Computadores e Transítores

7/25/2019 Computadores e Transtores

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3. - Os computadores a transstores

J vimos que na primeira metade do sculo

XX as vlvulas electrnicas de vcuo queeram usadas nos aparelhos elctricos eelectrnicos desde rdios, televisores, tele-fones, at nos computadores electrnicos.

Estas vlvulas electrnicasde vcuo apre-sentavam grandes problemas: aqueciamem demasiado, consumiam muita energia,eram lentas e queimavam.

Fig. 18 - Televisores antigos a vlvulas. E acima duas vlvulas electrnicas.

Vieram ento os transstoresque substituram estas vlvulas electrnicasde vcuo.

Embora os transstores tenham sido inventados em 1947, somente nadcada de 1950 que eles se tornaram comum.

Fig. 19 - Transstores.


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Mas rapidamente os transstorespassaram a ser usados em tudo.

Os transstores eram pequenos.

Por ser muito menor do que a vlvula e por no "queimar" como sua ante-

cessora, o transstorconstituiu um enorme avano na miniaturizao.Com isso surgiram rdios a pilha bem mais pequenos.

Os televisores e outros aparelhos electrnicos foram tornando-se maiscompactos.

Fig. 20 - O primeiros rdios a pilha e televisores mais compactos com a substituiodas vlvulas pelos transstores.

Nos computadores essa substituio da vlvula pelo transstorcomo com-ponente principal dos circuitos ocorreu a partir de 1956.

E desta forma os computadores tambm tornaram-se mais compactos.

Fig. 21 - O IBM 1401, lanado em 1960, um computador de segunda gerao.

Os computadores desta poca so designados de:

computadores da segunda gerao.

Os primeiros computadores desenvolvidos na segunda gerao foram paraa indstria da energia atmica.


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Fig. 22 - O Burroughs B-200, lanado em 1962, um computador de segunda gerao.

Os transstoreseram tambm mais rpidos que as vlvulas e portanto elestambm contriburam para aumentarem a velocidade computacional.

Portanto, os computadores da era dos transstores (ou dasegunda gera-o) eram no s mais pequenos mas tambm mais rpidos que os eradas vlvulas electrnica (ou daprimeira gerao).

Fig. 23 - Dois computadores de segunda gerao: o IBM SSEC, lanado em 1959 (esquerda) e o PDP-11 lanado em 1960 ( direita).

Entretanto os transstoresno eram ainda suficientemente pequenos.

Havia um limite de quo pequeno se poderia fazer um transstorpois elestinham que ser conectados com fios a outros componentes electrnicos docircuito.

Surgiram ento os circuitos integrados, e com eles os computadores daterceira gerao.

Logo, a segunda geraode computadores foi curta. Ela corresponde aoscomputadores entre 1956 e 1963.

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4. - Os computadores com circuitos integrados

Em 1958, Jack Kilbyda Texas Instruments, EUA, criou o primeiro circuitointegradofazendo de silcio no apenas o transstor, mas o circuito todo.

A Texas Instruments patenteou esta ideia.

Fig. 24 - O primeiro circuito integrado(Texas Instruments, EUA, 1958).

Fig. 25 - Um circuito integradodos anos 70s.

Logo aps, em 1959 na Califrnia, Robert Noyceda Fairchild (uma fabri-cante de semicondutores) tambm criou um circuito integrado fazendo ocircuito todo num simples chip.

Enquanto o Kilby fez componentes individuais de silcio, Noyce pensouneste meio melhor de conectar as partes e tambm patenteou a sua ideia.

Hoje ambos Jack Kilby e Robert Noyce so reconhecidos como os paisdos circuitos integrados.

Em 2000 Jack Kilbyganhou o prmio Nobel da Fsica pela sua invenode 1958.

Fig. 26 - Circuitos integradosactuais.


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Portanto um circuito integrado consiste de muitos elementos, como tran-sstores, resistncias, dodos e condensadores, fabricados em umamesma pea de silcio ou outro material semicondutor.

Em 1959 tinha sido lanada a fotocopiadora Xerox e a boneca Barbie. Nos

anos 60s vieram os Beatles. Eram tempos prsperos.Neste cenrio os computadores estavam evoluindo rapidamente. Os com-putadores com circuitos integradosforam chamados de:

computadores da terceira gerao.

