Aula 1 - Evolução dos Computadores

Olá seja bem-vindo a mais um conteúdo da área de informática eu sou o professor Marcelo rios e no vídeo de hoje eu estarei falando sobre a evolução da arquitetura de computadores vou trazer um breve histórico Desde quando tudo começou né os primeiros computadores e até chegar na gerações atuais dos PCs que a gente tem beleza vamos nessa Então vamos começar falando aqui dos elementos do sistema computacional e a gente pode entender que são divididos em duas partes a primeira parte é a parte lógica tá onde tem aqui a sequência de instruções tá então todo o

computador máquina ele é capaz de executar uma sequência de instruções e são definidas né são desenvolvidas pelo homem para gerar um determinado resultado então o programador desenvolve os comandos ali insere essa sequência de instruções lógicas e essa sequência de instruções ela é chamada de algoritmo eles são executados pelo computador procurando resolver problemas específicos ou realizar tarefas então certamente no seu computador ou no seu Smartphone você tem aplicativos programas e realizam tarefas específicas por de trás deles estão rodando algoritmo sequência de instruções para que as tarefas sejam desenvolvidas e que você possa ter a sua demanda

atendida é assim algoritmos compõem o que conhecemos como programa de computador ou ainda software Beleza então essa primeira parte aqui é relacionado a parte lógica a parte de software né que é o programa de computador tudo bem a segunda parte dos elementos do sistema computacional é a parte física do computador que é justamente o objeto de estudo da nossa disciplina de arquitetura de computadores a gente vai estar falando os dispositivos de entrada e saída né que são os periféricos que a gente conecta na máquina monitor teclado mouse impressora webcam todos os dispositivos são conectados ao

computador eles fazem uso das portas né de entrada e saída do dispositivo vamos falar também do sistema de armazenamento tá quais são os tipos de memória né memória volátil memória permanente como é que elas funcionam também a gente vai ter aulas falando a respeito do sistema de memória e processador tá então a gente vai ver que o processador é a parte mais importante é o componente mais caro do computador é o micro processador então vocês vão ver que na evolução dos computadores né Ele termina na parte de microprocessadores Então todo esse conjunto de elementos que

vocês estão vendo aqui compõem que a gente chama de hardware Beleza então fechamos aí os elementos do sistema computacional primeira parte lógica de software segunda parte a parte de hardware que a parte física da máquina Quais são os elementos de hardware então de forma bem resumida e visual né os elementos de rádio é o processador memória e as entradas e saídas tá dispositivos de entrada e saída que são conectados no computador tudo bem tomaram nota disso vamos seguir agora para a conclusão tá Podemos dizer que a combinação de hardware que a parte física e de

software que é a parte lógica forma que nós chamamos de sistema computacional então nessa disciplina aqui de arquitetura de computador a gente vai dar foco na parte de hardware tá lembrando que aqui no canal eu tenho também vídeos né aulas falando sobre a parte de lógica lógica de programação linguagem de programação seja depois dá uma olhadinha aqui no canal que a gente tem a Playlist também desses conteúdos seguindo adiante Vamos falar agora de computadores analógicos e computadores digitais tá a gente tem que entender essa diferença porque tudo começou com os computadores analógicos até chegar nos

computadores digitais você sabe que que é um computador analógico sabe dizer assim qual é a principal diferença vou trazer aqui alguns exemplos para você computador analógico ele não trabalha com números tá com dígitos tá eles normalmente são criados para a finalidade específica de fazer medições tá então onde suas variáveis atuam medindo a intensidade de uma corrente elétrica né o ângulo de giro de uma engrenagem o nível de água de um recipiente e assim por diante eu gosto de trazer como exemplo é um relógio analógico Olha só eu tenho esse relógio aqui ele é um relógio

analógico que o objetivo dele é medir o tempo né então tem aqui os ponteiros de segundo minuto e hora e tem a engrenagem por de trás dele que faz com que ele faça a medida né a medida de tempo só que a gente tem que regular ele manualmente a partir disso ele vai fazer a medida do tempo tudo certinho mas percebo que de trás dele não roda nenhum sistema de dígito de número de processamento de informações tá então isso aqui é um bom exemplo de sistema analógico tá é um relógio não é um computador mas

