Uma pequena história da computação
Aqui apresentamos uma série de artefatos usandos no processo de computação. Este é um documento em desenvolvimento e conterá, até esta mensagem do cabeçalho ser removida, informações quase que somente visuais.
Reconstrução de um ábaco grego
Embora ainda hajam dúvidas, a Grécia e a Babilônia são os locais mais prováveis de onde foram construidos os primeiros ábacos. Efetivamente, aqui temos a primeira calculadora portátil!
Um ábaco de origem oriental
Por razões desconhecidas, o ábaco foi usado no ocidente até o final da civilização romana e, depois, esquecido. Enquanto isto, o ábaco chegou ao oriente e foi sistematicamente aperfeiçoado, como o apresentado na figura abaixo.
Versão moderna de um ábaco.
Até hoje, os ábacos são fabricados e usados em transações comerciais. Não só por tradição como também por ser um meio altamente eficiente de executar operações matemáticas. Além disto, é muito mais bonito e elegante que qualquer calculadora eletrônica...
Um outro dispositivo mecânico
No século XVII, o matemático francês Neper, criou um sistema de computação mecânico que permitia cálculos complexos, que usava propriedades dos logaritmos. Abaixo temos um destes dispositivos, chamados Batões de Neper.
Abaixo temos uma versão moderna dos bastões de Nepier: uma régua de cálculo. Sua precisão era limitada pelo tamanho das marcas que estavam sobre ela. Devido a restrições de acuidade visual, quanto maior a régua, maior a precisão. Permitia o cálculo não só das operações aritméticas elementares como também, funções trigonométricas, exponenciais, etc.
A pascalina
Calculadora inventada pelo grande matemático Pascal. Era constituida de várias engrenagens, cuja movimentação permitia as operações aritméticas.
Tear automático
Tal tear permitia a elaboração de tecidos de trama complexa que era programada por um mecanismo que expunha uma série de tábuas perfuradas à pinos de madeira que, por sua vez, controlavam a entrada dos fios, diminuindo a necessidade de manipulação pelo operador.
Construção da Máquina Diferencial de Babbage
No século XIX, Charles Babage propôs a construção de várias máquinas de computação. Uma destas máquinas, efetivamente um computador. No entanto, não conseguiu financiamento para a mesma. Na década de 80 um grupo resolveu construi-la, pelo seu valor histórico. E ela funcionava perfeitamente...
A primeira programadora
Abaixo temos uma imagem de Lady Ada, a primeira pessoa a escrever um programa. A tradição de mulheres programadoras se manteve durante a Segunda Guerra Mundial, quando elas eram a maioria. Afinal, os homens estavam orgulhosamente morrendo na guerra....
Máquinas eletromecânicas e eletrônicas
Em suas pesquisas sobre lâmpadas, Edson descobriu que o filamento aquecido das mesmas emitiam elétrons. No início isto era uma curiosidade científica mas fez com que alguns cientistas pensassem em como controlar o fluxo de elétrons. Tais pesquisas deram origem a este dispositivo eletrônico, que continha um filamento (como de uma lâmpada) que emitia elétrons, uma placa metálica que os recebia e uma grade de fios que regulava o fluxo de elétrons, daí o nome válvula.
Relê
Este dispositivo eletromecânico (um eletroimã que abria e fechava um contato elétrico) era um comutador que funcionava perfeitamente com os conceitos de zeros e uns (ligado, desligado) de um computador digital. Apesar de lento, era barato, o que viabilizava os experimentos que levaram aos primeiros computadores.
Computador analógico
Este foi um dos primeiros computadores analógicos, desenvolvido em 1925 nos EUA, embora outros países também tenham fabricado tais dispositivos. Essencialmente era constituido de amplificadores, filtros e circuitos chamados de somadores, integradores e diferenciadores, além de outros. Até a década de 60 do século XX, competiam com os computadores digitais. No entanto, com o desenvolvimento dos transítores, os digitais começaram a imperar. Até hoje os computadores analógicos são usados na resolução de alguns problemas específicos.
Foram desenvolvidos, simultaneamente nas décadas de 30 e 40 do século XX, vários projetos que apontavam para computadores. Quase todos os projetos eram secretos. Assim, se torna uma disputa nada inteligente tentar saber qual foi o primeiro computador no mundo.
