A máquina usava uma
lâmpada:
se a soma
fosse 1, a lâmpada acendia, se a soma fosse 0
permanecia
apagada. Ficou conhecida como "complex calculator" e possuía
de 400 a
450 relês que realizavam os cálculos e um teclado
de teletipo pelo qual eram introduzidos os dados e eram lidos os
resultados.
Em 11 de Setembro foi realizada a demonstração da
"Model K" no congresso da
"American
Mathematical Society", utilizando um teletipo que transmitia
os dados, por uma linha telefônica, para o
Complex Number Calculator. Terminado o cálculo, o
resultado foi enviado, pela mesma linha telefônica, para o
teletipo emissor. Stibitz estava na Faculdade de Dartmouth,
New Hampshire, e a calculadora estava em Nova York.
Assim, pela primeira vez, foram efetuados
cálculos à distância,
algo
que
não seria repetido por mais de uma década.
Assim, George Stibitz havia criado uma rede de
teleprocessamento que foi a precursora das atuais redes de
comunicação de
dados.
O
primeiro
terminal também
foi criado nesse ano. E, por volta de 1940
inicia-se
o desenvolvimento de diversos equipamentos.
Para
melhor entender esse
período foram estabelecidas gerações
na história do computador. As características
principais de cada fase encontram-se aqui.
1941/1950 - Konrad
Zuse
construiu as máquinas Z3 e Z4.
A Z3 foi construída durante a II Guerra Mundial e
objetivava a
codificação de
mensagens, por uma equipe de 15 pessoas em um anexo da
fábrica de aviões Henschel. Essa
máquina tinha um leitor de cartões, um console
para o operador e dois
compartimentos com 2.600 relês.
Sua
memória armazenava 64
números de 22 bits. É considerada a primeira
calculadora universal
binária controlada por um programa. Já calculava
raízes quadradas e realizava
uma multiplicação em cerca de 5 segundos. Foi a
primeira máquina de calcular com
controle automático
de operações e foi destruída
em 1945, durante um bombardeio.
A Z4
foi instalada em Zurique, na Escola Politécnica Federal,
só em 1950.
Era mais potente: tinha 32 bits, com memória de 512
palavras e usava fitas
perfuradas. Zuze iniciou mas não terminou um "Plano de
Preparação da
Máquina" que traduziria os comandos e verificaria se a
entrada de dados
feita pelo usuário tinha sintaxe correta.
1942/1946 - Konrad
Zuse criou a Plankalkul,
a primeira linguagem de programação de
alto
nível.
Dentre outras características já
possuía indicações de
atribuição,
chamadas da
função (sub-rotinas),
instruções
condicionais, estrutura de repetição
(iteração), aritmética de ponto
flutuante,
matrizes (arrays), tipos de dados compostos e tratamento de
exceção. Durantes anos esse trabalho permaneceu
esquecido, sendo que só em 1972 foi publicado.
1943 - No início da
II Guerra Mundial Alan Mathison
Turing foi recrutado para a Escola
de Códigos e Criptogramas do governo em Bletchley Park,
Buckinghamshire, onde uma equipe liderada por Tom
Flowers, tinha sido incumbida de decifrar os
códigos militares nazistas, um
trabalho urgente e secreto, pois havia uma máquina
alemã, denominada "Enigma", que
gerava mensagens em código, supostamente
indecifráveis. E
o código era constantemente trocado.
Entre 1942 e 1943, Alan Turing foi enviado à Moore School e
à "Bell Telephone" em missão secreta. Ele aperfeiçoou um
sistema de codificação vocal para as comunicações
telefônicas entre Roosevelt e Churchil na "Bell Telephone".
Provavelmente em Princeton, Turing conheceu John von
Neumann e, então, participou do
projeto do ENIAC na universidade da Pensilvânia.
Turing e seus colegas construíram o "Colossus", um
precursor dos
computadores digitais, em Dollis Hill, ao norte de Londres. A máquina
começou
a funcionar em
dezembro de 1943, era
enorme e, ao invés de relés
eletromecânicos, usava 1.500 válvulas
eletrônicas,
conseguindo processar
cerca de 5.000 caracteres por segundo.
