sexta-feira, 19 de outubro de 2018

HISTÓRIA DA COMPUTAÇÃO


 HISTÓRIA DA COMPUTAÇÃO


Dá para se dizer que a história da computação começou com o Ábaco, que foi colocado como o primeiro dispositivo manual e também foi possivelmente a primeira máquina de calcular da humanidade. Ainda não possui definição corretas de quando foi realmente criado, mas teve origem da mesopotâmia, há mais de 5500 anos atrás e foi uma ferramenta que obteve versões japonesas, russas e astecas. O Ábaco tem a função de representar números decimais e realizar operações com eles, visando facilitar a superar o ato de contar com os dedos.


ESTRUTURAS DE NAPIER

Depois de um longo tempo surgiu no final do século XVI as Estruturas de Napier. Ela  foi criada pelo Matemático John Napier, que tinha como objetivo de facilitar multiplicações e divisões. As Estruturas de Napier era um conjunto de  nove bastões, um para cada dígito que transformava as multiplicações de dois números em uma soma das tábuas de cada dígito.


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PASCALINA

O próximo dispositivo revolucionário na história da computação foi a Pascalina, que foi criado por volta de 1642-1644. A Pascalina é uma calculadora decimal com maior longevidade e é conhecida como a primeira calculadora mecânica do mundo. A Máquina era constituída por uma roda dentada com 10 dentes e cada dente corresponde a um algarismo decimal. A Pascalina conseguia efetuar multiplicações e divisões, mas ela possuía alguns defeitos de praticidade.
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MÁQUINA LEIBNIZ

Ainda no século XVII foi construída a primeira máquina com um único propósito de multiplicar e ela era a Máquina de Leibniz. Ela possui duas versões mas nunca foi comercializada. Ela funcionava com um sistema de tambores dentados com comprimentos crescentes deslizando cada um sobre o seu eixo e substituindo dez roldanas independentes.

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http://parquedaciencia.blogspot.com/2014/09/leibniz-um-genio-universal.html
  
MÁQUINA DE BABBAGE

no início do século XIX o inventor Charles Babbage desenhou um conjunto de motores com cálculos aritméticos e computacional que seria chamada de Máquina de Babbage. E na atualidade é considerada por muitos como o primeiro computador. A máquina era programada com cartões perfurados, com memória e um processador chamado moinho.  


ENIAC
No meio do século XX se iniciou a primeira geração de computadores digitais e eletrônicos a grande escala. O primeiro computador dessa geração foi o ENIAC  que era capaz de realizar cinco mil somas e 360 multiplicações por segundo, mas com isso ele ocupava um grande espaço. Ele media 30 metros, pesava 32 toneladas, utilizava 18.000 válvulas e operava com várias chaves. Para época o ENIAC era uma tecnologia totalmente inovadora. Mas o ENIAC possuía algumas falhas de funcionalidade, como o local aonde ele ficava tinha a temperatura elevada a 50 graus quando ele entrava em funcionamento e a cada cálculo novo era preciso reprogramar várias vezes as chaves. O projeto tinha o objetivo de ser usado na guerra, para fazer cálculos balísticos, mas o projeto foi concluído tarde demais para ser usado na guerra. Com tudo ele foi usado para a criação da bomba de hidrogênio.



UNIVAC

Ainda na primeira geração surgiu o primeiro computador comercializado o UNIVAC. Ele foi construído em 1951, ele era maior que o ENIAC, tinha 32,5 metros, consumia 14.000 W, mas pesava 7,2 toneladas, bem menos que o ENIAC e possuía um equipamento para impressão. Ele era programado utilizando 6.000 chaves e já operava com códigos binários. O segundo computador a ser fabricado foi usado no pentágono, Ele já possuía uma grande evolução comparado ao ENIAC, principalmente na arquitetura dele e no funcionamento.

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2°GERAÇÃO

Na metade do século XX Iniciou a Segunda geração, que vinha com uma grande inovação que era o uso de transistores e válvulas, que aumentava a velocidade de processamentos, diminuía o tamanho e a quantidade de calor. Mas as válvulas queimavam facilmente e várias vezes aconteciam bugs. A Segunda geração já havia evoluído muito e se tornado mais funcional e barato, pois já havia uma demanda.


