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Os surpreendentes progressos da microeletrônica são responsáveis
pela revolução causada pelos computadores.
O moderno computador possui milhões de pequenos interruptores eletrônicos, essenciais a sua estrutura. Sem eles, a revolução tecnológica, que aconteceu após a Segunda Guerra Mundial, não teria sido possível. Em 1938, o engenheiro eletrônico Claude Shannon provou que operações lógicas podem ser executadas utilizando-se interruptores de circuitos elétricos. Uma vez evidenciado que o trabalho do computador consistia em uma seqüência de operações lógicas, o objetivo da pesquisa passava a ser a produção do interruptor eletrônico. A primeira tentativa teve como resultado a criação do relé, que foi usado com resultados satisfatórios no início da era da computação, mas cuja estrutura limitava o desenvolvimento e a capacidade do computador. O relé não operava apenas eletronicamente; por isso, os componentes mecânicos com freqüência ocasionavam paralisações e seu funcionamento era lento e de pouca confiabilidade. A primeira geração de computadores caracterizou-se pelo uso da válvula que funcionava apenas eletronicamente e, por conseqüência, de modo mais rápido. Todavia, além de tornar o equipamento muito volumoso, necessitava de alta capacidade energética, o que aumentava o custo e causava problemas em decorrência do calor produzido. A invenção do transistor deu origem a uma nova geração de computadores. Os transistores teoricamente funcionam de modo semelhante às válvulas, mas têm desempenho superior, são menores e de produção mais barata. Esses avanços levaram os computadores para fora das universidades e das instituições militares, introduzindo-os no mundo comercial. Os computadores de hoje ainda usam o transistor como interruptor, mas ele não mais constitui um elemento distinto e separado. Sobre um chip de silício, do tamanho de uma unha, pode haver quase 250.000 transistores, todos pequenos demais para serem percebidos a olho nu. Pela concentração dos milhares de interruptores necessários ao funcionamento do computador em um pequeno chip de silício, tornou-se possível economizar em outros itens importantes do custo. Os computadores mais potentes e caros da década de 50, que ocupavam um laboratório inteiro, foram reduzidos a um simples chip, que constitui a matriz dos procedimentos dos modernos microcomputadores.
O Computador a válvulas
Em 1943, no auge da Segunda Guerra Mundial, um coronel do exército dos Estados Unidos sugeriu que se fizesse uma máquina de calcular para fins de artilharia. O desafio foi aceito pela Universidade da Pensilvânia, que, em 1946, apresentou seu invento, tendo empregado 7.237 horas-homem para conclui-lo. O equipamento recebeu o nome de ENIAC ( E lectrical N umerical I ntegrator A nd C alculator) e foi o primeiro computador a válvulas. Possuía 18.000 válvulas, 1.500 relés e emitia o equivalente a 200 quilowatts de calor. Essa enorme máquina foi alojada em uma sala de 9 m por 30 m. Capacidade de memória e confiabilidade foram os primeiros problemas. O ENIAC tinha condições de armazenar apenas vinte números de dez dígitos e toda programação precisava ser feita reordenando-se a rede elétrica. Em 1952, mais de 19.000 válvulas tinham sido substituídas: elas começavam a queimar dois minutos depois de ligar-se o equipamento. ENIAC teve vida ativa curta e foi aposentado em 1952.
Interruptor de relé
Quando a corrente passa pela bobina que envolve o eixo de ferro, produz-se a força magnética. Essa força atrai a peça de ferro em forma de L que gira em ângulo reto. Ao girar sobre este eixo, a tira junta os dois contatos e, desse modo, fecha o imterruptor.
Válvula
O tubo de vidro na ilustração possui um terminal positivo e um negativo (o cátodo e o ânodo) separados por uma grade de fios. Os elétrons do cátodo são atraídos pelo ânodo e fazem uma corrente de elétrons passar através da válvula. O fluxo natural dos elétrons negativos para o terminal positivo é intensificado de duas maneiras: o cátodo se aquece até a incandescência e sua superfície é tratada com um produto
Do ábaco ao micro
Os modernos chips dos computadores devem sua existência ao
trabalho de inventores geniais, durante três séculos!
