História da computação

Os modernos chips dos computadores devem sua existência ao trabalho de inventores

geniais, durante três séculos.

Charles Babbage, considerado o pai do computador atual, construiu em 1830 o primeiro

computador do mundo, cem anos antes de se tornar realidade. O projeto de Babbage

apresentava desvantagens; uma delas era o fato de que o seu computador deveria ser

mecânico, e a outra era a precariedade da engenharia da época. Apesar dos problemas,

Charles Babbage construiu um aparelho que impressionou o governo inglês.

Entretanto, a história da computação começou muito antes. Como sabemos, o computador é

uma máquina capaz de efetuar cálculos com um grupo de números e ainda adaptável para

efetuar novos cálculos com um outro grupo de números. O primeiro "modelo" foi o ábaco,

usado desde 2000 a.C. Ele é um tipo de computador em que se pode ver claramente a soma

nos fios.

Blaise Pascal, matemático, físico e filósofo francês, inventou a primeira calculadora

mecânica em 1642. A calculadora trabalhava perfeitamente, ela transferia os números da

coluna de unidades para a coluna de dezenas por um dispositivo semelhante a um

velocímetro do automóvel. Pascal chamou sua invenção de Pascalina.

Nos anos que se seguiram, vários projetos foram feitos com intuito de aperfeiçoar essa

primeira calculadora. Entretanto, nada de significativo aconteceu, até que Babbage e Ada

Lovelace começaram a considerar melhor o problema. Em 1822, Babbage apresentou a

Sociedade Real de Astronomia o primeiro modelo de uma máquina de "diferença", capaz

de fazer cálculos necessários para elaborar uma tabela de logaritmos. O nome da máquina

foi derivado de uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças. Com o

incentivo da sociedade, Charles Babbage continuou a trabalhar no aperfeiçoamento da

máquina.

Com Ada Lovelace, filha de Lord Byron, iniciou um projeto mais ambicioso para construir

uma "máquina analítica". Foi projetada para calcular valores de funções matemáticas bem

mais complexas que as funções logarítmicas. A máquina era enorme, demonstrava

inúmeros problemas e simplesmente não funcionava. Grande parte da arquitetura lógica e da estrutura dos computadores atuais provém dos projetos de Charles Babbage, que é

lembrado como um dos fundadores da computação moderna.

Essas máquinas eram chamadas de calculadoras. No início do século 20 já eram comuns as

calculadoras mecânicas e elétricas. As calculadoras elétricas eram baseadas em um pequeno

dispositivo elétrico, chamado de RELÉ. Os relés tinham aproximadamente o tamanho de

uma caixa de fósforos. Máquinas calculadoras construídas com relés eram muito grandes,

pois para construí-las eram necessários centenas de relés.

As calculadoras elétricas, construídas com relés, eram muito melhores que as mecânicas.

Eram mais rápidas e mais difíceis de apresentar defeitos. É verdade, essa estória de "erro do computador" já existia na época. As calculadoras mecânicas apresentavam muitos defeitos, da mesma forma como ocorre com qualquer máquina mecânica. As calculadoras a relé também apresentavam defeitos, mas eram muito mais raros. Resumindo, as calculadoras existentes até mais ou menos 1930 podiam ser de dois tipos:

• Mecânicas: Lentas, apresentavam muitos defeitos.

• Elétricas: Um pouco mais rápidas, e apresentavam defeitos, mas menos que as

mecânicas

Já nos anos 30 existiam as válvulas eletrônicas, muito usadas em rádios. Um daqueles

antigos rádios possuíam mais ou menos uma dúzia de válvulas eletrônicas. As válvulas

funcionavam como relés mais sofisticados. Eram muito mais rápidas que os relés, mas

tinham o inconveniente de durarem pouco tempo. Após cerca de 1000 horas de uso, as válvulas "queimavam", assim como ocorre com as lâmpadas. Era então necessário trocar a válvula queimada.

Em 1946 foi inventado o primeiro computador eletrônico de grande porte, o Eniac.

Construído na Universidade da Pensilvânia, apresentava aproximadamente 18.000 válvulas e ocupava o espaço de uma sala. O objetivo do Eniac era ajudar o exército americano durante a 2ª guerra mundial. Apesar de não poder armazenar programas ou guardar mais que 20 dezenas de números digitais, o Eniac podia realizar aproximadamente 5.000 somas por segundo, ou seja, podia calcular a trajetória ou ângulo de uma bomba em 20 segundos.

O peso aproximado do Eniac era de 30 toneladas. Com o revolucionário invento do Eniac, estava claro para muitas pessoas que trabalhavam no desenvolvimento do Eniac, que havia meio para melhorar a performance desse computador.

Ainda nessa época, os computadores eram chamados de "calculadoras". Um dos famosos computadores da época era chamado de ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Calculator).

A partir de 1951, começou a surgir empresas especializadas no comercio de computadores como a UNIVAC nos Estados Unidos e a Ferranti Mark I na Inglaterra.

A UNIVAC lançou um computador com o mesmo nome da empresa (UNIVAC), que processava cada dígito com mais precisão.

Ele possuía uma freqüência de clock de 2.25 Mhz e podia calcular números de dez dígitos com uma velocidade de 100.000 cálculos por segundo. O UNIVAC podia gravar em sua fita magnéticos dados com a velocidade de 40.000 dígitos binários por segundo (bits).