 
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3°GERAÇÃO


A terceira geração teve inúmeras evoluções, entre elas a diminuição do tamanho e a união dos transistores e válvulas que passou a se chamar de chip. Foi criado e passou a ser utilizado os circuitos integrados, que aumentaram a eficiência e a velocidade. Surgiu o conceito de fazer os computadores serem compatíveis,  multiprogramáveis com diversos programas e a possibilidade de ter o seu próprio computador pessoal.
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4° geração

A quarta geração reside até a atualidade,o motivo por trás disso é que começou a se tornar inviável classificar as gerações, porque as tecnologias começaram a evoluir muito rapidamente. A evolução desenfreada da tecnologia começou com os transistores sendo integrados em uma placa de silício, o surgimento de microprocessadores, as memórias passando da capacidade de 1M. Os computadores começaram a ultrapassar a velocidade de trilionésimos de segundos e surgiu duas novas categorias de computadores os microcomputadores e os supercomputadores. Os microcomputadores era para uso pessoal e empresarial. Os Supercomputadores era para uso de pesquisas, de efeitos de produção.
Os computadores da quarta geração ocupava um espaço muito pequeno e processavam mais que os computadores das gerações passadas. Surgiu uma ampla concorrencia por culpa de surgimento de várias empresas de tecnologia, ocasionando a diminuição do preço das tecnologias em geral e aumentando a quantidade variada de dispositivos. Graças a essas evoluções tanto de mercado econômico como, quantidade, qualidade de dispositivos diferente, a tecnologia  está tendo uma evolução constantemente rápida e eficiente. possibilita que todos tenham um acesso às tecnologias.

   
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Àlgebra de Boole e Teorema de De Morgan

Álgebra Boole
Para descrever os circuitos que podem ser construídos pela combinação de portas lógicas, se usa a álgebra de boole, ela tem variáveis e funções que podem ter apenas valores 0 e 1. Ela também pode ser  denominada álgebra booleana, devido ao seu descobridor, o matemático inglês George Boole (1815 - 1864).
Do mesmo modo que existem funções em álgebra "comum", também existem funções na álgebra boole. Uma função da álgebra de boole pode ter uma ou mais variáveis de entrada e fornece somente um resultado que depende apenas dos valores destas variáveis.
Como uma função de “n” variáveis possui apenas “2n” conjuntos possíveis de valores de entrada, a função pode ser descrita completamente através de uma tabela de “2n” linhas, cada linha mostrando o valor da função para uma combinação diferente dos valores de entrada. Tal tabela é denominada tabela verdade.

A B C 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Acima temos a tabela verdade de uma função básica a função AND, ela é um conjunto de funções da álgebra booleana têm implementação eletrônica através de transistores e são conhecidas como portas lógicas.
Um circuito digital é regido pela álgebra de Boole, e com as portas lógicas existentes é possível implementar qualquer função da álgebra booleana. -NOT
A função NOT é implementada na conhecida porta inversora.
-AND
A função AND pode ser definida em linguagem natural como 1 se todas as entradas forem 1 e 0 se apenas uma das entradas for 0.

-OR
A função OR também pode ser definida em linguagem natural ela é 0 se todas as entradas forem 0 e 1 se existir uma entrada em 1.

-XOR
A função XOR conhecida como exclusive OR é muito parecido com a OR.
Temos acima algumas das principais portas lógicas existente, não são as únicas mas as outras portas existentes são combinações destas portas básicas, e todos os circuitos digitais podem ser montados somente com estas portas.

Teoremas de De Morgan


O Teoremas de De Morgan é utilizado para realizar à simplificação de expressões booleanas e também no desenvolvimento de circuitos digitais diversos. Eles foram propostos pelo matemático britânico Augustus De Morgan, no século XIX. Teorema do Complemento do Produto. Esse é o primeiro teorema e ele diz que o complemento do produto é igual à soma dos complementos, ou seja:
1º Teorema de De Morgan - Eletrônica Digital
A fórmula mostra o teorema sendo aplicado a duas variáveis de entrada, mas ela pode ser estendida para mais variáveis. A tabela-verdade a seguir mostra o teorema sendo aplicado e a igualdade entre os membros é provada:


A

B
--------
(A*B)
--  --
A+B
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0

 

Teorema do complemento da soma. Esse teorema diz que o complemento da soma é igual ao produto dos complementos, sendo mais um complemento da primeira parte:
2º Teorema de De Morgan - Eletrônica Digital
Da mesma forma que a primeira parte, a fórmula mostra sua aplicação a duas variáveis de entrada, mas ele pode ser estendido para mais variáveis, quando forem necessárias. A tabela-verdade a seguir mostra o teorema sendo aplicado e a igualdade entre os membros sendo provada:


A

B
--------
(A+B)
--  --
A*B
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0

Com esses dois teoremas podemos simplificar os circuitos digitais, sendo uma ferramenta indispensável para o estudo de Eletrônica Digital.