Ao final da II Guerra Mundial 10 computadores "Colossus"
operavam na Grã-Bretanha decifrando também
códigos japoneses e italianos.
Após a
vitória, Winston Churchill, o então
primeiro-ministro inglês, ordenou que 8 Colossus fossem
destruídos e que a existência dos outros dois
fosse
mantida em segredo.
Vídeo:
Enigma encryption machine used by Germany in WW II http://www.youtube.com/watch?v=HwNGF6te_6A
(acessado novamente em 8/09/2009)
(The famous Enigma encryption machine used by Germany in WW II.
Patented by Hugo Koch in Holland and manufactured by Arthur Scherbius.)
Vídeo:
The Enigma machine http://www.youtube.com/watch?v=DnBsndE1IkA
(acessado novamente em 8/09/2009)
(Here are some clips from 'The Code Book' of Simon Singh explaining how
the German Enigma machine
worked that I have edited together.)
Vídeo:
Colossus -
The First Electronic Computer - Pt1 http://www.youtube.com/watch?v=O8WXNPn1QKo
(acessado novamente em 8/09/2009)
(Demonstration video of the rebuilt Colossus computer at the Bletchley
Park Museum in action.
This machine was designed during WWII to break
the German Lorenz cipher.)
1944 - A Marinha
dos E.U.A. desenvolveu o "Harvard Mark I",
(IBM
ASCC - Automatic Sequence Controlled Calculator), com
apoio financeiro da IBM, que investiu US$
500.000,00 no projeto.
Foi terminado em 1944 e oferecido à Universidade de Harvard
onde ficou em funcionamento até 1949.
A máquina foi desenvolvida por um professor de
matemática aplicada, Howard H. Aiken
em Harvard que se baseou
no
calculador
analítico de Babbage
para calcular tabelas de trajetória
para acertar a pontaria de canhões de longo alcance,
substituindo
cálculos demorados, feitos à mão.
O equipamento funcionava com
relés e era programado por fita de papel e usava o sistema
decimal. Ocupava aproximadamente 120 m3, tinha
760.000
peças, 16,6 metros de comprimento e 2,6
metros de altura, dois
metros de largura, pesava 5
toneladas, sua fiação
alcançava 800 Km e 420 interruptores para controle. Era
envolvido por uma caixa de vidro e de aço
inoxidável e era refrigerada a gelo.
O "Mark I" tinha um dispositivo que permitia que a
informação ficasse registrada fisicamente.
Era um calculador lento. Realizava uma soma em 0,3 s; uma
multiplicação em 0,4 s e uma
divisão em cerca de 10 s. Conseguia multiplicar dois
números de 10
dígitos em 3 segundos. Dispunha de sub-rotinas integradas
que calculavam funções
logarítmicas e
trigonométricas. Era totalmente automático
e podia realizar cálculos sem
intervenção humana.
Houve um desentendimento entre Aiken e a IBM e o
computador acabou tendo dois nomes: "Mark I" e "IBM
Automatic Sequence Controlled Calculator" (IBM-ASCC). Aiken
também construiu o Mark II, que começou a
funcionar em 1947.
1945 - Vannevar Bush,
tentando
resolver o problema de
acessar e gerenciar a grande
quantidade de informações
que surgiam, escreveu o ensaio "As We May Think". Nele
propôs o sistema Memex, baseado em
associações, que permitiria criar e seguir
ligações entre documentos armazenados em
microfilme,
semelhante ao praticado pelo cérebro humano. Mas
não havia tecnologia para efetivar isso na época.
Arthur
C. Clarke publicou o artigo "Retransmissões
Extraterrestres: Módulos espaciais podem dar cobertura mundial de
rádio?" na revista "Wireless World" em outubro de 1945, em que propunha
que satélites geoestacionários, ao orbitar a Terra a cada 24
horas,
poderiam retransmitir mensagens para pontos diferentes da Terra.
