A História do Computador

Ábaco

O ábado já era utilizado por muitos povos da antiguidade para fazer os cálculos do dia a dia, nas áreas do comércio de mercadorias ou mesmo desenvolvimento de construções civis. [pic 1]

É considerado a primeira máquina desenvolvida para cálculo, o seu sistema é muito simples mas não deixa de ser eficiente para a resolução de problemas matemáticos. É constituído por um conjunto de varetas de forma paralela contendo pequenas bolas para se efetuar a contagem.

O primeiro registro se dá no ano de 5.500 a.C, pelos povos constituintes da Mesopotâmia. Posteriormente foi usado também por muitas outras culturas como: Babilônia, Egito, Grécia, Roma, Índia, China, Japão e etc. .

Cada povo possuía uma versão específica desta máquina mas preservando sempre a sua essência original. Na Roma Antiga era chamado de “Calculus”, termo de onde a palavra cálculo foi derivada.

Há dois fatores para que o instrumento tenha se difundido por todas essas culturas. O contato entre povos distintos é o primeiro, que proporcionou que o ábaco fosse copiado por todos outros povos do mundo. Temos também a necessidade da representação matemática e sendo utilizada no cotidiano fosse implementada uma forma mais prática para tão ação.

Existem versão simples e mais complexas, a mais simples é útil para soma e subtração sendo difícil realizar as operações de multiplicação e divisão. Para tal função foi desenvolvido a versão mais complexa.

Régua de Cálculo

[pic 2]Durante muitos séculos, o ábaco foi sendo aperfeiçoado pois havia se tornado a principal ferramenta de cálculo. Os principais intelectuais da época do Renascimento precisam de maneiras mais eficientes para efetuar cálculos. Em 1638, depois de Cristo o padre chamado William Oughtred, criou uma tabela muito interessante para realizar multiplicações grandes. Sua invenção teve base na pesquisa de logaritmos realizada pelo escocês John Napier.

A multiplicação de números muitos grandes era algo trabalhoso e demorado. Napier descobriu várias propriedades matemáticas interessantes e as nomeou de logaritmos.

Após este descobrimento as tarefas de multiplicações se tornaram mais simples. O mecanismo consistia em uma régua que possuía boa quantidade de valores pré-calculados, organizados de forma que o resultado fosse acessado automaticamente. Havia um ponteiro que indicava o resultado da operação.

Máquina de Pascal

Os valores presentes na régua de cálculo de William Oughtred eram úteis mas pré definidos, não sendo possível calcular números que não estivessem contidos na régua. Em 1642, o matemático francês Bleise Pascal desenvolve o [pic 3]que pode ser chamado de primeira calculadora mecânica da história.

Seu funcionamento era baseado no uso das rodas interligadas que ao girar realizavam os cálculos. A ideia de Pascal era que a máquina realizasse as quatro operações matemáticas básicas, mas na prática isso não aconteceu, pois ela só efetuou as operações de soma e subtração. Por este motivo ela não foi bem aceita na época.

O alemão Gottfried Leibnitz em 1672 conseguiu o que Pascal não havia conseguido. Criou uma calculadora que efetuava a soma e a divisão, além de raiz quadrada.

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A programação funcional

Nas máquinas e mecanismos já mostrados, as operações estavam previamente programadas, não havendo a possibilidade de serem inseridas novas funções. Em 1801, o costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolve um sistema muito interessante. A indústria de Jacquard atuava no ramo de desenhos em tecidos, uma tarefa que ocupava muito tempo de trabalho manual. Joseph vendo este problema construiu a primeira máquina realmente programável, seu objetivo era de recortar os tecidos de forma automática. Este mecanismo recebeu o nome de Tear programável, era inserido cartões perfurados no seu sistema. Jacquard perfurava o cartão com o desenho desejado e a máquina produzia este desenho no tecido. A partir disto muitos esquemas foram influenciados.

A Máquina de diferenças e o Engenho Analítico

Foi publicado um artigo científico em 1822, que prometia revolucionar tudo o que já existia no ramo de cálculo eletrônico. Charles Babbage, afirmou que sua máquina era capaz de calcular funções de diversas natureza sendo elas trigonometria e logaritmos de uma forma simples. [pic 4] Esse projeto foi nomeado de Máquina de Diferenças. Na época houve um grande boom, as ideias aplicadas no projeto estavam muito á frente do seu tempo. A Máquina de Diferenças possuía limitações técnicas e financeiras por este motivo foi implementada muitos anos depois.

No ano de 1837, Babbage lançou uma nova máquina nomeada de Engenho Analítico (Máquina Analítica).

[pic 5] Ele aproveitou todos os conceitos do Tear Programável, como o uso dos cartões perfurados, e atribuiu novas instruções e comandos também poderiam ser adicionados ao cartões, usando os registradores primitivos a precisão chegava a 50 casas decimais. Como as demais invenções não foi implantada na época, os mesmos motivos de limitações técnicas e financeiras. A tecnologia existente não era avançada para a execução dos projetos mas a contribuição teórica de Babbage foi tão grande que suas ideias são usada até hoje.

A Teoria de Boole

No ponto de vista da arquitetura de hardware Babbage é o avô do computador, o matemático George Boole é considerado o pai da lógica moderna. Em 1847, Boole desenvolveu um sistema lógico que reduzia a representação dos valores para dois algarismos: 0 ou 1.

O número “1” significa: ativo, ligado, existente, verdadeiro. Já o “0” significa: desligado, não existente, falso. Já para representar valores intermediários, “mais ou menos” ativo, pode ser usado dois ou mais algarismos (bits) na sua representação. Conforme exemplo a seguir:

• 00 – desligado
• 01 – carga baixa
• 10 – carga moderada
• 11 – carga alta

Os computadores atuais fazem uso deste sistema lógico, da teoria de Boole.

Máquina de Hollerith

[pic 6]O conceito do Tear Programável foi muito útil para a realização do censo de 1890 nos Estados Unidos. Hermann Hollerith desenvolveu nesta ocasião uma máquina que acelerava todo processo de computação de dados.

Em vez de serem usados a caneta clássica para efetuar as marcações com X em “sim” e “não” para as perguntas de sexo e idade, foram usados pelos agentes do censo os cartões e se perfuravam as opções. Com o uso deste recurso os dados foram processados 1/3 mais rápido do que no tempo comum. Na época foi uma revolução na coleta e processamento das informações.