2. DR2: Micro e Macro-electrónica – O COMPUTADOR

2.1. A História e Evolução do Computador

O computador é actualmente a ferramenta mais importante do nosso dia a dia. Na realidade, esta máquina intervém de forma importante em grande parte das nossas actividades, desde as de trabalho até às de lazer.

Tendo em conta a sua importância na sociedade actual, é quase impossível acreditar que os computadores electrónicos foram inventados à apenas meio século.

De uma forma simplificada, pode-se dizer que o computador é uma máquina de cálculo que permite guardar informação e realizar operações matemáticas sobre essa informação com uma rapidez tal, que ultrapassa largamente as capacidades humanas para realizar essas tarefas.

É importante referir, no entanto, que os computadores “não pensam”, é o Homem que lhe dá os comandos. Na realidade, essas máquinas seguem instruções que são codificadas por programadores.

2.2. Mas afinal o que é o computador?

Chamamos computador a uma máquina capaz de executar variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados. Pode-se dar como exemplos de computadores o ábaco, a calculadora, o computador analógico e o computador digital.

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Um computador pode ter inúmeras funções, tais como o armazenamento e processamento de dados, o cálculo em grande escala, o desenho industrial, o tratamento de imagens gráficas, a realidade virtual, o entretenimento e a cultura. No passado, o termo computador já foi aplicado a pessoas responsáveis por algumas áreas de cálculo.

Em geral, entende-se por computador um sistema físico que realiza algum tipo de computação.

2.3. Os primórdios

A história da informática remete-nos ao final do século XIX. Na época dos nossos tataravôs, os computadores já existiam, apesar de serem extremamente rudimentares. Eram os computadores mecânicos, que realizavam cálculos através de um sistema de engrenagens, accionado por uma manivela ou outro sistema mecânico qualquer. Esse tipo de sistema, comum na forma de caixas registadoras, predominou até o início da década de 70, quando as calculadoras portáteis se popularizaram.

No final do século XIX, surgiu o “relê”, um dispositivo electromecânico, formado por um magneto móvel, que se deslocava unindo dois contactos metálicos. O “relê” foi muito usado no sistema telefónico, no tempo das centrais analógicas.

relê

Os “relês” podem ser considerados como uma espécie de antepassados dos transístores. Tinham algumas limitações devido ao facto de serem relativamente caros, grandes demais e, ao mesmo tempo, muito lentos, pois um “relê” demorava mais de um milésimo de segundo para fechar um circuito.

Entre 1951 e 1959 aparecem os computadores da primeira geração, são compostos por circuitos electrónicos e válvulas, têm um uso restrito, e além de ser necessária a sua reprogramação em cada tarefa, também têm a desvantagem de ter um grande consumo de energia, o que leva a que tenham problemas devido ao muito aquecimento. Nesta geração, os computadores calculavam com uma velocidade de milésimos de segundo.

Foi durante a Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores actuais. A marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard Mark I, o qual foi projectado pelo professor Howard Aiken, com base no calculador analógico de Babbage. O MarK I

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ocupava 120 m3 aproximadamente, conseguindo multiplicar dois números por dez dígitos em três segundos.

Simultaneamente, e em segredo, o Exército Norte-Americano desenvolve um projecto semelhante, cujo resultado foi o primeiro computador a válvulas, o Electronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC)

2.4. Modelo da ENIAC

O ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), foi um computador construído em 1945. A sua conclusão foi anunciada em 14 de Fevereiro de 1946 e o mesmo foi patenteado em 26 de Junho de 1974. Era composto por nada menos do que 17.468 válvulas, além de 1.500 “relês” e um grande número de outros componentes.

No total, pesava 30 toneladas e tinha um grande consumo eléctrico. Um PC típico actual, com um monitor LCD, consome cerca de 100 watts de energia, enquanto o ENIAC consumia 200 kilowatts.

Este computador (ENIAC) era uma grande máquina para efectuar cálculos e baseava a sua estrutura nos avanços científicos já anteriormente desenvolvidos, tendo sido mantido em segredo pelo Governo Americano até ao final da Segunda Guerra Mundial, altura em que foi anunciado ao mundo.

ENIAC (foto do acervo do Exército dos EUA)

Se hoje pensamos que programar em C é complicado, imagine-se como era a vida dos programadores daquela época. A programação do ENIAC era feita através de 6.000 chaves manuais e, ao invés de ser feita através de teclas, toda a entrada de dados era feita através de cartões de cartolina perfurados, que armazenavam poucas operações.