Grace
Murray Hopper,
oficial naval e
matemática, assistente de Aiken, foi uma das primeiras programadoras
de computador(oHarvardMark Ieumadas criadoras da
linguagemCOBOL. Curiosamente, em
9 de
setembro, às
15,45 horas, registrou o primeiro "bug"
de computador. Era
um inseto preso
entre os relés. O bug foi documentado no Harvard
Mark II.
Anteriormente, a palavra
"bug" já era
usada para descrever defeitos em sistemas mecânicos.
Inclusive há anotações
de Thomas Edison com esse termo.
Vídeo:
Grace
Hopper http://www.youtube.com/watch?v=57bfxsiVTd4
(acessado novamente em 8/09/2009)
(Grace Hopper was one of the first computer programmers
ever (the
Harvard Mark I calculator (1943)) and one of the designers of COBOL
(gasp!) She coined the term "debugging" for removing errors from
computer programs. A legend in computer science.
Here
she is chatting to a TV show host on 2 October 1986 (taped from a
repeat broadcast in the early '90s). I hope that by avoiding mentioning
the name of the TV show, this clip survives a little bit longer here
before the de rigeur imbecilic request for its removal arrives.)
1946 - O ENIAC
("Electronic Numerical Integrator and Computer"), foi anunciado o
primeiro
computador
elétrico digital
eletrônico de grande escala, em 14 de fevereiro de 1946. O
projeto era do
Exército dos
E.U.A. e objetivava construir um computador para quebrar
códigos
de comunicação e realizar vários tipos
de
cálculos de artilharia, por exemplo, as
trajetórias de mísseis com maior
precisão, para ajudar as tropas aliadas durante a Segunda
Guerra Mundial. O computador começou a ser
construído
em 1943, mas só foi terminado 3 meses
após o final da Guerra. Foi usado durante
a guerra
fria, contribuindo por exemplo no projeto da bomba de
hidrogênio. No final de 1945, seu primeiro teste -
cálculos para avaliar a exequibilidade da bomba de
hidrogênio - impulsionou o desejo dos militares de
desenvolver a nova máquina. O ENIAC só foi
apresentado
oficialmente em fevereiro de 1946.
A máquina foi criada na "Moore School of Electrical
Engineering" da Universidade da Pensilvânia
(Filadélfia,
E.U.A), pelo engenheiro John Presper
Eckert
(1919-1995), o físico John W. Mauchly
(1907-1980) e Herman
H. Goldstine. John von Neumann
juntou-se à equipe e
criou o código que seria usado pelo
projeto lógico do dispositivo eletrônico para
executá-lo. Foi a "Burroughs" quem construiu a
memória do ENIAC.
Com cerca de 17.468 válvulas
termoiônicas, 70.000 resistências, 10.000
capacitores e 1.500 relês
o ENIAC
pesava 28 toneladas,
ocupava uma área de 72 m² na Universidade
da
Pensilvânia, de 9 x 30m, e queimava cerca de 150 kilowatts
de energia
(lembrar que um computador pessoal
atual,
com um monitor LCD, consome cerca de 100 watts de energia).
Sua construção demorou
quase três anos e custou meio milhão de
dólares e
esse computador se destacou por realizar 5 mil
operações
por segundo, velocidade mil vezes superior à de seus
antecessores.
É interessante notar que, se comparado com os
computadores existentes no século XXI, o poder de
processamento do ENIAC
seria menor do que o de uma simples calculadora
de bolso, mas já era capaz de
efetuar 5.000 adições e
300 multiplicações por segundo, pois, tanto as
operações aritméticas quanto as de
armazenamento de dados eram conduzidas eletronicamente. Realizava uma
soma em 0,0002 s e uma
multiplicação em 0,005 s com números
de 10
dígitos.
O ENIAC é considerado, pela maioria, o primeiro computador
eletrônico digital universal, pois foi o primeiro a realizar
cálculos com velocidade que só a
eletrônica permite e comprovou ser confiável para
realizar aplicações complexas.