ele é analógico já os computadores digitais resolvem problemas realizando operações diretamente com números tá enquanto que os analógicos apenas fazem medições eles medem os computadores digitais eles resolvem os problemas realizando cálculos e tratando cada número digito por dígito e podem assumir dois valores distintos zero e um né que são o sistema de numeração binário também vou trazer um relógio já que eu falei de relógio analógico vou pegar aqui tá até carregando então isso aqui é um relógio cadê Aqui relógio digital Então pode traz dele né tem um sistema que processa né e mais do que

isso né Aí ele mostra calendário e tem todo um sistema que faz o processamento de informações aqui então esse aqui é um sistema digital né temos aqui um comparativo como eu não pude mostrar o computador analógico né poderia mostrar o computador digital que é o que a gente utiliza mas eu preferia o relógio acho que fica bem mais fácil a gente compreender a diferença de funcionamento interno tá que a gente consegue que mais Então aqui tem um comparativo da imagem né o que eu posso apresentar para vocês também essa imagem né então o computador analógico

né de antigamente computador digital tá e aqui a tendência é só evoluir cada vez mais Então vamos falar então ao que interessa vamos ao que interessa que a evolução tecnológica né houve uma grande evolução desde o surgimento do computador analógico até chegar no computador digital que agora a gente já sabe a diferença entre um e outro o que impactou nessa evolução foram as tecnologias que foram sendo construídas dentro de cada um desses computadores tá Desse modo é possível a gente classificar em gerações Então a gente vai trazer quatro gerações de computadores para vocês de acordo

com as tecnologias que foram implementadas no decorrer dos anos a primeira geração Na verdade acho que ela nem conta que a geração zero ou seja de computadores mecânicos tá Então tome nota da do tipo de computador que era mecânico nesse período aqui tá de 1642 a 1945 os computadores eram essencialmente analógicos os quais eram construídos a partir de engrenagens mecânicas e eletromecânicas então era esse o contexto que nós tínhamos nesse período nós temos aqui alguns computadores que ficaram famosos né nesse período no caso aqui o mecanismo de antictera a máquina de Pascal e a máquina

das Diferenças de bebês certo e aqui embaixo a gente tem a imagem da máquina de Pascal né que é a máquina bastante conhecida Inclusive tem alguns vídeos explicando como é que era esse funcionamento dos tambores que é que como a gente tá falando de um computador analógico né ele tem todo uma engrenagem aqui por dentro da máquina de Pascal puxa a finalidade é realizar operações matemáticas de soma sub e assim por diante aqui no próximo slide olha só a máquina de Pascal tá aberta e a gente consegue ver as engrenagens do sistema de tambor né

que tinha os números então o usuário a pessoa que estava utilizando aqui a máquina tinha que escolher o número desejado né para poder realizar a operação que queria E aí então ele fazer esse processamento aqui interno das engrenagens né então esse aqui é um exemplo de máquina analógica tá foi assim que surgiu a necessidade do homem de automatizar alguns processos que eram feito na mão tá Então nada melhor do que começar pelos cálculos matemáticos que mais então agora sim de fato a primeira geração ela é marcada pelas válvulas de 1945 a 1955 podemos dizer que

foi impulsionado pela segunda guerra mundial né que foi um Marco não só para o computador mas para internet para redes de computadores tudo começou a impulsionado pela segunda guerra mundial tá foi nesse contexto que começaram a surgir novas tecnologias é capaz de substituir os componentes mecânicos que tinha até então nos computadores analógicos alguns dos componentes utilizados na fabricação daqueles computadores aí dessa época né eram os relés os capacitores mas principalmente as válvulas fizeram a diferença aí na estrutura tá dos computadores desse período aqui as válvulas possibilitaram realizar cálculos milhares de vezes mais rápido do que