O ENIAC possuía sérios problemas de manutenção, pois a cada 5 minutos, por média, alguma das válvulas queimava-se, tornando necessárias manutenções frequentes.

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Válvula Foto de uma válvula muito usada na década de 40:

No período compreendido entre 1959 e 1965, surgem os computadores da segunda geração, que já vão ter um início de uso comercial, mas ainda têm um tamanho gigantesco, e uma capacidade de processamento muito pequena. Passam a usar os transístores em substituição das válvulas.

Assim, a válvula foi substituída pelo transístor. O seu tamanho era 100 vezes menor que o da válvula e não precisava de tempo para aquecimento, consumia menos energia e era mais rápido e confiável. Os computadores desta geração já calculavam em microssegundos (milionésimos).

2.5. O transístorDurante a década de 1940 e início da de 1950, a maior parte da indústria

continuou a trabalhar o aperfeiçoamento das válvulas, obtendo modelos menores e mais confiáveis. Porém, vários pesquisadores, começaram a procurar alternativas menos problemáticas.

Estas pesquisas tinham como objectivo o estudo de novos materiais, tanto condutores quanto isolantes. Descobrem, então, que alguns materiais não se enquadravam nem num grupo nem no outro, pois, de acordo com as circunstâncias, tanto podiam actuar como isolantes, como condutores, formando uma espécie de grupo intermediário ao qual foi chamado o grupo dos semicondutores.

Encontraram, assim, a chave para desenvolver o transístor. O primeiro protótipo surgiu em 16 de Dezembro de 1947 e era constituído por um pequeno bloco de germânio e três filamentos de ouro, onde um filamento era o pólo positivo, o outro, o pólo negativo, enquanto o terceiro tinha a função de controlo.

Criaram assim, um dispositivo que substituía a válvula, que não possuía partes móveis, gastava uma fracção da electricidade e, ao mesmo tempo, era muito mais rápido.

O primeiro transístor

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O primeiro transístor era muito grande, mas não demorou muito tempo para que esse modelo inicial fosse aperfeiçoado. Assim, durante a década de 1950, o transístor foi aperfeiçoado e passou a gradualmente dominar a indústria, substituindo rapidamente os problemas das válvulas. Os modelos foram diminuindo de tamanho, reduzindo no preço e tornando-se mais rápidos.

Um transístor é composto basicamente pela base que é quem controla o seu estado, emissor que é o pólo positivo e colector, denominado de pólo negativo.

Vejamos como esses três componentes são agrupados num transístor moderno:

Quando o transístor está desligado, não existe carga eléctrica na base, por isso, não existe corrente eléctrica entre o emissor e o colector. Quando é aplicada uma certa tensão na base, o circuito é fechado e é estabelecida a corrente entre o emissor e o receptor.

A grande inovação chegou quando se descobriu que era possível construir vários transístores sobre o mesmo “wafer” de silício. Isso permitiu diminuir de grande forma o custo e tamanho dos computadores. Entramos então na era do micro-chip.

Por volta de 1965, e até 1975, surgem os computadores denominados da terceira geração. Estes computadores já têm os circuitos integrados, apresentam uma diminuição de tamanho, e uma maior capacidade de processamento. Inicia-se assim a utilização de computadores pessoais. Estes computadores já calculavam em nanossegundos (bilionésimos).

Nesta fase, os transístores foram substituídos pela tecnologia de circuitos integrados (associação de transístores em pequena placa de silício), e além destes, outros componentes electrónicos foram reduzidos e montados num único CHIP.

O primeiro micro-chip comercial foi lançado pela Intel em 1971 e chamava-se 4004, era um processador que manipulava apenas palavras de 4 bits (embora já trabalhasse com instruções de 8 bits) e era composto por pouco mais de 2000 transístores, operando a apenas 740 kHz. Embora fosse muito limitado, foi muito usado em calculadoras, área em que representou uma pequena revolução.

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Intel 400Assim em 1972 surgiu o Intel 8008, o primeiro processador de 8 bits e, em 1974,

foi lançado o Intel 8080, antecessor do 8088, que foi o processador usado nos primeiros PCs.

O 8080 da AMD

2.6. A evolução dos computadores pessoais

Até aqui, falei sobre a evolução dos processadores, que evoluíram das válvulas para o transístor e depois para o circuito integrado.

