Avanço da Ciência e os Produtos Tecnológicos

Eletrônica é o campo da ciência e da engenharia que trata dos dispositivos eletrônicos e de sua utilização. É a parte da física que estuda e utiliza as variações de grandezas elétricas para captar, transmitir e processar informações.

Trata dos circuitos elétricos e instrumentos constituídos por válvulas termiônicas, dispositivos semicondutores (tais como transistores, termistores e circuitos integrados), tubos de raios catódicos(Crt) e outros componentes, entre os quais aqueles baseados no efeito fotoelétrico (células fotoelétricas, válvulas fotomultiplicadoras, etc..).

Válvula termiônica ou Válvula Eletrônica é um dispositivo eletrônico formado por um invólucro de vidro de alto vácuo chamada ampola contendo vários elementos metálicos.Os elementos metálicos internos são, o filamento, cuja função é o aquecimento do cátodo para a emissão de elétrons, o cátodo, emissor de elétrons, a placa, ou ânodo, receptor de elétrons, a grade de controle, que, dependendo de sua polarização, aumenta ou diminui o fluxo eletrônico do cátodo ao ânodo, além de outras grades que podem formar as válvulas tríodos, pêntodos, etc.A função de uma válvula é armazenar e estabilizar a corrente elétrica em circuitos.

Válvula eletrônica ou termiônica

O cátodo é o eletrodo mais negativo de um componente, de onde partem os elétrons em direção ao Ânodo (ou "placa"). Nas válvulas, o cátodo pode ficar encoberto pela placa, em outros casos é o eletrodo mais notável por ser justamente aquele que trabalha incandescente.

O funcionamento do díodo termiônico é bem simples, ao ligarmos uma bateria e um miliamperímetro em série, sendo o pólo positivo à placa e o pólo negativo ao cátodo, este sendo aquecido a determinada temperatura e a partir de uma certa tensão elétrica aplicada ao sistema, começará fluir uma corrente elétrica constante entre cátodo e placa (ânodo), não importando a oscilação da tensão, a intensidade de corrente será sempre a mesma, a este fenômeno se deu o nome de Efeito Édison.

- 1879 Thomas Alva Edison inicia a Lâmpada - Técnica.- 1904 John Ambrosi Flemming – desenvolve a válvula diodo.- 1907 Lee De Forest – desenvolve a válvula triodo. - Milhares de válvulas de diversos tipos e para variados fins foram criadas até serem substituídas pelos semi-condutores.

MARK I - 1944- Realizava as quatro operações.- Funções logarítmicas, trigonométricas- Totalmente eletromecânico.- Cada multiplicação em 5 segundos.

- Possuía 3000 engrenagens (10 dentes) 800 km de fios elétricos. 1400 comutadores. 17 metros de comprimento. 2,5 metros de altura.

ENIAC - 1946- Realizava 5000 somas/segundo.- Realizava 50 multiplicações/segundo.

- Possuía 18800 válvulas. 6000 comutadores. 10000 condensadores. 1500 relés. 50000 resistências. 72 metros quadrados. 30 toneladas.

Imaginem trocar uma válvula queimada.

EDVAC - 1947- Realizava 1.300 somas e 100

multiplicações de números de dez dígitos/segundo.

- Possuía: Lâmpadas de Mercúrio excitadas para memória gerando pulsos 0 e 1.

- Possuía: 6.000 tubos de vácuo12.000 diodos56 kilowatts de

potência. 45,5 m²7850 kg.

- Capacidade de 1000 palavras que, com unidades atuais equivale a 5.5 kilobytes

UNIVAC - 1951- Possuía 5.200 válvulas- Tinha massa de 13 toneladasConsumia 125 kW - 1905 operações/s, clock de 2.25MHz- 35 m² de espaço no piso.

- Memória de 1000 palavras, armazenada no delay line memory, construído com mercúrio e cristais piezoelétricos.

- A entrada e saída de informações eram realizadas por uma fita metálica de 1/2 polegada de largura e 400 m de comprimento.

-Normalmente acompanhados de um dispositivo impressor chamado Uniprinter, que, sozinho, consumia 14kW.

IBM 650 - 1954- Realizava 5000 somas/segundo.- Realizava 50 multiplicações/segundo.- Possuía: (1,5x0,9x1,8)m de dimensões. 892 kg de massa.- Potência Elétrica de 22 KVA- Memória de tambor organizada em palavras de 10 dígitos decimais com sinal. - A memória base tinha uma capacidade de 2.000 palavras.- O painel era um "verdadeiro" ábaco eletrônico.