Mas, os custos de
sua manutenção e
conservação eram muito altos,
pois em média, a cada 5
minutos alguma das válvulas se queimava, tornando
necessárias
manutenções frequentes. Além
disso, o
calor
gerado por elas necessitava de controle por um
complexo sistema de
refrigeração, além dos altos gastos
com energia
elétrica. Em 1955 um raio paralisou a máquina,
já
obsoleta.
Deve-se ressaltar que já existiam o Z 3, o Colossus
e
o Manchester Mark I, mas eram
máquinas militares mantidas em segredo. E o ABC
era um
experimento
científico. Entretanto, o ENIAC
ficou
muito conhecido, pois foi anunciado para a imprensa.
Mas o ENIAC era muito
diferente dos computadores atuais, pois:
Empregava números
decimais em vez da lógica
binária,
Não armazenava programas
na memória,
exigindo
que fossem conectados um grande número de fios,
relés
e
sequências de chaves para definir os
códigos a serem
executados, sendo que, a cada tarefa diferente, o processo deveria ser
refeito.
Não suportava
instruções de desvio
condicional,
uma das bases da programação atual.
A programação do ENIAC era um grande
problema: era feita por meio de de 6.000 chaves
manuais sendo que, em vez de teclas, a entrada de
dados era possível
por meio de cartões de cartolina perfurados, que
armazenavam poucas operações cada um. Uma equipe
preparava os cartões,
incluindo as operações a serem realizada. Outra
equipe ia
trocando os cartões no leitor do ENIAC. E
uma terceira
equipe "traduzia" os
resultados, também impressos em cartões, para o
padrão decimal.
Deve-se ressaltar que no ENIAC não havia uma
unidade de
memória dedicada. Uma parte das válvulas era
reservada para armazenar as
informações que estavam sendo processadas.
Também não havia unidade de
armazenamento. Existiam apenas os cartões
perfurados e as anotações feitas
manualmente pelos operadores.
O
ENIAC gerava sérios problemas de
manutenção, pois, em média, a cada 5
minutos alguma das válvulas se queimava, tornando
necessárias
manutenções frequentes.
Só para efeito de comparação: o poder
de
processamento do ENIAC era suficiente para processar apenas 5.000
adições, 357 multiplicações
ou 38
divisões por segundo. O volume de processamento do ENIAC foi
superado, ainda na década de 70, pelas calculadoras
portáteis. Como foi dito, atualmente, mesmo uma calculadora barata de
bolso
é bem mais poderosa.
O ENIAC marcou o início da era dos "mainframes",
que durou
até o final dos anos 70.
Eram computadores enormes, que
ficavam em salas refrigeradas. Devido ao custo
altíssimo,
apenas grandes empresas e governos possuíam esses
equipamentos.
Curiosidade: O primeiro problema rodado na ENIAC, uma
simulação numérica utilizada
no projeto da Bomba de hidrogênio precisou de 20 segundos
para ser calculado, enquanto as calculadoras mecânicas
então existentes levavam 40 horas.
1946 - Ao
término da segunda Guerra Mundial,
foi criado na Universidade de Manchester, Reino Unido, um
grupo de pesquisa, coordenado por Fred C. Williams,
para
aperfeiçoamento do sistema de radar usado pelos ingleses.
Em dezembro de 1946 Fred Williams e
Tom
Kilburn desenvolveram a tecnologia de
armazenamento. Kilburn construiu um computador eletrônico,
que usava como
memória o tubo de Williams. Era
uma máquina experimental, a
"Small-Scale
Experimental Machine", denominado "Baby" Machine.
Vídeo:
The Baby, World's First Computer with an electric memory
http://www.youtube.com/watch?v=KmYZxqyEgW0
(acessado novamente em 23/03/2010)
(This is the first computer in the world with and electronic memory.
See it operate, learn how it works and how to program it.
Alan Turing, the man who made the first Operating system for a
computer, worked on this computer...)
Neste protótipo foi
executado pela primeira vez, um programa armazenado
na memória interna de um
computador digital com a apresentação correta
do resultado, em forma
binária, no tubo de Williams, precursor
dos monitores.
