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domingo, 11 de novembro de 2018

Necessidade de Automação – Era da Informação

 

Todo trabalho repetitivo e monótono transforma-se num sofrimento para o homem quando ele o executa constantemente. Este tipo de trabalho gera erros e é muito demorado. Para poupar trabalho ao homem foram desenvolvidas as máquinas, que realizam trabalhos repetitivos mais rapidamente.


Realizar várias operações matemáticas pode ser considerada uma atividade repetitiva, por isso, por volta do ano de 1500 começaram a aparecer as primeiras máquinas de calcular. A primeira que se tem notícia foi uma tabela de multiplicação criada por John Napier.

Blaise Pascal construiu em 1642 sua Pascaline, uma máquina com rodas dentadas que realizava operações básicas de cálculo. Em 1833 foi criada a “calculadora diferencial”, que trazia a inovação de utilizar cartões perfurados. Estes cartões davam instruções à calculadora de como trabalhar com os dados (números). A partir daí temos o conceito de Dados e Instruções, onde as instruções informam à máquina o que fazer com os dados.


 

Primeiros Computadores – O início

 No início da computação, as primeiras máquinas criadas para processarem dados poupavam o homem de verificar vários formulários, realizando a tabulação destes formulários com somas de totais por grupo de dados.



Em 1880 Hermann Hollerith, utilizando o mesmo princípio dos cartões perfurados criou uma máquina para processar os dados do senso populacional dos Estados Unidos. Esta máquina organizou dados como, idade, sexo religião, data de nascimento e cor da pele.

Em 1890, Hollerith diminuiu o tempo de processamento de sua máquina e começou a vender os seus serviços de processamento de dados, dando início à Internacional Business Machine (IBM).

O invento de Hollerith utilizava rodas com pinos que ao passarem pelos furos dos cartões estabeleciam contatos elétricos, que eram interpretados como pulsos por uma calculadora mecânica. O cartão perfurado, hora permitia, hora não permitia a passagem da corrente elétrica, ou seja, um processo de liga e desliga. Os computadores foram evoluindo, mas sempre utilizando o princípio de ligar! Desligar.


 

O primeiro computador, o ENIAC, possuía dezoito mil válvulas que deixavam ou não a corrente elétrica circular, e realizava quinhentas multiplicações por segundo.


 

Depois das válvulas vieram os transistores, muito menores e mais confiáveis, hoje temos os circuitos integrados que possuem em uma única pastilha de silício, milhões de transistores que diminuem bastante o consumo de energia e tornam as operações mais rápidas e seguras.


 

Os computadores não servem apenas para processarem dados matemáticos, eles também armazenam informações qualificadas e classificadas, poupando enorme trabalho à humanidade.

 

Os primeiros microcomputadores

 Os primeiros microcomputadores surgiram na década de 70, concretizando uma filosofia revolucionária até então, onde uma pessoa poderia ter a disponibilidade de uso de um computador para uso exclusivo, sem a necessidade de estar presa a um computador maior e compartilhando recursos com outras pessoas.

Os primeiros microcomputadores utilizavam processadores de 8 bits, como o Apple, Radio Shack e Expert. Uns utilizavam o processador da Motorola, outros, o processador 8080 da Intel. A Intel foi a primeira empresa a fabricar também microcontroladores de 8 bits, os quais eram colocados na placa principal para aliviar o microprocessador de tarefas como controle de entradas e saídas (IIO) de dados do teclado, porta paralela, vídeo, portas seriais, e transferências entre memória e periféricos.


O avanço dos microcomputadores se deu por causa da sua arquitetura aberta, onde qualquer interessado tem acesso ao funcionamento do computador. Com isso, padronizou-se o hardware, e o uso de um mesmo sistema operacional é possível mesmo em equipamentos de fabricantes diferentes, o que antes do microcomputador era impossível.

Mas, o maior avanço para esta nova tecnologia se deu quando a IBM decidiu entrar neste tipo de mercado. O IBM – PC foi apresentado em agosto de 1981 e para ele foram criados os sistemas operacionais PC- DOS (Personal Computer – Dísk Operation System) da Seatle Computers e o MS-DOS da Microsoft.

A novidade da IBM foi a utilização do processador Intel 8088 que trabalha internamente com 16 bits simultâneos, contra os 8 bits de seus antecessores o 8080 e 8085. Mas a transferência de dados externa ainda era feita em 8 bits para poderem ser aproveitados todos os controladores até então desenvolvidos. Este primeiro IBM-PC, foi desenvolvido para ter na placa principal 64 KBytes de memória e cinco slots de expansão. A placa de CPU trazia também controladores de teclado, entrada e saída de dados para gravador cassete e alto falante.


Em 1983 foi lançado o PC-XT (Extended Technology), que trouxe corno inovação a possibilidade de se conectar até oito placas de expansão e possuía 640 KB de memória na placa mãe. O PC-XT foi obtendo melhorias em quantidade de memórias e ganhos em velocidade, graças à concorrência entre diversos fabricantes.


O PC-XT começou a ficar obsoleto, quando em 1984 a IBM lançou o PC-AT (Advanced Technology), que trazia o novo processado r 80286, com capacidade de manipular 16 bits de dados, tanto interna quanto externamente, com isso o conector de expansão passou a ser duplo, para poder acomodar mais estes 8 hits. A principal inovação do microprocessador 80286 foi a possibilidade de endereçar até 16Mega Bytes de memória e a criação do modo de operação protegido. Neste modo de operação, consegue-se isolar vários processos num mesmo sistema operacional. Porém o uso destas facilidades não estavam previstos no MS-DOS, sendo necessária a criação de um novo sistema operacional que utiliza-se todo o poder do 80286, assim nasceu o OS/2 (Operacional System / 2) da 18M/Microsoft, que pode rodar vários programas simultaneamente. Na verdade o microprocessador não executa vários programas ao mesmo tempo, ele dedica frações de tempo para cada programa em execução, dando a impressão que todos estão sendo executados simultaneamente.


A indústria eletrônica continuou evoluindo, em particular a de microprocessadores, lançando o 80386, que trabalha com vários sistema operacionais com maior capacidade de processamento. Depois o coprocessador matemático passa a ser incorporado dentro do próprio microprocessador, eliminando um componente da placa e aumentando o desempenho do computador.

Com o aparecimento do 80486, houve um aumento maior na performance dos computadores. Foi desenvolvido o sistema cujo processador trabalhava com duas velocidades, urna interna e outra externa.

A evolução dos microprocessadores se dava com o aumento na velocidade de operação, e tamanho do barramento de dados, mas sempre com as mesmas instruções existentes desde o 80286. Até que foram lançadas as instruções MMX (Pentíum-Intel) para melhorar o desempenho no cálculo de números inteiros.


E foram desenvolvidas as instruções 3D-Now (K6-AMD) eSSE (Pentium III-InteI), estas tecnologias incorporam novas instruções que agilizam o cálculo de números de ponto flutuante, aumentando o desempenho do computador em aplicativos gráficos e jogos 3D. As instruções SSE também melhoram o desempenho do processador em programas de descompressão de vídeo e reconhecimento de fala, e aplicativos multimídia em geral.



A evolução continua, porém com ganhos em velocidade e capacidade para processamento paralelo, onde executa-se aplica ti vos desenvolvidos com múltiplos processos (rnultithread) mais rapidamente.
Mas é claro que somente os programas otimizados para fazerem uso destas novas instruções apresentam uma melhora em sua performance quando são executados nestes novos processadores.