os efetuados com os relés né eletromecânicos utilizados inicialmente então a válvula de fato veio para modificar e trazer uma velocidade um pouco maior para aquele tempo era uma velocidade muito boa né em comparação aos relés válvula eletrônica então é que tem uma fotinha da válvula eletrônica né ela medir aí cerca de 10 cm só que não era somente uma né eram mais de 10 mil válvulas no computador você imagina né Já já vou mostrar aqui um exemplo do computador da época como ele era grande né pesado e tinha toda uma problemática ali mas era o

que se tinha tá então a válvula eletrônica tinha essa medida aqui ainda falando da primeira geração né os computadores tinham o funcionamento baseado em válvulas E aí tem aqui o a desvantagem o problema elas quebravam após algum tempo de uso né que resultava uma falta de confiabilidade não é tão confiável aqueles computadores da época além de ocupar muito espaço e seu processamento era bem lento e o consumo de energia é levado Tá bom então esse aqui são os pontos de desvantagem o sistema de válvulas aqui Vale lembrar que a entrada de dados instruções bem como

a sua memória temporária tudo ocorria por meio de cartões perfurados então eles não tinha nenhum sistema de armazenamento tá permanente que guardasse esse de forma magnética ali né eles tinham o sistema de armazenamento de memória através de cartões perfurados esses cartões que definiam Quais são quais eram as instruções que tinham né que sem passadas para o computador tá então eu acredito que o ponto importante aqui é são os pontos de desvantagem das válvulas que nós vimos aqui e os cartões perfurados também era uma característica marcante desse período aqui os primeiros computadores eletrônicos a utilizar e

válvulas são aí temos o famoso Eniac temos o IBM 603 604 e assim ele foi evoluindo aqui também dentro dessa categoria webzaki né e o univac são termos bem conhecidos são nomenclaturas bem conhecidas considerados de computadores da época acredito que o mais conhecido que seja o Eniac e é por isso que a gente vai trazer ele aqui ó o Eniac desse termo aqui né eletrônico numérico integration grande computador aqui tá muito grande a gente vai trazer as medidas dele sua programação envolvia configuração de diversos cabos então a conexão de cabos para determinar né qual era

as operações que ia ser realizadas ali e também chaveamentos né fazia ligava e desligava as chaves eles eram os comandos que eram passados para o computador através dessas duas formas característica do Eniac levou cerca de três anos para ser construído funcionava com aproximadamente 19 mil válvulas Então imagina hein consumia 200 kilowatts só para vocês terem ideia o meu notebook ele consome 20 watts tá Então olha só né pesava 30 toneladas tinham altura de 5 metros né aproximadamente seu comprimento era de 25m e o tamanho total de 150 metros quadrados então aqui são informações né sobre

o computador niac daquela época o primeiro computador baseado em válvulas E aí teve um cara aqui que é o modelo de Van Neumann né que ele teve uma sacada ele foi o matemático aqui né natural da Hungria mas a parte mais importante é essa aqui ó ele contribuiu para a construção de um computador sequencial binário né de programa de armazenamento Na verdade ele teve uma sacada que é basicamente O que foi consolidado no decorrer do tempo e foi essa organização aqui ó de um sistema de memória uma unidade de controle né uma unidade aritmética tá

os registradores aqui chamado de acumulador e recebia né aqui os comandos do de entrada e de saída então perceba que ele teve essa sacada que mais para frente e isso iria se tornar que esses dois a unidade de controle e essa unidade aritmética e ia se tornar ao nosso CPU que é o processador mas ele teve essa sacada e mais para frente isso foi consolidado a partir daí Nós entramos então agora na segunda geração de transistores de 19 a 1965 Então nesse período aqui a válvula ela foi substituída pelo transistor o qual passou a ser

um componente básico na construção de computadores então ele passou a ser um componente fundamental né bem menor e melhorou significativamente tá o funcionamento dos computadores tá Além disso ele reduziu né o volume né Aumentou a capacidade de armazenamento permitiu que o aquecimento reduzisse né fosse mínimo um baixo consumo de energia e ele se tornou mais confiável do que o uso das válvulas tudo bem tá aqui um exemplo do transistor que é esse carinho aqui ó já começou a diminuir né o tamanho é um centímetro né cerca de 1 cm a função básica de um transistor