Vou agora falar um pouco sobre os primeiros computadores pessoais, que começaram a fazer sua história a partir da década de 70.

Por volta da década de 70, surge o Apple I , um computador cuja principal vantagem era a de poder ser ligado directamente a uma televisão, dispensando a compra de um terminal de vídeo. Possuía também uma ligação para unidade de fita.

Apple I

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Nessa época, as fitas K7 eram o meio mais usado para guardar dados e programas. As disquetes já existiam, mas eram muito caras.

Os grandes problemas das fitas K7 eram a lentidão e a baixa fiabilidade. Existiam, na altura, programas de rádio que transmitiam softwares como parte da sua programação. O locutor avisava e em seguida "tocava" a fita com o programa. Assim os interessados só precisavam ficar com o gravador à mão para guardar uma cópia. Esses programas de rádio foram a primeira rede de pirataria de softwares de que se tem notícia, décadas antes da sua popularização da internet.

Fita K7 com o BASIC para o Apple I

O Apple I foi então aperfeiçoado, surgindo assim o Apple II, que já vinha com apenas 4 KB de memória, mas incluía mais 12 KB de memória RAM. Surge assim uma grande evolução na tecnologia, pois assim que se ligava o sistema, já se podia começar a programar ou a carregar programas. No Apple I, era preciso primeiro carregar a fita com o BASIC, para depois começar a fazer qualquer coisa.

No Apple II, a memória RAM podia ser expandida até 52 KB.Além dos jogos, um dos programas mais populares para o Apple II foi o Visual

Calc.

Foto de um manual antigo que mostra a interface do Visual Calc

O Apple II já era mais parecido com um computador actual. Vinha num suporte plástico e tinha um teclado incorporado. A versão mais básica era ligada à TV e usava o leitor de fita K7, ligado a um aparelho de som para carregar programas. Mas era possível adquirir , em separado, uma unidade de disquetes.

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A Apple II sobreviveu até o início dos anos 90, quase uma década depois do lançamento do Macintosh. O último lançamento foi o Apple IIC Plus, que utilizava um processador de 4 MHz (ainda de 8 bits) e vinha com uma drive de disquetes de 3.5", já similar às drives actuais.

2.7. A década de 80

Depois dos dinossauros da primeira metade da década de 70, os computadores pessoais, finalmente, começaram a atingir um nível de desenvolvimento suficiente para permitir o uso de aplicações. Surgiram então as primeiras aplicações de processamento de texto, e até mesmo programas de edição e desenho.

Depois dos Apple I e Apple II, ZX80, Ataris e outros computadores de 8 bits, chegamos finalmente à era do PC.

Depois de quase um ano de desenvolvimento, o primeiro PC foi lançado em 12 de Agosto de 1981.

Nesse ano, a IBM lança o PC-5150, o antecessor de todos os micro existentes. Tinha 64 Kbytes de memória e velocidade de 4,77 megahertz. O MS-DOS foi o software utilizado, o que proporcionou uma aliança entre a IBM e a Microsoft.

Surgem, então, as apliações de quarta geração, nomeadamente em 1982, quando o Lotus 123 é desenvolvido por Mitch Kapor para o PC da IBM.

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Posteriormente em 1985, a Microsoft lançou uma versão do Windows e do Word que corria em computadores Macintosh. A Internet ganha força com a ligação de cinco grandes computadores de universidades Americanas com o NFSNET. O mercado dos CDs de música aumenta com a alta capacidade de armazenamento de CD-ROMs. A linguagem de programação C++ surge e domina a indústria dos computadores.

Em 1990, há uma actualização do Windows, sendo lançado então o Windows 3.0, que é compatível com o DOS. Esta versão é actualizada em 1992 , surgindo assim a versão 3.1 do Windows., seguido do o Windows 95, Windows 98, e do Windows XP.

O Pentium, da Intel, é lançado em 1993. Tem 3,1 milhões de transístores, memória de 4 gigabytes e velocidade de 66 megahertz. O PC 486 da IBM já incorpora o Windows 3.1.

Por volta de 1994, o Netscape Communications é fundado e é o primeiro browser a tornar-se disponível, criando assim, um crescimento de navegadores na Web

2.8. A Evolução do Computador em imagens

Ábaco Chinês – aproximadamente Soroban – Ábaco Japonês

Bastões de Napier mostrando a multiplicação de 6 por 384

Régua de Cálculos – O primeiro computador analógico

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O Sinclair foi um dos primeiros computadores pessoais e foi muito famoso na sua época

PC lançado em 12 de Agosto de 1981.

