16ª Confederação F.F.E.S.P.

30 de Janeiro de 2.005

Computadores

Dos Ábacos As Estrelas

FEDERAÇÃO DA FROTA ESTELAR DE SÃO PAULO

D.C.F.F.E.S.P. – Divisão de Ciências F.F.E.S.P.

O que é um Computador?

O Computador nada mas é do que um aparelho que executa tarefas repetitivas que sabemos como fazer e armazena uma grande quantidade de dados.

•Macintosh 128

•Processador: Motorola 68000

•Velocidade do Processador: 8 Mhz

•Memória: 128 KBytes

•Introduzido em Janeiro de 1984

Do que feito um Computador:

• Hardware: composto pela Unidade Central de Processamento e demais equipamentos (monitor, teclado, mouse etc...).

• Software: Programas, Instruções, Jogos etc..• Usuário: uma ou mais pessoas, que realizam as mais

diversas tarefas, com a utilização do Hardware e Software.

Hardware

• Possui uma capacidade elevada de processamento.

• “Entende” Apenas 0 e 1.• Depende do software para

processar informações.• Processa bilhões de

pequenas informações em segundos.

Chip Intel Pentium

Software

• Responsável por toda a capacidade lógica do computador.

• Transforma a capacidade bruta de processamento em informações úteis.

• Realiza a interface “Homem Máquina”.

• Pode ser dividido em dois grandes grupos:– Software Básico: Necessários para o funcionamento básico do

Hardware. Exemplo: Sistema Operacional, Ambiente Operacional, Compiladores etc.

– Aplicativos: Realizam tarefas específicas. Exemplo: Editores de Texto, Planilhas Eletrônicas, Jogos etc.

Usuário

• Pessoa responsável pela utilização do Hardware e Software.

Ábaco

• Utilizado pela Primeira vez em 2.000 AC.

• Em utilização no oriente até os dias atuais.

• Consiste em colunas móveis, onde cada coluna representa uma ordem decimal.

Ábaco “Moderno”

Napier’s Bones e Régua de Cálculo

• Napier’s Bone: tabelas móveis de multiplicação, construídas pelo inglês John Napier, por volta do Séc XVII (1610/17).

• A régua de cálculo foi criada em 1621 pelo matemático inglês Willian Oughtred e é considerado o primeiro dispositivo analógico de computação.Napier’s Bones

Outras Evoluções Pré-Computador

• Entre 1642 a 1647, o francês Blaise Pascal, constrói sua “Pasqualine”, máquina capaz de somar e subtrair por Engrenagens Mecânicas.

• Entre 1802 e 1805, Joseph Marie Jacquard, introduziu o conceito de armazenamento de informações em máquinas de tecelagem, despertando, já nesta época o temor pelo desemprego.

• Em 1854, George Boole, publica sua álgebra booleana, que estabeleceu os princípios binários, uma das bases para todos os computadores atuais.

Primeiros Computadores (1ª Geração)

• Todos baseados na válvula eletrônica.

• Grande consumo de energia.

• Baixa confiabilidade.

• Caros.

• Aplicações Muito Específicas.

• Programado por meio de ligações de cabos.

•ENIAC

•18 mil válvulas

•30 toneladas

•5 mil operações por segundo

2ª Geração de Computadores

• As válvulas foram substituídas pelo transistor, tecnologia utilizada de 1959 a 1965.

• Confiabilidade Melhorada, baixo consumo de energia.

• Os computadores começaram a ser acessíveis a grandes corporações.

ComparaçãoVálvula x Transistor

3ª Geração de Computadores

• Época dos Cis(Circuitos Integrados).

• Minituarização dos componentes.

• Barateamento das Máquinas.

IBM 360(CPU e Console)

4º Geração - Microcomputadores

• Todos os componentes básicos de processamento reunidos a um único chip – microprocessador (UCP – Unidade Central de Processamento).

IBM XTUm dos “Pioneiros”

5ª Geração – Era da Informática

• Era da Internet e comunicação global.

• Integração total entre a vida das pessoas e a informática.

• “Digitalização” do mundo – rádio, televisão, celulares etc...