A Máquina Z1
Uma das primeiras calculadoras eletrônicas, desenvolvida na Alemanha por Konrad Zuze, que posa ao lado de sue invento. O desenvolvimento da mesma continuou por toda a década de 30 e 40 do século XX.
Máquina de Atanasoff-Berry (ABC)
Desenvolvido como um projeto acadêmico (nos Estados Unidos) por um professor e seu aluno, era muito sofisticada para a época (1939), contendo elementos que a qualificavam como um computador. No entanto, sua importância não foi reconhecida na época.
Mark I
Esta é uma foto do computador eletromecânico Mark I, desenvolvido na Inglaterra. Foi usado, como outros computadores do período, para cálculos de balística, ou seja, encontrar uma maneira “ótima” de bombardear os outros....
Eniac
Esta é uma visão do computador Eniac. Os cabos que aparecem nos painéis constituem a programação do mesmo!
Programando o Eniac
Vemos abaixo uma programadora entrando com um programa no Eniac. Nesta época não existiam sistemas operacionais e linguagens de programação como entendidas na atualidade. Programar era esquematizar conexões e, depois, por meio de cabos, dar seqüênciamento das operações.
Mais um computador analógico: Heatkit H1
Como já foi dito, durante décadas computadores analógicos e digitais competiam nas aplicações onde cálculos complexos e exaustivos eram necessários. Observe que o computador analógico abaixo tem em comum com o acima um painel onde a pogramação é introduzida via cabos. Observem as válvulas eletrônicas na parte anterior ao panel.
Elementos de um computador valvulado
Abaixo temos dois elementos em computadores analógicos e construidos com válvulas eletrônicas, bem mais sofisticadas que o Audion apresentado mais acima. Para funcionar, exigia um certo aquecimento dos seus elementos internos. Isto fazia com que os computadores valvulados gerassem uma quantidade enorme de calor e consumissem grandes quantidades de energia elétrica.
O Transistor
Este emaranhado confuso de fios e placas é o primeiro transistor, construido em 1947 por William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain. Ele serviu como demonstração de um conceito: Era possível controlar sinais elétricos por meio de um dispositivo de estado sólido, porque, diferente das válvulas eletrônicas, o fluxo de elétrons ocorria dentro de uma substância cristalina. Era, no início, muito inferior às válvulas, tanto em durabilidade quanto em confiabilidade. No entanto, prometia um consumo muito menor que as válvulas (por não necessitar de aquecimento) e, também, poderem ser menores. Tal invenção valeu o Prêmio Nobel os seus criadores. O curioso é que a proposta original era tão sofisticada (chamado de transístor de efeito Shockley) que foi abandonada por quase duas décadas até que os problemas tecnológicos tivessem sido superados. Simplificou-se o princípio e começou o desenvolvimento que levou aos rádios portáteis e aos computadores atuais.
Primeiro circuito integrado
Em 1958 Jack Kilby, nos EUA, criou o primeiro circuito integrado, ou seja, um circuito eletrônico que se consistia de vários elementos que anteriormente eram montados individualmente. Compatilha com o primeiro transístor uma ar rústico. Estava aberta as portas para a revolução dos computadores digitais. Como você deve suspeitar, o cara que aparece aí embaixo é o Jack Kilby.
Uma máquina de calcular mecânica
Abaixo você vê uma máquina mecânica com um desenho inovador, não só para a época! É a Curta, desenvolvida enquanto seu inventor, Curt Herzstark, estava num campo de concentração, durante a Segunda Guerra Mundial. Prática, rápida e precisa, rivalizou com as máquinas eletrônicas por décadas. Alguns de seus usuários diziam que era como fazer poesia com números. O modelo abaixo foi produzido em 1957.
Um “chip” de memória magnética
Vemos um sistema de memorização usando em computadores nas décadas de 50 e 60 do século XX. Era constituido de pequenos anéis de material magnético por onde passavam fios que magnetizavam os anéis. Neste caso a memória é de 64 baites, bastante para a época! Observem a régua em centímetros abaixo do dispositivo. Bem “compacto”, não?
Primeiro microprocessador em escala industrial
O 4004, fabricado pela Intel era um processador de 4 bits. A companhia não acreditava muito no produto até que uma companhia japonesa comprou 60000 para fazer calculadoras. Apesar das suas limitações, foi o início da era dos microprocessadores. Como fato curioso, este processador é parte da sonda espacial Pioneer 10, lançada em 1972. Esta se encontra ainda em funcionamento, viajando fora do sistema solar.
