18 de junho de 2012

Tecnologia: História da Informática e o ENIAC


Informática para Concurso

O Blog Conexão Social começa a partir de hoje na coluna TECNOLOGIA (postada toda segunda feira) uma série de postagens sobre o tema: INFORMÁTICA PARA CONCURSOS. A série abordará os principais tópicos de informática cobrados nos concursos públicos, além de trazer dicas e sugestões de estudos aos interessados. O primeiro assunto tratado da série será a História da Informática e o  "ENIAC - primeiro computador". Boa leitura e um ótimo estudo.

Características do "ENIAC":

  • Pesava mais de 30 toneladas;
  • Operava na base dez e não em base binária;
  • Ocupava 270 m2;
  • Sua capacidade de processamento era de 5.000 operações por segundo;
  • Criado na segunda guerra, tinha como principal finalidade cálculos balísticos;
  • Possuía 18.000 válvulas, de 160 Kw de potência; 

Esta máquina não tinha sistema operacional e seu funcionamento era parecido com uma calculadora simples de hoje. O ENIAC, assim como uma calculadora, tinha de ser operado manualmente.

A calculadora efetua os cálculos a partir das teclas pressionadas, fazendo interação direta com o hardware, como no ENIAC, no qual era preciso conectar fios, relês e seqüências de chaves para que se determinasse a tarefa a ser executada. A cada tarefa diferente o processo deveria ser refeito. A resposta era dada por uma seqüência de lâmpadas.

O primeiro computador digital programável foi o Colossus Mark 1, usado pelos ingleses durante a segunda guerra para decodificar mensagens secretas dos alemães. O Mark 1 foi seguido pelo Colossus Mark 2, que foi o primeiro computador produzido em serie. Com dez unidades no total. O grande problema foi que o Colossus era um projeto secreto. Os investidores não receberam credito e o design não foi aproveitado em outros computadores, o que tornou o Colossus uma pagina isolada na historia que só se tornou publica na década de 70.


Mauchly e o Eckert propuseram em 1943 ao exército norte-americano, em plena II Guerra Mundial, a construção deste primeiro computador, tendo como objetivo o auxilio nos cálculos de precisão necessários para a balística. Foi anunciada a sua conclusão em 14 de Fevereiro de 1946 e foi patenteado em 26 de Junho de 1947 com o registro n.° 3,120,606.

O ENIAC era uma grande máquina para efetuar cálculos e baseava a sua estrutura nos avanços científicos já anteriormente desenvolvidos, como as sofisticadas máquinas de cálculos matemáticos de Charles Babage, as calculadoras mecânicas de Blaise Pascal, Leibniz e Charles Xavier Thomas, nas relés eletromagnéticas, nas válvulas e nas máquinas perfuradoras de cartões. Uma válvula é, de forma simples, um tubo metálico de meia polegada, selado em vácuo dentro de um tubo de vidro, onde uma corrente de eletros pode passar entre os elétrodos. Os tubos de vácuo foram fundamentais para o desenvolvimento da rádio, televisão e gravação de sons. Eram também peças grandes e muito frágeis que tinham uma grande perda de energia por calor.

Ele foi construído com 17.468 tubos de vácuo, 70.000 resistências, 10.000 condensadores, 1.501 relés e 6.000 interruptores. O ENIAC pesava 30 toneladas, consumia 200.000 watts de potencia e ocupava várias salas. Quando em operação produzia tanto calor que necessitava de um sistema de ar forçado para arrefecimento. Era tão grande que tinha de ser disposto em U com três painéis sobre rodas, para que os operadores se pudessem mover a volta dele.

Quando em operação, os complexos cálculos de balística passaram a realizar–se nuns alucinantes 30 segundos, quando com as calculadoras manuais que até aí se usavam demorava 12 horas até se obter o mesmo resultado. O centro de processamento tinha uma estrutura muito similar a dos processadores mais básicos que atualmente utilizamos nas nossas calculadoras de bolso. Tinha 20 registros de dez dígitos cada, onde se podiam efetuar somas, subtrações, multiplicações, divisões e raízes quadradas.

O ENIAC era programado através de milhares de interruptores, podendo cada um dele assumir o valor 1 ou 0 consoante o interruptor estava ligado ou desligado. Para o programar era necessário uma grande quantidade de pessoas que percorriam as longas filas de interruptores dando ao ENIAC as instruções necessárias para computar, ou seja, calcular. Existia uma equipe de 80 mulheres na Universidade da Pensilvânia cuja função era calcular manualmente as equações diferenciais necessárias para os cálculos de balística. O exército chamava a função destas pessoas: computadores. Quando o ENIAC ficou pronto 6 mulheres foram escolhidas para testarem a nova máquina.

Desenvolvimento posterior

O ENIAC serviu de inspiração para muitos outros computadores que se seguiram como: o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer); o ORDVAC (Ordnance Variable Automatic Computer; SEAC (Standards Automatic Computer) e o UNIVAC, este último também construído por Eckert e Mauchly para o processamento dos dados dos censos da população americana.

Em 1955, um computador já só pesava 3 toneladas e consumia 50 kwatts de potência, tendo um custo de U$200.000. Uma máquina destas podia realizar 50 multiplicações por segundo. Assim, os primeiros computadores eram também eles máquinas que só estavam ao alcance de grandes empresas ou instituições que tinham necessidades de cálculo muito exigentes e que possuíam as condições econômicas para tão grande investimento.

Com o rápido desenvolvimento dos transistores entre 1952 e 1960, os tubos de vácuo tornaram-se obsoletos e foi este avanço tecnológico que permitiu a criação de máquinas muito mais rápidas, menores e mais baratas. Com o tempo, os transistores passaram a ser a base da eletrônica, seguindo-se a VLSI (Very Large Scale Integration), ou seja, a construção de circuitos cada vez menores por forma a que possam ser mais leves e despender menos energia, por terem menos superfície para a dissipação de energia por calor. Esta miniaturização permitiu que se tivesse a mesma capacidade de cálculo de um ENIAC na palma de uma mão. A diminuição do tamanho fez também diminuir a quantidade de energia necessária e o custo caiu com a produção em série dos novos processadores.

Em 1977 uma calculadora manual pesava menos de meio quilo e consumia meio watt e podia realizar 250 multiplicações por segundo, custando $300. Hoje uma calculadora pesa poucos gramas podendo ser incorporada em réguas ou agendas, funciona até a energia solar e custa menos de $1,00. 

Um Pentium a 150Mhz é capaz de realizar 150 milhões de somas por segundo, enquanto o ENIAC apenas conseguia realizar 5.000. A memória do ENIAC apenas permitia guardar 198 bits, enquanto qualquer computador tem pelo menos 200 Mbytes.


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