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Fundamentos da Computação
Prof. Ricardo Salvino CasadoFATEC-ID
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO
• Ábaco– Utilizado na antiguidade (do Egito a China) por
comerciantes para fazer operações aritméticas– O ábaco utilizava fios para realizar as contas e
representar os números (dados) e seguia as regras de adição, subtração, etc
– Continuou sendo usado até a invasão das calculadoras de bolso (4000 anos de uso).
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO
EXEMPLO COM ÁBACO
• O ábaco (que estaremos utilizando neste exemplo) é formado por 8 colunas divididas em duas partes: inferior e superior.
• Cada coluna possui 9 pedras.• As pedras dispostas na parte superior
representam um banco de dados.• As pedras dispostas na parte inferior
representam um valor numérico (neste caso 543).
EXEMPLO COM ÁBACO
EXEMPLO COM ÁBACO
• Note que da esquerda para a direita, cada coluna representa uma potência de base 10.
• Temos as colunas das unidades, dezenas, centenas, etc.
• O valor zero é representado pela ausência de pedras na respectiva coluna inferior.
EXEMPLO COM ÁBACO
• Inicialmente represente o valor A no ábaco.• Em seguida, acrescente em cada uma das
colunas, o número de pedras necessários para formar o valor B.
• Caso não existam pedras suficientes em uma determinada coluna, acrescente uma pedra na coluna seguinte, e remova da coluna anterior o número de pedras que foi acrescido em excesso.
EXERCÍCIO COM O ÁBACO
• FAÇAM A SOMA DE 27 + 5!• RESULTADO???
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Primeiramente, colocamos o valor 27 na coluna inferior.
– Como não é possível somar o valor 7 ao valor 5 (só há duas pedras restantes na primeira coluna), colocamos mais uma na coluna seguinte.
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Entretanto, ao colocarmos mais uma pedra na segunda coluna, estamos na realidade somando mais 10 ao valor 27.
– Isto significa que somamos 5 unidades em excesso.
RESOLUÇÃO EX. ÁBACO
– Desta forma, estas cinco unidades adicionais– precisam ser retiradas da primeira coluna.– Após a remoção do excesso, temos o resultado
desejado, que é 32.
TEAR DE JACQUARD
• Tear inventado por Jacquard no século XIX em 1801 que podia ser programado com cartões perfurados. E estes cartões controlavam o padrão do tecido no material.
• Responsável pela automatização da indústria têxtil.
TEAR DE JACQUARD
MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE BABBAGE
• Foi um projeto não finalizado (1822 – 1832) de uma máquina baseada em engrenagens similares aos mecanismos de um relógio
• Se funcionasse, a máquina calcularia tabelas matemáticas (raízes de polinômios) e imprimiria os resultados (em uma placa de cobre)
• Ao custo de 1 milhão de dolares, foi construída em 1991 uma máquina de diferenças no museu de ciências de Londres.
MÁQUINA DE DIFERENÇAS DE BABBAGE
MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES BABBAGE (1837)
• Plano de um computador mecânico de propósito geral, que empregava cartões perfurados para entrada (dados) e utilizava-se de vapor para fornecer energia para o funcionamento.
• Possuía quatro componentes:– Memória (1000 palavras de 50 dígitos decimais)– Unidade Processadora (lia, gravava na memória e
realizava operações aritméticas)– Unidades de entrada e saída (cartões perfurados)
MÁQUINA ANALÍTICA DE CHARLES BABBAGE (1837)
• Linguagem de programação às linguagens de máquinas modernas (com laços e condições).
• Planos corretos, mas falta de precisão da tecnologia mecânica da época fizeram com que o projeto nunca fosse implementado.
• Babbage, gastou grande parte de sua fortuna neste projeto, terminando sua vida só e esquecido.
MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890)
• Teve como motivação principal de automatizar o censo americano (o de 1880 levou 7 anos).
• As respostas das perguntas do censo eram codificadas em cartões perfurados.
• O censo de 1890 foi concluído em 2 anos e meio.
MÁQUINA DE CLASSIFICAÇÃO DE HERMANN HOLLERITH (1880 – 1890)
CONCEITO UNIVERSAL DE COMPUTADOR
• A noção moderna assume o conceito de propósito-geral e universal, isto é, dada a capacidade de programação, qualquer computador pode emular o comportamento de qualquer outra máquina.
MODELO UNIVERSAL DE COMPUTADOR: MÁQUINA DE TURING
• Uma máquina de Turing é um modelo abstrato de computador que formaliza as noções de armazenamento e execução de programas.
• Introduzido em 1936 por Alan Turing de forma a caracterizar precisamente a noção de algoritmo.
COMPONENTES DA MÁQUINA DE TURING
• Tape (Fita)• Cabeçote do tape• Unidade de controle• Conjunto de instruções (programa)
MODELO DA MÁQUINA DE TURING
TESE DE TURING (VÁLIDA ATÉ OS DIAS DE HOJE)
• “Qualquer modelo prático de computação tem que ser equivalente ou então ser um subconjunto das capacidades de computação de uma máquina de Turing”.
PRIMEIROS DISPOSITIVOS
• COMPUTADORES COM CAPACIDADES ESPECÍFICAS E NÃO PROGRAMÁVEIS:
• Máquina de diferenças de Babbage. Nunca chegou a funcionar satisfatoriamente
• Máquina de classificação (Hollerith)• COMPUTADORES COM CAPACIDADES
ESPECÍFICAS E PROGRAMÁVEIS:• Tear de Jacquard
PRIMEIROS DISPOSITIVOS
• COMPUTADORES TURING-COMPLETO:• Máquina analítica de Babbage• Problema: Nunca foi construída• Considerado o primeiro computador universal
da história.
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• Componentes básicos do computador– Hardware• A memória do computador• Unidades de entrada e saída• A unidade central de processamento
– Software• Aplicações com software• Ciclo de vida do software• Programação e níveis de linguagem
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• Informática: é a informação automática, ou seja, o tratamento da informação de modo automático
• Informática pressupõe o uso de computadores eletrônicos para o tratamento da informação
• Cabe à informática a tarefa de coletar, tratar e disseminar dados gerando informação
FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃO
• DADOS: Elementos conhecidos de um problema
• INFORMAÇÃO: Um conjunto estruturado de dados, transmitindo conhecimento
EXERCÍCIOS
• 1) Explique o funcionamento do ábaco e realize uma soma de 38 + 7.
• 2) Explique o funcionamento do Tear de Jacquard.
• 3) Fale com suas palavras quais são e como funciona os quatro dispositivos da máquina analítica de Babbage.
• 4) Explique com suas palavras a diferença entre hardware e software.