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Computador Pentium 233

2.9. Portáteis - Conheça Um Pouco Sobre Esses Pequenos Notáveis:

Podem ser de vários modelos e auxiliam muito os utilizadores, pois são fáceis de transportar e possuem configuração típica semelhante aos computadores de mesa (desktops). Nos portáteis, a maioria dos componentes foi compactada, por isso, quando comparados com os outros modelos, apresentam dimensões reduzidas, o que possibilita colocá-los dentro de uma pasta ou ainda no bolso. Possuem uma bateria que permite o

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uso por algumas horas sem energia externa. Esses portáteis são fáceis de transportar, confortáveis para uso, mas têm sempre que acompanhar a tecnologia oferecida aos computadores de mesa, sendo flexíveis, para que se possa obter deles os mesmos recursos.

2.10. O computador como meio facilitador do tratamento de informação

Depois desta breve abordagem à evolução dos computadores, consegui concluir que a “componente” computador não existe, mas sim que o computador é composto por vários componentes que trabalham em conjunto, para a obtenção de um resultado final.

Podemos dividir, assim, o computador em componentes físico, tais como o monitor ou a impressora, a que chamamos de hardware, e os programas que comandam estes componentes, e a que chamamos software.

A todas as actividades que, a partir de dados conhecidos através de processamento, conduzem a resultados procurados, com ou sem emprego de qualquer equipamento auxiliar, podemos denominar actividades como processamento de dados.

Há quem prefira denominar Processamento Automático de dados (PAD), ou Processamento Electrónico de Dados (PED) às actividades que utilizam a computação no seu processo.

No entanto, foi justamente o advento dos computadores que dinamizou de tal forma o tratamento das informações que, a partir daí, é que se vulgarizou a terminologia Processamento de Dados, de modo que a essa denominação se associa, no presente, à ideia da utilização de computadores.

De um modo geral, um processamento realiza-se de acordo com o esquema abaixo:

Entrada(Input). Processamento Saída(Output

A Entrada(Input) refere-se a algum dado de entrada do processamento, são valores onde o processo irá actuar.

O Processamento é onde os dados de entrada serão processados para gerar um determinado resultado. O computador executa o arquivo, por exemplo: o cálculo salarial, uma complexa expressão matemática, ou até mesmo uma simples movimentação de dados ou comparação entre eles.

A Saída(Output) é simplesmente o resultado de todo o processamento, onde temos dados gerados como resultado. Essas saídas podem ser impressas em papel, arquivadas, ou até mesmo servir como entrada para um outro processo.

Para o perfeito funcionamento do computador, são também necessários os sistemas operativos e as aplicações informáticas, componentes sobre quais farei, a seguir, uma breve abordagem.

Como exemplo de sistema operativo, temos o Microsoft Windows XP, que é um sistema operacional produzido pela Microsoft. Pode ser usado em todos os tipos de

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computadores, incluindo computadores de mesa, portáteis, multimédia e ainda PDA’s. Este é o sistema operativo mais utilizado, desde a pessoa mais comum até ao mais experiente, pois o seu manuseamento, e os programas por ele utilizados, são de fácil instalação até para alguém menos experiente. Como algumas pessoas lhe chamam, este é o sistema operativo do “seguinte”, ” seguinte…”.

E porquê? Porque todos os programas feitos para este sistema operativo, têm uma instalação tão simples, que apenas carregando no “seguinte”, é o suficiente para que conseguir chegar ao ultimo passo. O único senão deste sistema operativo, é que algumas das suas aplicações são pagas.

Podemos reconhecê-lo pela sua imagem de marca, que é uma espécie de janela.Como exemplo de outro sistema operativo temos o Linux, que é baseado na

arquitectura UNIX, e que foi desenvolvido por Linux Trovalds. O Linux, é um dos mais proeminentes exemplos de desenvolvimento com código aberto e de software livre. O seu código fonte está disponível para que qualquer pessoa possa utilizar, estudar, modificar e é de distribuição livre. Este sistema operativo entrou em concorrência com a Microsoft, pois é de utilização gratuita e faz exactamente o mesmo que o Windows. O único senão deste sistema operativo é ainda não estar totalmente acessível para ser trabalhado pelo utilizador menos experiente.