A velocidade e a eficincia dos computadores aumentaram drasticamentecom a introduo dos circuitos integrados.

Fig. 27 - Dois computadores da terceira geraoque foram muito populares nos anos70s: o IBM 360 introduzido em 1966 ( esquerda) e um CDC 6600 de 1964( direita).

Nesta poca surgiu o termo software.

Surgiram as primeiras empresas de software,como a CSC, Computer Sciences Corporation,que em 1964 foi a primeira companhia desoftwarecom aces negociadas em bolsa.

Em 1965 surgiu o primeiro minicomputador co-mercial, o PDP-5, lanado pela DEC, DigitalEquipament Corporation, dos Estados Unidos.

Fig. 28 - O PDP-5, o primeiro minicomputador comercial.

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5. - Os computadores com microprocessadores

Em 1970 a INTEL Corporation lanou no

mercado um tipo novo de circuito integrado:o microprocessador.

O primeiro foi o Intel 4004, de quatro bitsque foi logo seguido por outros: o 8008, em1972, o 8080, o 8085, o 8088, etc

Fig. 29 - O Intel, o primeiro mi-croprocessador, 1970.

Estes chips concentravam todos os componentes principais de um compu-tador:

oa CPU(Central Processing Unit) ou Unidade Central deProcessamento;

oa memria; e

oos controlos de entrada / sada (input / output).

Esses primeiros computadores com microprocessadores foram chamadosde:

computadores da quarta gerao.

A partir de ento surgem os microcomputadores.

O primeiro kit de microcomputador foi o ALTAIR 8800 em 1974.

Fig. 30 - O Altair 8800, o primeiro microcomputador, 1974. O teclado no tinha teclas,

s botes e chaves.


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Surge a empresa Microsoft, em 1975 criada por Paul Allen e Bill Gates,que lanam o primeiro software para microcomputador: uma adaptaoBASIC para o ALTAIR 8800.

Fig. 31 - Bill Gates, esquerda com Paul Allen.

Em 1976 surge a empresa Digital Research Incorporation que vende osistema operacional CP/M.

Em 1977 Steve Wozniak e Steve Jobs criam o microcomputador Apple.

Fig. 32 - Steve Wozniak e Steve Jobs, os fundadores da Apple. esquerda em 1975em sua garagem.

Logo surgem outros microcomputadores.

At ento somente as grandes empresas tinham condies de comprar umcomputador.

Fig. 33 - Dois microcomputadoresdo incio da quarta gerao: o Wang 2200 de 1973 (esquerda) e o PET 2001, de 1977 ( direita).


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Fig. 34 - Osborne 1 ( esquerda), o Sinclair ZX-81 de 1983 e o Sinclair Spectrum (direita) de 1985.

Mas com a produo de microcomputadoresmenores e mais baratos osusurios individuais tambm comearam a ter acesso a computadores.

Comea a era dos PCs.

O termo PC surgiu em 1981 com o IBM-PC (IBM Personal Computer).

Em 1984 a Apple introduziu o Macintosh.

Fig. 35 - Dois IBM-PC de 1981 ( esquerda) e dois Apple Macintosh de 1984 ( direita).

Os microprocessadorestambm so responsveis pela reconfigurao darea de trabalho(desktop) dos computadores PCs.

Isto , o teclado, omonitore a caixados computadores.

Mas no somente isto. Tambm se desenvolveram nesta poca:

o os mouses (os ratos);

o os joysticks; e

o os GUIs (Graphical User Interface) que so as windows (as ja-

nelas grficas).


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Os microprocessadores, foram ficando mais avanados com as tcnicasde circuitos:

LSI (Large Scale Integration) que significa Integrao em AltaEscala; e

VLSI (Very Large Scale Integration), que significa Integraoem Escala Muito Alta;

e que permitiam uma maior miniaturizao.

Um chip VLSI equivalente a centenas de chips normais e mesmo LSI.

Fig. 36 - Os microprocessadoresIntel 386 e 486.

E assim continuaram a evoluir os PCs da quarta gerao na dcada de1980:

o1982- Surge o 286usando memria de 30 pinos e slots ISA de 16 bits.Utilizava ainda monitores CGA na grande maioria era verde, laranja oucinza.

o1985- O 386ainda usava memria de 30 pinos, porm devido s suavelocidade de processamento j era possvel rodar softwares grficosmais avanados como era o caso do Windows 3.1. J contava complacas VGA que podiam atingir at 256 cores.

o1989- O 486DX usava memria de 72 pinos, muito mais rpida, e tinhao coprocessador matemtico embutido no prprio processador.

