uma breve histÓria da computaÇÃo - uspacoplamento do hardware e do software para oferecer...
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UMA BREVE HISTÓRIA UMA BREVE HISTÓRIA DA COMPUTAÇÃO DA COMPUTAÇÃO
Material elaborado pela:
Profa. Rosely Sanches (ICMC/USP)
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Histórico do ComputadorHistórico do Computador
O que é um computador?O que é um computador?
Quem o inventou?Quem o inventou?
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Histórico do ComputadorHistórico do Computador
O computadorcomputador se desenvolveu paralelamente à necessidade crescente de cálculos rápidoscálculos rápidos e exatos da humanidade
Os ancestraisancestrais do computador remontam a mais de 30003000 anos
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Primeiros Métodos de Primeiros Métodos de CálculoCálculo
É quase certo que o primeiroprimeiro instrumento de cálculo que o homem utilizou foram seus próprios dedosdedos
DEDOSDEDOS
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5
Primeiros Métodos de CálculoPrimeiros Métodos de Cálculo DEDOSDEDOS
MULTIPLICAÇÃO DOS ROMANOSMULTIPLICAÇÃO DOS ROMANOS
Os romanosromanos só decoravam a tabuada da multiplicação até 55
O resto dos cálculos era feito com os dedosdedos
9 X 7 = ?9 X 7 = ?
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6
9 X 7 = ?9 X 7 = ?
10 - 9 = 1 10 - 7 = 3
Abaixar 1 dedo Abaixar 3 dedos
Primeiros Métodos de CálculoPrimeiros Métodos de Cálculo - - DEDOSDEDOS MULTIPLICAÇÃO DOS ROMANOSMULTIPLICAÇÃO DOS ROMANOS
somasoma dos dedos erguidos algarismo das dezenasdezenas
4 + 2 =4 + 2 = 66
produtoproduto dos dedos abaixados algarismo das unidadesunidades
1 x 3 =1 x 3 = 3 3
9 X 7 =9 X 7 = 66 3 3
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7
Primeiros Métodos de Primeiros Métodos de CálculoCálculo
Na medida em que os cálculoscálculos foram se complicandocomplicando e aumentando de tamanho, sentiu-se a necessidade de um instrumento que viesse em auxílioauxílio
Surgiu assim, há cerca de 2.500 anos, o ÁBACOÁBACO
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8
Primeiros Métodos de Primeiros Métodos de CálculoCálculo
Formado por fiosfios paralelos e contascontas ou arruelas deslizantes, que de acordo com a posiçãoposição, representa a quantidade a ser trabalhada.
ÁBACOÁBACO
Ábaco Chinês
Ábaco Japonês - soroban
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Primeiros Métodos de
Cálculo - ÁBACO
FIOSFIOS: posição dos dígitos
CONTASCONTAS: dígitos
Valem 5 unidades
Valem 1 unidade
5505005000
1101001000
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Primeiros Métodos de Cálculo ÁBACO
Representação do número 2727
5505005000
1101001000
27 = 20 + 727 = 20 + 7
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Primeiros Métodos de Cálculo ÁBACO
5505005000
1101001000
Representação do número 2727
27 = 20 + 727 = 20 + 7
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Primeiros Métodos de CálculoPrimeiros Métodos de Cálculo ÁBACOÁBACO
SOMA EFETUADA NO ÁBACOSOMA EFETUADA NO ÁBACO236 + 61 = ?
5505005000
1101001000
236236
5505005000
1101001000
236 + 61 = 297236 + 61 = 297
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Auxílios Manuais nos Auxílios Manuais nos Cálculos EscritosCálculos Escritos
O método de multiplicaçãomultiplicação utilizado hoje é uma variação de um método tabulartabular desenvolvido pelos árabesárabes
MULTIPLICAÇÃO DOS ÁRABESMULTIPLICAÇÃO DOS ÁRABES
2
8
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Auxílios Manuais nos Cálculos Escritos Auxílios Manuais nos Cálculos Escritos
Multiplicação dos ÁrabesMultiplicação dos Árabes
217 X 14 = ?
2
8
1
1 7
1 7
4
2
4 82
É feito o produto de cada dígito do número 217
por 1
É feito o produto de cada dígito do número 217
por 4 O produto é a somasoma dos dígitos nas diagonais
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3 03
8
Auxílios Manuais nos Cálculos Escritos Auxílios Manuais nos Cálculos Escritos
Multiplicação dos ÁrabesMultiplicação dos Árabes
217 X 14 = ?
2
8
1
1 7
1 7
4
2
4 82
1111
217 X 14 = 3 0 3 8
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Auxílios Mecânicos para os Auxílios Mecânicos para os CálculosCálculos
16171617 - John NapierJohn Napier (inventor dos logaritmos) generalizou o procedimento tabular dos árabes e construiu um dispositivo simples e barato com bastões de osso: “ossos de “ossos de NapierNapier”” 0
09
98
76
655
7
8
43
221
1
3
4
00
99
87
665
5
7
8
43
221
1
3
4
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Auxílios Mecânicos para os CálculosAuxílios Mecânicos para os Cálculos
““Ossos de NapierOssos de Napier””
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
3
6
9
2
5
8
1
4
7
0
1
1
1
2
2
2
11 33
137 x 4 = ?137 x 4 = ?