Este sistema operativo pode ser reconhecido pela sua imagem que é um pinguim.

Nas Aplicações informáticas, temos por exemplo o Microsoft Office e o WinZip.O Microsoft Office é um conjunto de aplicações para escritório que contém os

seguintes programas mais importantes: um processador de texto, folha de cálculo, base de dados e apresentação gráfica.

O WinZip, é um dos mais populares programas de compactação utilizado pelos utilizadores do sistema operativo Windows. É propriedade da Winzip Computing, Inc (desde 1990). Esta aplicação tem como finalidade compactar arquivos para o formato zip (reduzindo o tamanho dos mesmo. Também faz a descompactação de vários outros formatos, além do zip.

2.11. O computador – uma experiência pessoal e profissional como utilizador

O computador tem uma utilização diferente no seio da sociedade , nomeadamente no que concerne à profissão/abertura de mentalidades.

Enquanto que os utilizadores com formação profissional utilizam mais o computador para trabalho/pesquisa, os trabalhadores não qualificados utilizam-no para lazer.

Motivada pela minha curiosidade e necessidade de aprofundar os conhecimentos em novas tecnologias, em 1990, através do Centro Inforjovem, começo a minha formação na área da informática, com a folha de cálculo (Lótus 1-2-3), passando depois pela iniciação à informática, ao sistema operativo (Ms-Dos), e ao processador de texto (wordstar).

Porque se tornava necessário ter bases de trabalho, que a formação escolar não me proporcionou, estes conhecimentos vão sendo actualizados, acrescentando formação nas áreas do Microsoft Windows 95, Microsoft Word for Windows e Microsoft Excel for Windows. Para actualização e consolidação de conhecimentos, e porque a Internet hoje em dia é “o nosso grande veículo de comunicação”, em 2006, frequentei uma acção de formação de Internet e correio electrónico – Internet/Outlook.

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Estas novas tecnologias vieram facilitar bastante o meu trabalho a nível profissional, em termos de rapidez, apresentação, edição e impressão, pois quando há mais de 20 anos iniciei a minha actividade profissional, ainda estávamos numa fase inicial em matéria de computadores. Tudo o que dizia respeito ao tratamento de dados, preparação de processos, organização de arquivo e elaboração de documentos, era feito manualmente, ou através de uma máquina de escrever muito rudimentar. Era extremamente trabalhoso e difícil conseguir apresentar um trabalho legível e com alguma qualidade, assim o computador veio dar-me uma grande ajuda, pois agora todo o tipo de informação está ali, a curta distância.

No contexto pessoal, o computador também tem sido uma ferramenta muito útil, pois permite-me ter acesso a informações variadas, como no caso concreto utilizei-o como ferramenta de auxílio para a concretização deste trabalho, pesquisando diversas imagens para o compor, tornando-o, assim, mais preciso e atraente.

Normalmente, também utilizo o computador para criação de blogs, para fazer algumas compras on-line, ou pesquisar notícias, visitar museus, ou simplesmente para ouvir e transferir musica. Na área da fotografia, o computador tem sido essencial, pois hoje em dia, em que as fotografias são quase todas digitais, através desta ferramenta tenho encontrado as tecnologias e os programas de fotografia, como o Corel Photo Paint, Photoshop, entre outros, que me permitem a manipulação das mesmas.

Esporadicamente também o utilizo como ferramenta de comunicação com os amigos, com os quais não tenho muito contacto pessoal, pois a utilização da internet permite-me estar em contacto com o mundo, poupando, assim, nas chamadas telefónicas, ou nas deslocações.

Não poderei deixar de mencionar que o computador associado às novas tecnologias implementou um conjunto de serviços que facilitou, em muito, o meu dia-a-dia, pois muitos dos assuntos que tinha que resolver presencialmente, como por exemplo a entrega do IRS, ou o pagamento do Imposto de Circulação, a gestão de contas bancárias, o processamento e pagamento de contas e serviços, neste momento já os posso resolver a qualquer hora do dia, de uma forma cómoda e rápida, através do acesso que tenho à Internet.

Considero, assim, que o computador é uma boa ferramenta, que em muito tem contribuído para a minha evolução tanto a nível pessoal e profissional.

Sitografia:http://pt.wikipedia.org/wiki/Compwww.gdhpress.com.brhttp://www.computerhistory.org/

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