A medida que estes microcomputadores se tornavam mais potentes, foipossvel para eles ligarem-se em rede e isso veio por fim dar origem Internet.

No computador o microprocessador, ou simplesmente o processador o

responsvel pelo seu pensamento, determina a capacidade deprocessamento do computador e tambm o cdigo de mquina que elecompreende (e, portanto, os programas que ele capaz de executar).


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Um processador basicamente uma CPUnum chip.

O processador de um computador fica alojado numa placa chamadamotherboard, ou seja, placa me.

Fig. 37 - Trs motherboards(placas me) de computadores.

Isso porque embora o processador seja a essncia do computador, oprocessador, no um computador completo.

Precisa de alguns circuitos perifricos para que possa funcionar: relgios,controladorese conversores de sinais.

Cada um desses circuitos de apoio interage de modo peculiar com os pro-gramas e, dessa forma, ajuda a moldar o funcionamento do computador.

Uma motherboard (placa me) base para o hardwarede um sistema,promovendo a inter conexo e controle de sinais entre os componentesdeste.

Portanto a motherboard (placa me) a placa onde se conecta oprocessador, o hard disk (disco rgido), os perifricos, os slots, osbarramentos, etc.

Mas as "motherboards" (placas me) tambm pode ser encontradas emcentrais telefnicas;

controladores lgico programveis (CLP's);

e outros.

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6. - Os computadores actuais

Microprocessadoresno so usados apenas em computadores.

Eles invadiram muitas reas em produtos do nosso dia a dia.

Cmaras digitais, mquinas fotocopiadoras, mquinas de lavar, forno demicroondas, telefones, etc., todos hoje tm microprocessadores.

Os processadores continuaram a evoluir e nos anos 90s as tcnicas decircuitos:

ULSI (Ultra Large Scale Integration), que significa Integraoem Escala Ultra Alta

que vieram substituir a tecnologia VLSIpermitindo uma maior miniaturiza-o ainda e a preos cada vez mais acessveis.

Os computadores com esses processadoresULVIso chamados de:

computadores da quinta gerao.

Uma das principais caractersticas dessa gerao a simplificao e

miniaturizao do computador, alm de melhor desempenho e maiorcapacidade de armazenamento.

Fig. 38 - Os processadoresPentium II ( esquerda) e Pentium IV ( direita).

Isso veio atender a exigncias de aplicaes como:

sistemas especialistas (expert systems);

sistemas multimdia (combinao de textos, grficos, imagens esons);

banco de dados distribudos; e

redes neuronais;


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que estavam a exigir cada vez mais uma maior capacidade deprocessamento e armazenamento de dados.

So exemplos desta gerao de computadores, os que utilizam a linha deprocessadoresPentium, da INTEL.

Os PCs da quinta gerao evoluram na dcada de 1990:

o1993- Surge o Pentium, com memrias DIMM de 108 pinos;

o1997- o Pentium II;

o1999- o Pentium III;

o2001- o Pentium 4.

Fig. 39 - Fotomicrografia em cor falsa de um chip equivalente ao Pentium IV aumen-tada 2400 vezes ( esquerda) e arquitectura interna de um microprocessadordedicado para processamento de imagens de ressonncia magntica, foto-grafia aumentada 600 vezes, sob luz ultravioleta ( direita).

Desde a criao dos microprocessadores, a velocidade dos computadoresvem duplicando a cada 18 meses.

Esse fenmeno conhecido como Lei de Moore.

Segundo Gordon Moore, que props a lei na revista Scientific Americanem 1965.

Moore previa que essa regularidade se mantenha ainda por vrios anos.Porm, ela no pode durar para sempre, pois a miniaturizao tem limites.

Ela s pode prosseguir at que os componentes tenham dimensesatmicas.


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Fig. 40 - Computadoresdos anos 90s: um desktop ( esquerda) e um porttil (direita).

A reduo dos custos de produo e do volume dos componentespermitiram a aplicao destes computadores nos chamados sistemasembutidos, que controlam

aeronaves,

embarcaes,

automveis erobots (industriais e no industriais).

Fig. 41 Um robot industrial( esquerda) e um robot mvel( direita).

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