Quando alguém está apaixonado, sente-se capaz de conseguir qualquer coisa. Este foi, pelo menos, o pensamento de Charles Babage em 1830. Em conseqüência, ele quase construiu o primeiro computador do mundo, cem anos antes de isto se tornar realidade. O projeto de Babage apresentava desvantagens; uma delas era o fato de que o computador tinha de ser mecânico, e outra era a própria precariedade da engenharia da época. Apesar desses problemas, Charles Babage construiu um aparelho que impressionou muito o governo inglês; a partir daí, o inventor recebeu vultosas subvenções. Entretanto, a história da computação começou muito antes. O computador é uma máquina capaz de efetuar cálculos com um grupo de números, "lembrar" o que foi computado e, ainda, pode ser adaptado para efetuar outros cálculos com um novo grupo de números. O primeiro "modelo" foi o ábaco, usado desde 2000 a.C. e ainda encontrado no Japão e em outros países. É um tipo de computador em que se pode ver claramente a soma nos fios: a posição das contas forma uma "memória" da soma, Mas não são automáticos e não comportam números muito extensos. Blaise Pascal, matemático, físico e filósofo francês inventou a primeira calculadora mecânica em 1642, aos 18 anos de idade, talvez para ajudar o pai fiscal de impostos. A calculadora trabalhava perfeitamente; transferia os números da coluna de unidades para a coluna de dezenas por um dispositivo, parecido com o velocímetro de automóvel. Pascal chamou a invenção de pascalina. Apesar de o aparelho não ter vendido bem, despertou grande interesse científico, e 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. Charles Babbage nasceu numa família rica, em 1791. Foi talentoso matemático e, por ficar frustrado em apenas corrigir os erros que encontrava nas tabelas de logaritmos, decidiu construir uma máquina que eliminasse o trabalho dos cálculos. Em 1822, ele apresentou à Sociedade Real de Astronomia o primeiro modelo de uma máquina de "diferença", capaz de fazer os cálculos necessários para elaborar uma tabela de logaritmos. O nome da máquina derivou de uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças. Com o incentivo da
sociedade. ele 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. O projeto apresentava inúmeros problemas, e simplesmente não funcionava. Os desenhos que restaram nos mostram que o aparelho era imenso e ocupava toda a oficina de Babbage. As centenas de engrenagens, barras e rodas apresentavam problemas ao serem acionadas, pois a tecnologia do metal da época não era suficientemente boa. Ao construir um modelo menor. as pequenas imperfeições podiam ser desprezadas, mas, feita a máquina no tamanho real. essas imperfeições tornaram-se enormes. Contudo. Babbage estava no caminho certo; se tivesse montado as peças de modo satisfatório, sua máquina analítica provavelmente teria funcionado. 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. Durante seu trabalho, Babbage observou que se podia "programar" ou "ensinar" sua máquina a fazer tarefas matemáticas. Se ele tivesse podido testar isso, ou se tivesse criado uma máquina para fazê-lo, os vitorianos teriam movido o império por meio do computador a vapor. A estrutura lógica Só por volta de 1936, as idéias de Babbage foram comprovadas, quando um jovem matemático de Cambridge, Alan Turing, publicou um artigo, pouco conhecido, On computable numbers. O nome de Turing é quase desconhecido para o público, mas sua contribuição foi fundamental para o desenvolvimento de idéias que ocorreriam antes de o computador propriamente dito tornar-se realidade. Os cientistas admitiam que a matemática não era