né em circuitos de um computador é ser um interruptor eletrônico né para executar operações lógicas né então o transistor ele era utilizado para essa finalidade aqui e aí você começa a perceber que ao longo desses anos aqui de 1960 até 1970 os transistores passaram por um processo de miniaturização por cada vez mais reduzidos né o tamanho dele para poder ser acoplado nas placas né na placa mãe né no funcionamento interno do computador tá então esse tema que vai se repetir agora a partir das próximas gerações vocês vão perceber terceira geração de circuitos integrados tá foi

o que marcou de 1965 até 1970 surge os primeiros circuitos integrados tá chamado de ci né dispositivos que incorporam inúmeros transistores não percebo que os transistores eles vêm para dentro do circuito integrado do chip né que a gente chama de chip e outros componentes eletrônicos também em formato de miniaturas eles estão todos acoplados em um único chip aqui a gente chama de circuito integrado e aquele chama ele traz essa nomenclatura de que foram encapsulados tá então eles foram todos agrupados encapsulados em um único circuito eletrônico circuito integrado então cada chip é equivalente a inúmeros transistores

então aqui a gente tem de fato realmente miniaturas ainda menores do que da geração anterior é um equipamento mais compactos os computadores tornaram-se mais acessíveis então que antes era pensado computadores somente para grandes empresas né começou a se pensar em computadores acessíveis para as pessoas né começou a diminuir o tamanho deles então foi começando a até agora os insights né onde surgira aí a partir de então né os sistemas operacionais a partir daí que eles começaram a desenvolver software terceira geração de circuitos integrados agora a gente tem aqui o chipzinho Né o nosso circuito integrado

medindo 12 MM né aproximadamente possuía muitos transistores né e outros componentes em um único chip de silício então silício é um elemento químico né um semicondutor que é utilizado na confecção de vários componentes do computador é por isso que lá nos Estados Unidos é o Vale do Silício né onde o pessoal cria novas tecnologias né onde sai onde saíram né muitas novidades e ainda assim continua sendo fomentado né Para o Futuro né o Vale do Silício justamente por conta desse elemento químico aqui que é utilizado nos componentes do computador quarta geração e última para a

gente finalizar né sobre microprocessadores de 1970 até a atual Então a partir de 70 né a evolução tecnológica ela teve um bom né Porque de fato consolidou essa questão aqui da miniaturização mais uma vez essa palavra repetindo aqui né Então realmente miniatura dos componentes internos do computador permitido com que os computadores pudessem ser reduzidos em termos de tamanho e com certeza ampliado a capacidade de processamento e aqui tem um termo bem importante que é relacionado a escala de integração dos circuitos integrados e até então na geração passada era um circuito integrado mas ele não tinha

ainda o poder de processamento então aqui ó Nessa geração os circuitos passaram a uma larga escala de integração aumentando significativamente o número de componentes em um mesmo chip então não se tinha apenas o transistor mas sim outros componentes e dessa forma permitiu com que esse chip pudesse ter esse poder de execução de instruções e de processamento que se tornaria o micro processador Então temos aqui o exemplo né em 1970 Intel Corporation lançou no mercado um tipo novo de circuito eletrônico né um tipo novo de circuito integrado e era um microprocessador E aí a partir daí

realmente a gente tem aí o que nós temos hoje em dia aos microprocessadores concentravam todos os componentes principais de um computador e a gente começa aqui pela CPU né que a unidade central de processamento os controladores de memória e a parte de entrada e saída né a gerência de entrada e saída então Digamos que aqui nós temos a uma gerência de vários fatores dentro de um mesmo chip que é a parte de processamento a gerência do controle de memória e a gerência do dispositivo de entrada e saída então a Intel foi a pioneira aqui Apesar

que nesse nesse exemplo aqui né a gente consegue ver que é um processador da AMD Tá mas tranquilo Beleza então fechamos essa aqui essa geração de essa última geração espero que vocês tenham gostado na nossa aula de hoje tá qualquer dúvida deixa disposição aí meu endereço de e-mail também tem um site e também pesquisa aí pelo meu nome Marcelo Rios nas redes sociais que vocês também vão me encontrar eu vou ficando por aqui e eu vejo vocês na próxima Até lá tchau [Música]