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Marcos da Arquitetura de

Computadores Sediane Carmem Lunardi Hernandes

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Introdução

Objetivo

◦ Apresentar um breve esboço de algumas

máquinas (computadores) que marcaram

época

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A geração zero – computadores

mecânicos (1642 – 1945) Blaise Pascal (1623-1662)

◦ Cientista francês

◦ Primeira pessoa a construir (com 19 anos de

idade) uma máquina de calcular operacional

(1642)

Projetada para ajudar seu pai, coletor de impostos

do governo francês

Efetuava apenas duas operações: adição e subtração

Funcionava com uma manivela operada à mão

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Computadores mecânicos: realizavam cálculos através de sistemas de

engrenagens


mecânicos (1642 – 1945)

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mecânicos (1642 – 1945)

Gottfriend Wilhelm

von Leibniz (1646-

1716)

◦ Matemático alemão

◦ Constrói outra

máquina mecânica que

podia além de somar e

subtrair, multiplicar e

dividir (30 anos depois

de Pascal- 1672)

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mecânicos (1642 – 1945) Charles Babbage (1792-1871)

◦ Professor de Matemática da Universidade de Cambridge

◦ Projetou e construiu a primeira máquina diferencial

Só somava e subtraia

Executava um único algoritmo

Projetada para calcular tabelas de números úteis para a navegação naval

>>> Babbage cansou da máquina que só executava um único algoritmo

gravava saída sobre uma chapa de cobre

projetou e construiu sua sucessora máquina analítica

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mecânicos (1642 – 1945) Máquina analítica

◦ Possuía 4 componentes:

A armazenagem (memória)

Consistia de 1.000 palavras usadas para conter variáveis e resultados

O moinho (unidade de cálculo)

Aceitava operandos da armazenagem e então os somava, subtraía, multiplicava e dividia e, devolvia o resultado a armazenagem

A seção de entrada (leitora de cartões perfurados)

A seção de saída (saída perfurada e impressa)

◦ Realizava cálculos diversos dependendo das instruções dos cartões perfurados

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8



◦ Programável em linguagem de montagem simples por isso

Contratou Ada Augusta Lovelace para produzir software

Primeira programadora de computadores do mundo

◦ Problema com o hardware

Máquina necessitava de milhares de dentes, rodas e engrenagens produzidos com alto grau de precisão que o século XIX não produzia

Babbage é considerado o avô do computador digital moderno

◦ Computadores modernos tem estrutura semelhante a sua máquina analítica

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mecânicos (1642 – 1945) Konrad Zuse (Alemanha) ◦ Construiu no final da década de 30 uma série de máquinas

calculadoras automáticas

◦ Máquina destruídas pelo bombardeio em Berlim (1944)

John Atanasoff (Estados Unidos) ◦ Construiu uma máquina com memória, mas a tecnologia

de hardware era inadequada para seu tempo

George Stibbitz (Estados Unidos) ◦ Demonstrou sua máquina em uma conferência no

Dartmouth College (Nova York) em 1940 John Mauchley (professor de física da Universidade da

Pennsylvania) estava presente

Enquanto isso....

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mecânicos (1642 – 1945) Howard Aiken

◦ Construiu um computador de uso geral

chamado Mark I em 1944

Possuía 72 palavras

A entrada e saída usava fita de papel perfurada

◦ Construiu o sucessor do Mark I, o Mark II

Quando finalizou, os computadores de relés já

estavam obsoletos

A era da eletrônica já havia começado

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mecânicos (1642 – 1945)

12


mecânicos (1642 – 1945)

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A primeira geração – Válvulas

(1945- 1955) Época dos

computadores eletrônicos

◦ Computadores eram construídos com muitas válvulas

O grande estímulo para o computador eletrônico foi a Segunda Guerra Mundial

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(1945- 1955) Fase inicial da guerra

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Comando

Berlim

Msg codificada

por máquina

chamada

ENIGMA

Navios britânicos

Submarinos alemães


(1945- 1955)

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ENIGMA Inventada

por

Thomas

Jefferson

A primeira geração – Válvulas (1945-

1955)

Ingleses conseguiram a máquina ENIGMA

◦ Para decifrar mensagem necessitava de muitos

cálculos

Demora, logo quando mensagem decifrada sem

valor

◦ Logo, para decodificar mensagem governo

inglês criou um laboratório ultra-secreto para

construir uma máquina chamada COLOSSUS


1955)

COLOSSUS (1943)

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1955)

COLOSSUS (1943)

◦ 1o. Computador digital eletrônico do mundo

◦ Projetado por Alan Turing (matemático

britânico)

Governo inglês construiu para decifrar mensagens

enviadas pelos alemães durante 2ª. guerra mundial

◦ Governo britânico guardou todos os aspectos

do projeto por 30 anos

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1955)

A guerra também afetou a computação nos Estados Unidos...