Assim, "Baby" foi o primeiro computador com
armazenamento de programas a executar um programa de fato, em 21 de
junho de 1948. Havia 3 programas para demonstrar o
funcionamento
da máquina, sendo que um eles foi redigido por Alan
Turing.
Ainda em 1948 foi celebrado um contrato com a Ferranti Ltd. para a
construção de um computador comercial. O
primeiro Ferranti Mark I foi
entregue à Universidade em fevereiro de 1951, e no
mínimo
nove outros foram vendidos entre 1951 e 1957. Nas
três
décadas
seguintes, Kilburn liderou o desenvolvimento de outras
máquinas, como o Atlas e o MU5.
Interessante é notar que nessa época a
cooperação entre pesquisadores era
comum e há pelo menos uma fotografia em
que John Von Neumann, um matemático
húngaro e
Alan Turing estão trabalhando no console
de comando do Mark I.
Ainda em 1946, John Von
Neumann, propôs que um programa
poderia
ser armazenado na memória do computador, da
mesma forma que os dados. Até então as
instruções eram lidas em cartões
perfurados e eram
executadas, uma a
uma. Armazená-las na memória e depois
executá-las,
tornaria o
computador mais rápido, pois as
instruções
seriam obtidas com rapidez eletrônica no momento da
execução.
Essa proposta foi chamada de "Arquitetura
de
Von Neumann", e é a
base para os computadores programáveis
modernos.
É composta por 3
características:
Uso de uns e
zeros para
codificar as
instruções armazenadas na
memória do computador,
Armazenamento das
instruções na
memória e
Durante o processamento do programa
a busca das
instruções
deveria acontecer diretamente na memória, e não a
cada
passo como nos
então utilizados cartões perfurados.
Portanto, Von Neumann propôs o conceito de programa
armazenado, cujas principais
vantagens são: rapidez, versatilidade e
auto modificação. Note-se que esse modelo define
um computador sequencial digital em
que o processamento das informações é
feito passo a passo,
caracterizando um comportamento determinístico (ou seja, os
mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta).
Apesar de ter discutido essa ideia várias vezes com
Eckert e Mauchy, Von Neumann publicou, sozinho, um
artigo para divulgá-la.
Também em
1946 John Tukey usou a palavra bit
para designar dígito
binário.
1947 - Von
Neuman, Eckert e Mauchly começaram a construir o EDVAC
("Electronic Discrete
Variable Automatic Computer"), que incorporou o conceito de
programas armazenados que eram perfurados em fita ou em plugs e,
depois, armazenados na memória. O EDVAC usava
memórias baseadas em linhas de retardo
de
mercúrio, com maior capacidade de armazenamento e
só
foi completado em 1952.
Ainda em 1947,
na Universidade de
Manchester, Sir Frederick Williams
ganhou uma competição para uma
memória prática de acesso
randômico, modificando um tubo
de raios catódicos para pintar pontos e traços de
carga
elétrica
fosforescente na tela, representando o código
binário (
baseado em 0 e 1). Máquinas de
válvulas
eletrônicas, como o IBM 701, usaram o tubo de
Williams como
sua
memória primária.
Em 23 de dezembro de 1947, na "Bell Laboratories" em Nova
Jersey, William
Bradford Shockley (1910-1989), Walter
Houser Brattain (1902-1987) e John Bardeen
(1908-1991) testaram o primeiro transístor,
que foi chamado de "point-contact transistor",
iniciando
a revolução dos semicondutores.
A função de um transistor é
amplificar e interromper os sinais
elétricos, pois, como é composto por um material
semicondutor, pode tanto
conduzir quanto isolar a corrente elétrica. O dispositivo substituiu
a válvula,
sem
possuir partes
móveis, gastando muito menos
eletricidade, sendo muito mais rápido, e gerando
pouco
calor.
É importante notar que antes do transístor, só havia computadores
gigantescos,
caríssimos
e secretos, em projetos das Forças Armadas, que necessitavam de
muitos
operadores.
