as informações computacionais.
INTEL – Um dos maiores fabricantes de processadores do mundo.
1.4.5 5ª Geração
Desde o início da era dos computadores, os especialistas em informática trataram de desenvolver técnicas que permitem aos computadores atuar, como faz o ser humano. Uma das bases de apoio desta nova forma de desenhar um programa é a inteligência artificial. Tradicionalmente, a inteligência artificial é dividida em 3 grandes aplicações: os processos de linguagem natural, que facilitam a comunicação do computador com o usuário; a robótica e tudo associado à visão e manipulação de objetos; e os sistemas especialistas, baseados no armazenamento do conhecimento adquirido. A fim de visualizar a evolução dos microprocessadores, apresentaremos, como exemplo, o quadro de processadores da INTEL e a utilização de cada um deles.
1.5 Progresso da Performance a partir do UNIVAC
| Ano | Nome | Performance (adds/sec) | Memória (KB) | Preço (dólares) | Preço/Performance (vs. UNIVAC) | |
| 1950 | Univac I | 1.900 | 48 | 1.000.000 | 1 | |
| 1964 | IBM S360 | 500.000 | 64 | 1.000.000 | 263 | |
| 1965 | PDP-8 | 330.000 | 64 | 16.000 | 10.855 | |
| 1976 | Cray-1 | 166.000.000 | 32.768 | 4.000.000 | 21.842 | |
| 1981 | IBM PC | 240.000 | 256 | 3.000 | 42.105 | |
| 1991 | HP900/750 | 50.000.000 | 16.384 | 7.400 | 3.556.188 |
1.6 
Quadro de processadores Intel
| Modelo | Lançamento | FSB | MHz | Transistores |
| (Bits) | (máximo) | (aproximadamente) | ||
| 4004 | 1971 | 4 | 0.108 | 2.300 |
| 8008 | 1972 | 8 | 0.2 | 3.500 |
| 8080 | 1974 | 8 | 2 | 6.000 |
| 8085 | 1976 | 8 | 2 | 6.500 |
| 8086 | 1978 | 16 | 5 | 29.000 |
| 8088 | 1979 | 16 | 8 | 29.000 |
| 80186 | 1982 | 16 | 12 | 80.000 |
| 80286 | 1982 | 16 | 12 | 134.000 |
| 80386 | 1985 | 32 | 33 | 275.000 |
| 80486 | 1989 | 32 | 100 | 1.600.000 |
| Pentium | 1993 | 64 | 200 | 3.300.000 |
| Pentium_MMX | 1996 | 64 | 233 | 4.500.000 |
| Pentium_Pro | 1995 | 64 | 200 | 5.500.000 |
| Pentium_II | 1997 | 64 | 450 | 7.500.000 |
| Pentium_II_Xeon | 1998 | 64 | 450 | 7.500.000 |
| Celeron | 1998 | 64 | 2.800 | 19.000.000 |
| Pentium_III_Xeon | 1999 | 64 | 900 | 28.000.000 |
| Pentium_III | 1999 | 64 | 1.000 | 28.000.000 |
| Pentium_IV | 2000 | 64 | 3.730 | 169.000.000 |
| Xeon | 2001 | 64 | 3.600 | 286.000.000 |
| Itanium | 2001 | 128 | 800 | 25.000.000 |
| Itanium_2 | 2002 | 128 | 1.600 | 592.000.000 |
Ao analisar os quadros acima, podemos observar que houve uma redução gradativa em valores gastos para a produção de um computador e, inversamente, ocorreu um grande aumento da sua capacidade de processamento. a redução dos custos de produção dos computadores tornou essas ferramentas acessíveis as nossas casas e empresas. Quando surgiram, estes eram utilizados apenas pelo governo e pelos militares, e também nas grandes faculdades, onde existia alto investimento do governo em pesquisa. Com essa breve história espero que vocês possam obter uma visão da evolução dessas incríveis máquinas até os dias atuais e da imensa utilidade na capacidade de aproveitamento do seu poder de processamento.
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