Computadores transistorizados

Uma grande melhoria em todos os aparelhos eletrônicos ocorreu após a invenção do TRANSISTOR. Esses pequenos componentes serviam para substituir as válvulas, mas com muitas vantagens. Eram muitos menores, consumiam menos corrente elétricas e duravam muitos anos. Tornou-se possível à construção de computadores de menor tamanho, mais rápidos, mais confiáveis e mais baratos. Já no final dos anos 50, todos os computadores eram construídos com transistores. Também passaram a serem fabricados em série.

Cada computador não era mais um "filho único", e sim, fazia parte de uma série de máquinas iguais. Esses computadores ainda custavam milhões de dólares, mas passaram a ser usados em aplicações não militares:

• Aplicações comerciais em grandes empresas

• Controle de processos industriais

A indústria de computadores começou a crescer, dando origem ao desenvolvimento dos

grandes gigantes da informática mundial, como a IBM.

Realmente os transistores causaram um grande impacto em todos os aparelhos eletrônicos, como rádios, TVs, vitrolas e tudo o mais que antes utilizava válvulas. Mas foi nos computadores que esses pequenos componentes tiveram a maior repercussão. Isso não é muito difícil de entender. Uma TV ou um rádio transistorizados não era tão pequenos em comparação com os modelos a válvula. Mas no caso dos computadores, essa miniaturização era muito mais acentuada, já que os computadores a válvula eram verdadeiros gigantes.

Computadores que ocupavam um salão inteiro podiam ser construídos a transistor e ficavam do tamanho de uma estante. Computadores a válvula que ocupavam um prédio inteiro, podiam ser construídos com transistor, e passavam a ocupar apenas um andar.

Assim foram os computadores até mais ou menos 1965.

Circuitos integrados

Ao mesmo tempo em que os computadores transistorizados eram cada vez mais utilizados em todo o mundo, outro grande avanço tecnológico ocorria: A corrida espacial.

Americanos e soviéticos lançavam seus foguetes rumo ao espaço. A miniaturização de computadores era ainda mais importante, no caso de um computador a ser colocado a bordo de um foguete. Seria totalmente inviável levantar vôo carregando um enorme computador valvulado. Já para um computador transistorizado, isto era possível, mas se fosse conseguida uma miniaturização ainda maior, computadores mais poderosos ou então mais leves (ou ambas as coisas) poderiam ser embarcados nos foguetes. A NASA (Agência Espacial Norte-Americana) gastou bilhões de dólares com seu programa espacial, contratou empresas fabricantes de transistores para que realizassem uma miniaturização ainda maior.

Uma dessas empresas, até hoje uma líder mundial em microeletrônica, é a TEXAS INSTRUMENTS. Foram então criados os primeiros CIRCUITOS INTEGRADOS, também chamados de CHIPS. Basicamente, um circuito integrado é um pequeno componente eletrônico que possui em seu interior, centenas, ou até milhares de transistores. A figura 5 mostra a comparação de tamanhos entre uma válvula, um transistor e um CHIP dos mais rudimentares. Enquanto um transistor é equivalente a uma válvula e tem um tamanho muito menor, um CHIP dos mais simples tem aproximadamente o mesmo tamanho que um transistor comum, mas em seu interior existem, na verdade, centenas de transistores.

Aqueles velhos CHIPS dos anos 60 tinham em seu interior, dezenas ou centenas de transistores. Já o microprocessador PENTIUM, um moderno CHIP dos anos 90, contém em seu interior, nada menos que 3.500.000 transistores!

Os CHIPS podem ser divididos em várias categorias, dependendo da quantidade de transistores que existem em seu interior:

SSI - Short Scale of Integration, ou Integração em Baixa Escala. Esse chip contém em seu interior apenas algumas dezenas de transistores.

MSI - Medium Scale of Integration, ou Integração em Média Escala. Esse chip contém algumas dezenas de transistores.

LSI - Large Scale of Integration, ou Integração em Alta Escala. Contém em seu interior, alguns milhares de transistores.

VLSI - Very Large Scale of Integration, ou Integração em Escala Muito

Alta. Esse chip contém da ordem de dezenas de milhares de transistores, ou mais.

Nos computadores modernos, quase todos os chips usados são do tipo LSI ou VLSI. Os chips SSI e MSI são ainda usados em pequenas quantidades, normalmente para auxiliar os chips LSI e VLSI.

Os primeiros microprocessadores

Não confunda essas duas palavras:

MICROCOMPUTADOR:

É um computador pequeno, de tamanho tal que pode ser colocado sobre uma mesa. Quando surgiram os microcomputadores, existiam apenas os computadores de grande porte (que ocupavam salas inteiras) e os minicomputadores, que eram do tamanho de uma geladeira.

MICROPROCESSADOR:

É um pequeno CHIP, que cabe na palma da mão. Podemos dizer que esse chip é o

"cérebro" do computador. É ele que executa os programas, faz os cálculos e toma as decisões, de acordo com as instruções armazenadas na memória.

Podemos ver na figura 6 um MICROCOMPUTADOR e na figura 7 um

MICROPROCESSADOR.