◦ Exército precisava de tabelas de alcance para mirar sua artilharia pesada

Contratava mulheres para calcular isso usando calculadoras

Então...

JOHN MAUCHLEY sabia que exército americano estava interessado em calculadoras mecânicas

Montou proposta solicitando financiamento para a construção de um computador eletrônico

Proposta aceita em 1943 ENIAC (Eletronic Numerical Integrador And Compute – integrador e computador numérico eletrônico)

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John

Mauchley

http://www.library.upenn.edu/exhibits/

rbm/mauchly/jwmintro.html

http://www.library.upenn.edu/exhibits/rbm/mauchly/jwmintro.html

http://www.library.upenn.edu/exhibits/rbm/mauchly/jwmintro.html


1955)

John Mauchly (far left)

and Presper Eckert

(far right) are pictured

here with Major

General Gladeon

Barnes, head of

research and

development for the

army ordnance,

reviewing the ENIAC

maintenance

records. Collections of

the University of

Pennsylvania.


(1945- 1955) ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Compute –

Integrador e Computador Eletrônico numérico eletrônico) (1943 – 1946) ◦ Construído por John Mauchley e J. Presper Eckert

Finalidade cálculo de artilharia do exército americano

◦ Continha 18 mil válvulas

1.500 relés

Pesava 30 toneladas

Consumia 140 quilowats de energia

Continha 20 registradores com capacidade para conter um número decimal de 10 algarismos

◦ Programado com o ajuste de até 6 mil interruptores e com conexão de uma imensa quantidade de soquetes como uma verdadeira floresta de cabos de jumpers

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1955)

ENIAC

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Cada dígito era

representado

por 10 válvulas.

projeto

ENIAC


1955)

ENIAC

◦ Construção concluída em 1946

Guerra havia acabado Logo, seus criadores criaram curso de verão para cientistas

mostrando sua invenção

Explosão do interesse em computadores digitais

Após curso de verão surgem outros computadores

EDSAC (1949) Universidade de Cambridge

JOHNIAC Rand Corporation

ILLIAC Universidade de Illinois

MANIAC Los Alamos Laboratory

WEIZAC Weizmann Institute em Israel

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(1945- 1955) EDVAC (Eletronic Discrete Variable

Automatic Compute)

◦ Sucessor do ENIAC

◦ Construído por Mauchley e Eckert

◦ Teve seu projeto comprometido porque seus

criadores deixaram a Universidade da

Pensilvânia para fundar sua própria empresa

Eckert e Mauchley Corporation

Atualmente, UNISYS Corporation

(http://www.unisys.com/unisys/ )

28

http://www.unisys.com/unisys/


(1945- 1955) EDVAC

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(1945- 1955) Enquanto isso...... John Von Neumann

(especialista em ciências físicas e

matemáticas) que trabalhou no projeto do

ENIAC com Mauchley e Eckert constrói sua

versão do EDVAC

◦ Máquina IAS

Percebeu que programa podia ser representado em

forma digital na memória do computador junto com os

dados

Projeto básico que ele descreveu agora é conhecido

como máquina de Von Neumann – usado no EDSAC

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Máquina IAS - Máquina de Von

Neumann Base dos computadores atuais

Características:

◦ 5 (cinco) partes básicas Memória (4096 palavras, uma palavra contendo 40 bits, cada

bit um 0 ou 1)

Unidade Lógica e Aritmética (ULA)

Unidade de Controle (UC)

Equipamento de entrada

Equipamento de saída

Primeiro computador de programa armazenado

Herman Goldstine ajudou na elaboração do projeto

Máquina IAS - Máquina de Von

Neumann

Não tinha aritmética de ponto flutuante


(1945- 1955) Enquanto isso...