uma arte misteriosa, e sim uma ciência inteiramente relacionada com regras lógicas. Se uma máquina recebesse essas regras e o problema a ser solucionado, ela seria capaz de resolvê-lo. No entanto, os esforços dos mais competentes matemáticos foram inúteis para desenvolver tal máquina. Turing decidiu examinar o impasse de outra maneira. Verificou os tipos de problemas que uma máquina poderia resolver seguindo regras lógicas, e tentou fazer uma lista de todos eles. Se abrangessem toda a matemática, a questão estava resolvida. Turing liderou unia equipe de pesquisa na Inglaterra e desenvolveu a mais secreta invenção da Segunda Guerra Mundial, o Colossus, primeiro computador eletromecânico do mundo, que pôde decifrar os códigos alemães de mensagens "Enigma", durante a guerra. Depois da guerra, Turing colaborou no projeto do primeiro computador dos Estados Unidos, o ENIAC, desenvolvido na Universidade da Pensilvânia. Ainda imperfeito, era composto de 18.000 válvulas. De dois em dois minutos uma válvula se queimavam! Uma das razões de ser desconhecido o nome de Turing foi por trabalhar para o serviço secreto inglês. O governo não liberou detalhes sobre o trabalho pioneiro de Turing até 1975. O desenvolvimento do computador continuou, mas só com a invenção do transistor de silício, em 1947, tornou-se possível aumentar a velocidade das operações na computação. Os transistores substituiram as válvulas: são mais rápidos, mais exatos e não geram calor. Assim como as válvulas, são interruptores eletrônicos que se ligam e desligam e podem representar os algarismos 0 e 1 do código binário. Durante os anos 50 e começo dos 60, construíram-se computadores maiores e mais rápidos, usados em grandes empresas e órgãos do governo. Em meados dos anos 60, os cientistas observaram que um circuito eletrônico funcionaria de modo igualmente satisfatório se tivesse o tamanho bem reduzido. Com bilhões de dólares despendidos na corrida espacial, os laboratórios começaram experimentando a colocação de um projeto de circuito num único chip de silício, gravando o circuito no chip. Antes do fim dos anos 60, nasceu o "circuito integrado", e com isso a computação deu um grande passo à frente. O desenvolvimento de um circuito em um único chip levou naturalmente à construção de múltiplos circuitos em um só chip; e o resultado inevitável da colocação de vários chips juntos foi o conhecido m i c r o p r o c e s s a d o r. Apesar da pouca semelhança entre a tecnologia do microchip e os diversos projetos de Babbage, Ada Lovelace e o Colossus de Turing, a "arquitetura" prática criada por Charles Babbage ainda é utilizada nos microprocessadores atuais. E a teoria matemática de Turing, que possibilitou tudo isso, ainda não foi superada.
Dados históricos da época
instrumento utilizava uma agulha para mover as rodas, e um mecanismo especial levava digitos de uma coluna para outra. Pascal recebeu uma patente do rei da França para que lançasse a calculadora no comércio. O engenho, apesar de útil, não obteve aceitação.
Alan Turing e o Colossus
Alan Turing demonstrou que um conjunto de estruturas simples podia resolver qualquer problema complexo. Ele e a sua equipe desenvolveram o Colossus, um dos primeiros computadores do mundo, visto aqui em operação durante a Segunda Guerra Mundial. Essa máquina enorme continha 1.500 válvulas, e sempre alguma se queimava em alguns minutos. O Colossus era capaz de processar 5.000 caracteres por segundo, e foi responsável pela decodificação das mensagens alemãs "Enigma".
O empresário e gênio da eletrônica que, com suas invenções,
revolucionou o mercado dos microcomputadores.