Bit e Informações Binárias(Como a informação é Representada)

• Bit é a menor representação de uma informação. Classificada normalmente como 0 ou 1 (0 – desligado e 1 - Ligado).

• Qualquer tipo de informação pode ser representado por um conjunto finitos de bits.

• Bit é portanto um dígito binário (BIT – BInary digiT).

Bytes, Caracteres e Palavra

• Byte é um conjunto de oito bits (pode variar em alguns sistemas), padronizado para representar os caracteres necessários.

• Caractere é unidade básica de armazenamento na maioria dos sistemas.

• Palavra do processador é a quantidade de bits que é processada por ciclo:– IBM XT – 12MHZ, Processador de 16 Bits

– INTEL Pentium 100 – 100 Mhz, Processador de 32 Bits

– AMD Opteron - 2,2 GHz, Processador de 64 Bits

Como a Informação é Processada01 – O Problema

• Problema: A = 1 e B = 2 A = 2 e B = 1• Atribuir dois valores as variáveis A e B e

trocar esses valores de lugares – algoritmo de SWAP (algoritmo – problema computacional).

• Nesse caso veremos como o programador resolve esse problema e como este é entendido pelo computador.

Como a Informação é Processada02 – Resolvido pelo Programador• Programa em linguagem de alto nível (em C)

swap (int v[], int k[]){int temp; temp = v[k]; v[k] = v[k+1];

v[k + 1] = temp;}

Como a Informação é Processada03 – Interpretado pelo Compilador

• Programa em linguagem montadora (Assembly MIPS):

swap: muli $2, $5, 4 add $2, $4, $2 lw $15, 0($2) lw $16, 4($2) sw $16, 0($2) sw $15, 4($2) jr $31

Como a Informação é Processada04 – Recebido pelo Processador

• Programa em Linguagem de Máquina (para o MIPS):

001000100011110000011110101110110000001100010010111101001101110110001111110001110000011111111111000111000011000011111100111000010111100010110010001100111000111000100010001110001100000111001001000110001100100011

Computação Quântica (01)

• Num computador convencional, cada bit pode assumir o valor 0 ou o valor 1. Uma série de 8 bits podem representar qualquer número de 0 a 255, mas somente um número por vez.

QUBITSRepresentação Clássica

Computação Quântica (02)

• O spin do elétron é restrito a UP e a DOWN e poderia ser usado como um bit.

• Bits quânticos, ou QUBITS, podem existir em suporposições de 0 e 1, representando vários números ao mesmo tempo.

• Oito qubits podem representar números de 0 a 255 simultaneamente.

Computação Quântica (03)

• Os spins dos elétrons são qubits naturais: um elétron é uma superposição coerente de spin UP e spin DOWN e é o menos frágil dos estados quânticos do elétron.

• 5. Qubits são extremamente delicados: as interações com o meio degradam as superposições com muita facilidade, convertendo-os em bits ordinários aleatórios.

Computadores Em Jornada Nas Estrelas

• Capacidade de processamento inimaginável atualmente.

• Capacidade de interagir com pessoas.

• Interpretação de fala, bem como expressões corporais.

• Reação a ações inesperadas (inteligência?).

Comandante Data

• Possui sentimentos básicos: honra, lealdade, preocupação, amizade(?).

• Alta capacidade de interpretar pensamentos e emoções.

• Pode aprender e evoluir.

• Suicidou-se para defender o que acreditava ser correto.

System 47

• Sistema operacional da Enterprise E.

• Responsável pela navegação, localização e gerenciamento das funções da nave.

Doutor (HME)

• Programado com inúmeras informações médicas de milhares de planetas.

• Pode interpretar e mesclar informações e buscar o melhor tratamento.

• Com o emissor holográfico móvel, pode se deslocar por toda a nave, ou mesmo fora dela.

• Demonstra sentimentos humanos: amizade, lealdade ou mesmo, amor.

EVENTO TREKKER16ª CONFEDERAÇÃO F.F.E.S.P.

30 DE JANEIRO DE 2005

D.C.F.F.E.S.P. - DIVISÃO DE CIÊNCIAFEDERAÇÃO DA FROTA ESTELAR DE SÃO PAULO