E ele era assim por fora
Z80
Este microprocessador era um clone do 8080, evolução do 4004 para um processador de 8 bits. Foi a base de inúmeros microcomputadores na décadas de 70 e 80 do século XX. Erdou uma série de limitações do 8080 e a estrutura de seu Assembler era complexa. Constituia um exemplo de processador CISC. O seu clock mais comum era 4MHz.
E era assim por fora
O 6502
Este microprocessador é importante por dois fatos: Foi o processador do primeiro microcomputador vendido em larga escala, o Apple. Além disto, nele a detalhes construtivos muito avançados para a época e o embrião do conceito de processadores RISC. Reparem na maior complexidade em relação ao 4004. A grande diferença que havia entre o 8080 e o 6502 consistia que o primeiro era baseado num chip de calculadora, o 4004 e o segundo no 6800 da Motorola, que se baseava no computador PDP 11. Portanto, o 6502 era muito mais sofisticado que o 8080. O seu clock básico era 1 Mhz, no entanto os sistemas baseados nele tinham aproximadamente a mesma velocidade de execução de um Z80 de 3,58 Mhz. Portanto, desde os primórdios, não há, de fato, uma relação direta entre o clock e a velocidade de processamento.
e ele era assim por fora.
8088
Este chip foi o primeiro usado no computador pessoal da IBM. Era uma simplificação de um chip mais poderoso, o 80168. Tinha, como o seu predecessor, o 8080, uma série de problemas que levou a fabricantes criarem clones nos quais os problemas eram parcialmente resolvidos. Um dos clones mais famosos foi o V20 da Hitachi que consumia menos energia e podia ser até 50% mais rápido. O colorido abaixo é obtido usando iluminação oblíqua afim de facilitar a diferenciação dos componentes. Tecnicamente era um processador de 8 bits, embora o processamento interno fosse de 16 bits.
E por fora era assim
68000
Processador de 16 bits, com processamento interno de 32 bits. Foi o primeiro processador do Mc Intosh, primeiro computador pessoal com mouse e sistema de janelas. Extremamente sofisticado, era descendente direto do 6800. Embora fosse superior aos processadores da linha da Intel, devido a explosão de vendas do chamados IBM PC compatíveis e dificuldades de produção, ficou limitado à alguns microcomputadores sofisticados como o já citado Mc, o Amiga e a Atari 1040, de pequena produção.
e era assim por fora
80386
Apesar de problemas em sua produção inicial, este foi um processador que corrigiu as falhas de projeto dos antigos processadores da Intel, ou seja, 8080, 8088, 80286, embora mantivesse a estrutura primitiva dos seus anteriores. Foi o grande propulsor no crescimento no uso de microcomputadores. As cores abaixo não são reais, sendo obtidas por iluminação adequada.
E era assim por fora
Pentium
Uma lei dos EUA impede a patente de números. Isto fez com que a Intel, para atrapalhar os fabricantes de clones de seus processadores, criassem a série Pentium. Os fabricantes continuaram a clonar a arquitetura dos pentiuns, para a felicidade dos usuários que viam os preços caírem devido a competição. Abaixo temos uma microfotografia do Pentium da Intel.
Que por fora é assim.
Athlon da AMD
Este é um dos clones mais famosos dos chips da Intel. Na batalha comercial entre a AMD e a Intel, foi chamada a atenção de algo que se sabe, mas se oculta, desde os primórdios dos microprocessadores: Não há uma relação direta entre o clock do processador e sua velocidade de processamento. Debates acalorados disputam qual processador é mais rápido e, embora as diferenças existam, não é trivial encontrá-las. Dependendo da aplicação, você pode ter resultados contraditórios.
Que é assim por fora.
Power PC
Esta é uma linha de processadores, entre muitas outras, que não são compatíveis com os processadores da linha 80xxx da Intel. É o processador do Imac e de estações de trabalho IBM, por exemplo. Por ter uma estrutura muito sofisticada, geralmente são bem mais rápidos em processamento que processadores da linha da Intel de clock muito maiores.
Páginas interessantes:
http://www.cpu-museum.com/
http://www.icknowledge.com/trends/uproc.html
http://www.mci.org.br/
http://museu.boselli.com.br/
http://www.cesga.es/mostra/
http://www.histoire-informatique.org/musee/
http://www.cedmagic.com/history/integrated-circuit-1958.html