MIT construía um computador chamado Whirlwind I

◦ Para controle em tempo real

IBM

◦ Pequena empresa que produzia perfuradoras de cartões e máquinas mecânicas de classificação de cartões

◦ IBM 701(1953), IBM 704(1956), IBM 709(1958)

Passa a trabalhar com computadores depois de produzir o IBM 701 em 1953


(1945- 1955)

34

IBM 701


(1945- 1955)

35

IBM 709

A segunda geração – transistores

(1955 – 1965) Primeiro computador feito com

transistores foi o TX-0 (Transistorized

eXperimental Computer 0) - MIT

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(1955 – 1965) Logo depois, membro da equipe do TXT fundou a

DEC (Digital Equipment Corporation)

Em 1957 DEC fabrica PDP-1 ◦ Aparece no mercado em 1961

◦ 4096 palavras de 18 bits

◦ Podia executar 200 mil instruções por segundo

◦ Custava 120 mil dólares

◦ Anos depois...

◦ DEC fabrica o PDP-8 12 bits

Custava 16 mil dólares

Tinha barramento único para conectar todos os componentes do computador

Empresa vendeu 50 mil computadores 37


(1955 – 1965)

PDP 8

38


(1955 – 1965) Enquanto isso....IBM lança IBM 7090 e

IBM 7094

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• Mas... ganha dinheiro com máquina 1401 – destinada a empresas

• Control Data Corporation (CDC) lança o CDC 6600 – Seymour Cray

• Também surge um computador chamado B5000 - permitia programação em

Algol 60

A terceira geração – circuitos

integrados (1965 – 1980) 1958: invenção do circuito integrado de

silício

◦ Permitiu que dezenas de transistores fossem

colocados em um único chip

Computador menor, mais rápido, mais barato

1964: IBM lança linha System/360 para

substituir suas duas máquinas precursoras

(IBM 7094 e IBM 1401)

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integrados (1965 – 1980) Linha System/360

◦ Computador da linha System/360 Modelo 195

◦ Permitiu a multiprogramação

◦ Primeira máquina que podia emular (simular a execução) outros computadores

◦ Seguido pelas séries 370, 4300, 3080, 3090

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integrados (1965 – 1980) Ao mesmo tempo DEC (Digital Eletronic

Corporation) lança série PDP-11 –

atualmente HP

◦ Sucessor de 16 bits do PDP-8

Em 1980, o limite de memória se tornou

um problema real e ....

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A quarta geração – integração em

escala muito grande (1980 - ?) Década de 1980

◦ VLSI (Very Large Scale Integration – Integração

em escala muito grande)

Possibilitou colocar milhões de transistores em um

único chip

Computador mais rápido e menor

Início da era do Computador Pessoal

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escala muito grande (1980 - ?) 1981: IBM lança IBM Personal Computer

(campeão de vendas)

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escala muito grande (1980 - ?) 1984 – Apple lança Machintosh

◦ Lançou anos antes o Apple e o Apple II

Mercado leva ao desejo de computadores

portáteis

◦ Surge o Osborne-1 com 11 kg

1985 – Intel lança o 386 – 1º. Pentium

Até 1992, os computadores pessoais

eram de 8, 16 ou 32 bits

◦ DEC lança Alpha com 64 bits

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Osborne-1

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A quinta geração – computadores

invisíveis Computadores encolheram

Newton da Apple (1993)

◦ Percursor dos PDAs (Personal Digital Assistants

– agendas eletrônicas)

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A quinta geração – computadores

invisíveis Computadores embutidos em

eletrodomésticos, relógios, cartões

bancários e diversos outros chips

◦ Hardware e software são projetados em

conjunto

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Bibliografia

TANEMBAUM, Andrew. Organização

Estruturada de Computadores. São

Paulo: Person Prentice Hall, 2007.

Projeto ENIAC. Disponível por www em:

http://www.fi.edu/learn/case-

files/eckertmauchly/heroes.html. Acesso

em 23 de agosto de 2011.

http://www.youtube.com/watch?v=RJcu4A

ATA_E – Maravillas modernas - operador

52

http://www.fi.edu/learn/case-files/eckertmauchly/heroes.html



http://www.youtube.com/watch?v=RJcu4AATA_E

http://www.youtube.com/watch?v=RJcu4AATA_E

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