4 21
58
137 x 4 = 137 x 4 = 5 4
7
4
1
8
5
2
9
6
3
0
2
3
4
4
5
6
77
1
2
82
4
8
44
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Ossos de NapierOssos de Napier
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Ossos de NapierOssos de Napier
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Auxílios Mecânicos para os Auxílios Mecânicos para os CálculosCálculos
16331633 - William Oughtred William Oughtred (sacerdote inglês) representou os logaritmos de Napier em
escalas de marfim, chamando-os de CÍRCULOS DE PROPORÇÃO.
Originou a RÉGUA DE CÁLCULOS :RÉGUA DE CÁLCULOS : o primeiro computador analógico da história
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Auxílios Mecânicos para os Auxílios Mecânicos para os CálculosCálculos
16231623 - primeira máquina de calcular Wilhelm Schickard
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Auxílios Mecânicos para os Auxílios Mecânicos para os CálculosCálculos
16421642 - Blaise Pascal (filósofo francês) com 19 anos construiu “Máquina de Somar” (Pascalina)
Auxiliar seu pai - coletor de impostos A máquina era constituída de
engrenagens mecânicas A máquina utilizava o sistema decimal
para os seus cálculos de maneira que quando um disco ultrapassava o valor 9, retornava ao 0 e aumentava uma unidade no disco imediatamente superior
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Máquina de Somar -PascalinaMáquina de Somar -Pascalina
primeira calculadora mecânica do mundo
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Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
17281728 - Basile Bouchon construiu “Tear Para Tecer Desenhos de Seda”
Os desenhos eram cifrados em folha giratória de papel perfurado
Somente trabalhavam as agulhas coincidentes com os furos
18011801 - Joseph Marie Jacquard construiu “Máquina de Tecer com Cartões Perfurados”
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Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
17281728 - Basile Bouchon construiu “Tear Para Tecer Desenhos de Seda”
Os desenhos eram cifrados em folha giratória de papel perfurado
Somente trabalhavam as agulhas coincidentes com os furos
18011801 - Joseph Marie Jacquard construiu “Máquina de Tecer com Cartões Perfurados”
Esta idéia seria aproveitada mais tarde
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Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
Máquina de Tecer de Jacquard
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Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
18201820 - - Charles Babbage (matemático inglês) preocupado com os erros contidos nas tabelas matemáticas de sua época, construiu um modelo para calcular tabelas de funçõestabelas de funções (logaritmos, funções trigonométricas, etc.) sem a intervenção de um operador humano - “Máquina Diferencial de Babbage”“Máquina Diferencial de Babbage”
Baseado nos conceitos de diversos cientistas e no desenvolvimento que Jacquard efetuou com seus teares.
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Auxílios Mecânicos AutomáticosAuxílios Mecânicos Automáticos Máquina Diferencial de Máquina Diferencial de BabbageBabbage
18231823 - governo britânico concordou em financiar a construção da máquina
as ferramentas da época não eram suficientemente sofisticadas para construir a máquina
Babbage gastou tempo construindo ferramentas
por diversas vezes a construção da máquina parou por falta de fundos
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Auxílios Mecânicos AutomáticosAuxílios Mecânicos Automáticos Máquina Diferencial de Máquina Diferencial de BabbageBabbage
A máquina era composta de discos giratórios operados por manivela
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18331833 - Babbage projetou máquina bastante aperfeiçoada - Máquina AnalíticaMáquina Analítica
podia ser programada através de cartões perfurados
calculava várias funções diferentesdevido à tecnologia pouco avançada, a
máquina não foi concluída somente um século depois suas idéias foram
postas em prática
Auxílios Mecânicos AutomáticosAuxílios Mecânicos Automáticos Máquina Analítica de Máquina Analítica de BabbageBabbage
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Máquina Analítica de BabbageMáquina Analítica de Babbage
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18331833 - Babbage projetou máquina bastante aperfeiçoada - Máquina AnalíticaMáquina Analítica
podia ser programada através de cartões perfurados
calculava várias funções diferentesdevido à tecnologia pouco avançada, a
máquina nunca foi construída somente um século depois suas idéias foram
postas em prática
Para muitos Para muitos BabbageBabbage é considerado é considerado o verdadeiro o verdadeiro pai do computadorpai do computador
Auxílios Mecânicos AutomáticosAuxílios Mecânicos Automáticos Máquina Analítica de Máquina Analítica de BabbageBabbage
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33
Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