Um americano ou um europeu, mesmo com boa cultura, não saberiam responder o que é ou como funciona um Spectrum ou um ZX8l. Aliás é provável que se espantassem com semelhante pergunta, se alguém a fizesse. No entanto, o caso mudaria inteiramente de figura se a indagação se referisse à identidade de Sir Clive Sinclair, o gênio milionário da eletrônica (que já foi muitas vezes notícia de televisão, revistas e jornais). Nascido no ano de 1940. em Londres, esse inglês irrequieto e criativo sempre demonstrou um interesse apaixonado por máquinas e miniaturas. desde a infância. Como resultado, já aos 12 anos de idade havia construído, sozinho, uma pequena calculadora mecânica. É fácil imaginar que para um garoto desses a escola convencional não ofereceria muitos atrativos. Apesar disso. Clive freqüentou o St. George's College, de Weybridge, onde concluiu seus escudos de grau médio. Tinha então 17 anos e, em vez de ingressar numa faculdade, preferiu editar e escrever revistas técnicas, especializadas em eletrônica doméstica. Nessa ocupação, continuou a pesquisar e inventar até que, em 1962, fundou sua
primeira empresa, a Sinclair Radionics. Seus primeiros produtos - vendidos por reembolso postal - foram kits de rádios portáteis para montar e amplificadores. Em 1972, a Sinclair Radionics lançou no mercado um dos primeiros modelos de calculadora eletrônica de bolso, que também tinham preço acessível. (Um desses modelos, porém, era folheado a ouro e custava 4.000 dólares!). Os recentes relógios de pulso digitais, que utilizavam microchips, também foram produzidos por esse Henry Ford do mundo do computador. Mas foi somente no início da década de 80 que Clive Sinclair produziu seu primeiro computador de uso pessoal, o ZX80, uma verdadeira revolução no campo dos microcomputadores. Além de ser o mais barato dos microcomputadores então no mercado, o ZX80 usava a metade dos chips normalmente utilizado nesse tipo de computador e possuía um BASIC simples, mas muito potente. O modelo vendeu 50.000 unidades em poucos meses. O modelo seguinte, entregue ao mercado em 1981, surpreendeu ainda mais, Era o ZX8l, menor e mais barato do que o ZX80, mas de eletrônica mais avançado (usava apenas quatro chips!). O ZX81 teve uma venda superior à do antecessor e, além de assegurar a seu criador fama e fortuna definitivas, colocou a Inglaterra outra vez na corrida tecnológica, juntamente com o Japão e os Estados Unidos. Mas isso ainda não era tudo: em 1982, Sinclair lançava o Spectrum, o primeiro micro de sua categoria com condições de produzir cor. Em meio a tantas invenções, Sinclair não perdeu o gosto pela redação e edição de livros: sua editora, a Sinclair Brown, fundada em 1981, publica cerca de vinte títulos anuais, entre ficção e não ficção. As mais recentes inovações de Sinclair são um televisor com minúscula tela plana do tamanho de um livro e um carro elétrico para uso na cidade.
Uma breve descrição das atividade de Sir Clive Sinclair:
1962 Clive Sinclair funda a Sinclair Radionics em Londres, para vender kits de rádio e amplificadores por reembolso postal.
1972 Sinclair fabrica uma das primeiras calculadoras de bolso do mundo, a Executive, a preço baixo e lucra 3,7 milhões de dólares com a exportação. 1975 Sinclair lança um dos primeiros relógios digitais, o Black Watch. Entretanto a empresa teve problemas financeiros, devido a dificuldades com o fornecimento de chips.
1976 O Conselho Nacional de Empresas (National Enterprise Board) forneceu-lhe subsídios para estudo da sua televisão de bolso, que será lançada brevemente.
1979 Sinclair funda a Sinclair Research, para desenvolver produtos para consumo no campo da eletrônica.
1980 A nova empresa lança o seu primeiro produto, o ZX80, conhecido como o primeiro computador a ser vendido por menos de 150 dólares.
1981 Sinclair desenvolve o computador ZX81, que vende mais de 1 milhão de unidades em dois anos.
1982 O Spectrum é introduzido, para ser vendido juntamente com ZX81, porém projetado para um conjunto maior de usos.
1983 Lança-se o tão esperado Microdrive, com as interfaces I e II, que expandem o Spectrum, utilizando cartuchos ROM. Sinclair também anuncia o novo televisor portátil de tela plana, após um programa de desenvolvimento de quatro anos, ao custo de 6 milhões de dólares.
1984 Sinclair espera lançar o computador ZX84 no mercado. Há rumores de que este computador terá como catacterística a tela plana.
Autor de trabalhos de grande impoirtância e repercussão Von
Neumann é um dos mais célebres matemáticos do século XX.
Só um húngaro poderia entrar por uma porta giratória atrás de você e depois surgir à sua Frente. Assim disse John von Neumann, referindo-se ao espírito de competitividade de seus compatriotas. Ele não era