Assim, o transístor revolucionou a eletrônica
profundamente,
pois permitiu uma
grande redução no tamanho da máquina,
tornando
possíveis equipamentos cada vez menores e com menor consumo
de energia. Aposentou as antigas
válvulas e
abriu espaço para a miniaturização da
eletrônica, afetando praticamente todas as áreas
da
ciência e
da tecnologia, como os computadores, as
telecomunicações,
a eletrônica de consumo, a aviação, a
exploração espacial etc.
O primeiro transístor media cerca de 1,5 centímetro, era montado sobre
suportes de plástico e não era feito de silício, mas de germânio e ouro.
Hoje, os transístores fabricados em escala industrial medem 45
nanômetros, sendo mais de 330.000 vezes menores. Em escala de
laboratório, os cientistas já conseguiram fabricar transístores
moleculares, centenas de vezes ainda menores.
Curiosamente, o termo “transístor” não foi
cunhado por seus criadores, mas por outro
engenheiro da "Bell Laboratories", J. R. Pierce, e
provém de
"transfer resistor" - resistor de transferência. Em 1956
os desenvolvedores, Shockley, Brattain e Bardeen ganharam o
prêmio
Nobel de Física.
1948 - O
ENIAC foi seguido pelo BINAC, que
usava um teclado de máquina de escrever que escrevia dados
diretamente em uma fita magnética. Essa
última era
lida pelo ENIAC e os cálculos eram feitos e depois os dados
saiam em uma máquina de escrever eletromecânica.
Esses
modos de operação eram conhecidos como modo de
grupo, onde as coisas eram feitas uma de cada vez.
No
artigo "The
Mathematical
Theory of Communication", de
Claude Shannon, explicava como conseguir codificar
dados de modo
que eles pudessem ser verificados com exatidão
após
uma
transmissão entre computadores. Identificava o bit
como a unidade
fundamental dos dados, a unidade básica
da
computação.
Ainda em 1948, David
Wheeler, um
matemático de Cambridge, Inglaterra, escreveu um programa
com 30 instruções,
"Ordens Iniciais", que era perfurado em uma fita de teletipo. Convertia
o simbólico em binário e gravava na
memória do computador pronto para executar.
Alguns cientistas sugeriram que fosse
criada uma biblioteca de sub-rotinas, isto é, de
pequenos programas ou partes de programas que teriam
várias aplicações.
Wheeler organizou as primeiras bibliotecas de sub-rotinas
colocando-as na memória em qualquer endereço
disponível e otimizando o uso da
memória. Em 1951, o grupo de Cambridge publicou o livro "A
Preparação de Programas para um Computador
Digital Eletrônico" nos Estados Unidos, para
alcançar um público maior.
1949 - Maurice V. Wilkes, na
Universidade de Cambridge, montou o EDSAC,
"Eletronic Delay Storage Automatic Calculator" (Calculadora
Automática com Armazenamento por Retardo
Eletrônico). Ainda tinha válvulas,
mas foi primeiro computador eletrônico digital e funcional
que armazenou o próprio programa.
Para a programação do EDSAC, Wilkes construiu uma
biblioteca de programas pequenos, chamados sub-rotinas,
armazenados em cartões de
papel perfurado. O EDSAC chegava à velocidade de 714
operações por segundo e executou o primeiro
programa com sucesso em 06/05/49. Calculou tabelas de quadrados e
tabelas de números primos.
Thomas Watson Jr, ainda em 1949, palestrando em um encontro
de vendas
da IBM, previu que componentes eletrônicos substituiriam
todas as partes móveis em computadores em uma
década.
Este "site", destinado
prioritariamente aos alunos de Fátima Conti,
segue as regras da FDL (Free Documentation Licence),
pretende auxiliar
quem esteja começando a se interessar por internet,
computadores e programas,
estando em permanente construção.
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O
primeiro
terminal também
foi criado nesse ano. E, por volta de 1940
inicia-se
o desenvolvimento de diversos equipamentos. 
