Marcos da Arquitetura de Computadores - Páginas...
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Introdução
Objetivo
◦ Apresentar um breve esboço de algumas
máquinas (computadores) que marcaram
época
2
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
3
Computadores mecânicos: realizavam cálculos através de sistemas de
engrenagens
A geração zero – computadores
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)
5
A geração zero – computadores
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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A geração zero – computadores
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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A geração zero – computadores
mecânicos (1642 – 1945) Máquina analítica
◦ 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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A geração zero – computadores
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....
10
A geração zero – computadores
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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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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A primeira geração – Válvulas
(1945- 1955) Fase inicial da guerra
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Comando
Berlim
Msg codificada
por máquina
chamada
ENIGMA
Navios britânicos
Submarinos alemães
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
A primeira geração – Válvulas (1945-
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
19
A primeira geração – Válvulas (1945-
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)
20
John
Mauchley
http://www.library.upenn.edu/exhibits/
rbm/mauchly/jwmintro.html
A primeira geração – Válvulas (1945-
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.
A primeira geração – Válvulas
(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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A primeira geração – Válvulas (1945-
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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A primeira geração – Válvulas
(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
A primeira geração – Válvulas
(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
A primeira geração – Válvulas
(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
A segunda geração – transistores
(1955 – 1965) Primeiro computador feito com
transistores foi o TX-0 (Transistorized
eXperimental Computer 0) - MIT
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A segunda geração – transistores
(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
A segunda geração – transistores
(1955 – 1965) Enquanto isso....IBM lança IBM 7090 e
IBM 7094
39
• 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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A terceira geração – circuitos
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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A terceira geração – circuitos
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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A quarta geração – integração em
escala muito grande (1980 - ?) 1981: IBM lança IBM Personal Computer
(campeão de vendas)
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A quarta geração – integração em
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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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
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