Geração 2 - Computadores Transistorizados (1956-1965)

Principais marcos

TRADIC

IBM 1401

IBM TX-0

PDP-1

Evolução da tecnologia Transístores

Características

•evolução das soluções de equipamento•evolução da programação

Geração 2 - Computadores Transistorizados (1956-1965)

• Em 1952 surgiu um novo componente que apresentava inúmeras vantagens em relação às antigas válvulas, este tinha características como menor aquecimento, maior poder de cálculo e confiabilidade e um consumo de energia bem menor, com o adicional de que não necessitava de tempo para aquecer.

• A Bell Laboratories inventava o transistor.

• Os cálculos passaram a ser medidos de milisegundos para microssegundos.

Transistor• Com apenas 1/200 do tamanho de uma

das primeiras válvulas e consumindo menos de 1/100 da energia, o transístor viu o seu uso generalizado nos computadores por volta de 1960.

• O transistor de silício e germânio foi inventado em 1947.

• Serve para amplificar sinais elétricos ou interromper correntes.

• A função básica do transístor num computador é o de um interruptor eletrônico para executar operações lógicas.

TRADIC (1954)Primeiro computador totalmente

transistorizado.

Anunciado pelos laboratórios AT&T Bell e criado para a Força Aérea Americana.

Possuía: 800 transistores ao invés dos antigos tubos de vácuo, o que permitia trabalhar com menos de 100 Watts de consumo de energia.

Com os transistores, os computadores tornaram-se mais rápidos leves e econômicos.

IBM 1401 - 1959- Totalmente transistorizado.

- Possuía: 1,5 m X 1m

- Memória: 4.096 bytes com um ciclo de memória de 12 microsegundos (toros de ferrite (óxido de ferro))

- 6 bit era possível codificar 64 estados diferentes o que era suficiente para a codificação dos 10 algarismos, 26 letras do alfabeto anglo-saxónico, o espaço e 27 símbolos.

- Derivado dos cartões perfurados.

- Os primeiros computadores desenvolvidos na segunda geração foram para a indústria da energia atômica

PDP 1 - 1960- Possuía 4K 18-bit palavras e correu em 0,2 MIPS.

- Tinha uma máquina de escrever como um dispositivo de saída, que inspirou a criação de programas de edição de texto, como o TECO , o programa de processamento de primeira palavra.

- Alunos utilizavam o computador para jogar Rato-no-Labirinto e Spacewar utilizando o auxílio de uma caneta óptica e um joystick.

Geração 3 – Circuitos Integrados (1966-1980)

• Introdução do circuitos integrados (transistores, resistores, diodos e outras variações de componentes eletrônicos miniaturizados e montados sobre um único chip) aos computadores.

• Os custo de produção de um computador começavam a cair, atingindo uma faixa de mercado que abrangia empresas de médio porte, centros de pesquisa e universidades menores.

• Nesta fase surgem também conceitos como memória virtual, multiprogramação, sistemas operacionais complexos, desenvolvimento de software, programação em assembly e conceito de compatibilidade.

Circuitos Integrados1965 – 1975

- Tecnologia: - Circuitos de larga escala (LSI - 1000

transistores por "chip") - Larguíssima escala (VLSI - 100.000

transistores por "chip") - Todas as memórias passam a ser

semicondutoras. - Micro-processadores

- Processamento Vetorial: - 800 milhões de operações/s- trabalhava com 64 algarismos

binários.

- Periféricos: 1973 - invenção do floppy disk (disco flexível).

- 1972 – processador INTEL com 3500 transistores com 10um.- 1982 - processador 134000 transistores com 1,5um.- 2002 – Pentium 4 55 milhões de transistores com 130 nm.

O Intel, o primeiro microprocessador, 1970.

Os microprocessadores Intel 386 e 486.

Microprocessadores1971 – 1981

- Multi-tarefas;

- Trabalhava com uma frequência de 6 á 8 MHz, mais tarde de 20MHz;

- Invenção da teleinformática (rede);

- 286 utilizando slots ISA de 16 bits e memórias de 30 pinos

- 386, ainda usando memórias de 30 pinos mas com maior velocidade de processamento (Windows 3.11)

- placas VGA e suporte a 256 cores

- 486 DX: com memórias de 72 pinos e slots PCI de 32 bits (o dobro da velocidade dos slots ISA);

- circuitos de muito maior escala (VLSI - very large scale integration)- num só chip são integrados mais de 10 mil componentes- sistemas operativos Windows e Linux- Supercomputadores- Automação de escritórios- Automação comercial e industrial- CAD/CAM e CAE- Robótica- Imagem virtual- Multimídia- Era on-line (comunicação através da Internet)

5ª Geração - 1990 – ...

6ª Geração - 2000 – …Nanotecnologiahttp://www.defesabr.com/Tecno/tecno_nano.htm

v

Evolução dos Dispositivos de Armazenamento

Cartão Perfurado Fita Perfurada

TamborMagnético

FitaMagnética

DiscoMagnético

Disquete

CDS Pendrive