Os dados do censo (que ocorre a cada 10 anos) de 1880 dos EUA levou quase 8 anos para ser processado
Temia-se que os dados do censo de 1890 não estivessem processados em 1900
Herman Hollerith (estatístico) foi encarregado pela Agência Estatística dos EUA de desenvolver uma técnica para acelerar o processamento dos dados do censo
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Auxílios Mecânicos Auxílios Mecânicos AutomáticosAutomáticos
Hollerith usou a idéia de Jackard e construiu a Perfuradora de Cartões Perfuradora de Cartões
os dados eram perfurados em cartões que podiam ser classificados por meio de pinos que passavam pelos furos
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Perfuradora de Cartões - Perfuradora de Cartões - HollerithHollerith
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Tabuladora de Cartões - Tabuladora de Cartões - HollerithHollerith
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Auxílios Mecânicos AutomáticosAuxílios Mecânicos Automáticos - - Tabuladora de CartõesTabuladora de Cartões
o processamento dos dados do censo de 1890 demorou 3 anos
vários países utilizaram a máquina Hollerith montou uma empresa “Tabulating
Machine Company” - 19241924 International Business Machines Corporation - IBMIBM
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CalculadorasCalculadoras
Décadas de 1930 e 1940Décadas de 1930 e 1940: os “Anos Anos EfervescentesEfervescentes”
Vários projetos simultâneos:
Konrad ZuseKonrad Zuse– 1936-1938 surge o Z1Z1– 1941 é concluído o Z3Z3, primeira calculadora
universal controlada por um programa2600 relésMemória: 64 números de 22 bits
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CalculadorasCalculadoras
– Z3: utilizado para projetar aviões e mísseisZ3: utilizado para projetar aviões e mísseis
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40
CalculadorasCalculadoras
Howard AikenHoward Aiken““O sonho de Babbage torna-se realidade”O sonho de Babbage torna-se realidade”
– 1937-1944 Harvard Mark 1 Harvard Mark 1
– Medidas: 16,6m X 2,6m;
– Peso: 5t e várias toneladas de gelo para refrigeração
– Utilizava relés e outros dispositivos eletromecânicos
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Calculadoras – Mark 1Calculadoras – Mark 1
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– Desenvolvida pelos britânicos– Possuía dimensões gigantescas: 1.500 válvulas
e era capaz de processar cerca de 5.000 caracteres por segundo.
– criado com a finalidade de decifrar os códigos secretos usados pelo exército alemão na II Guerra Mundial.
– O interesse pela construção do primeiro computador foi grande, seu interesse inicial era militar. Alemanha e E.U.A disputavam uma acirrada corrida contra o tempo.
COLOSSUS - 1943COLOSSUS - 1943
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COLOSSUS - 1943COLOSSUS - 1943
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CalculadorasCalculadoras
ENIACENIAC - Electronic Integrator and Calculator
A derradeira grande calculadoraLevou 3 anos para ser construída: 1943 -1946 Possuía:
– 17.468 válvulas, – 70.000 resistências, – 10.000 capacitores, – 1.500 relés e – 6.000 comutadores manuais.
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Calculadoras - Calculadoras - ENIACENIAC
Consumiu uma pequena fortuna: $500,000 da época.
Ocupava uma área de 150m2 e pesava 30 toneladas.
Era acionada por um motor equivalente a dois potentes motores de carros de quatro cilindros, enquanto um enorme ventilador refrigerava o calor produzido pelas válvulas.
Consumia 150.000 watts ao produzir o calor equivalente a 50 aquecedores domésticos.
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Calculadoras - Calculadoras - ENIACENIAC
Programação: através de fios e pinos (como painel telefônico)
Executava 5000 adições/subtrações ou 300 multiplicações por segundo
Para programar demorava 1 ou 2 dias (situação intolerável)
A grande limitação era a capacidade de armazenamento de dados
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ENIACENIAC
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EN
IAC
EN
IAC
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ComputadoresComputadores
19461946 - John von Neumann John von Neumann (consultor do projeto ENIAC)
criou o conceito de “programa armazenado” criou o conceito de operações com número
bináriodesenvolveu a lógica dos circuitos
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50
ComputadoresComputadores
19481948 - Universidade de Cambridge - EDSACEDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator)
primeira máquina baseada na proposta de Von Neumann
baseado nas teorias de von Neuman, várias máquinas foram construídas: IAS, BINAC, Manchester MARK 1
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ComputadoresComputadores
19501950 - Maucly, Eckert (construtores do ENIAC) - UNIVAC IUNIVAC I
lançado em escala comercialusado pela 1a vez na Agência de
Recenseamento dos EUA em 1951usava diodos de cristal ao invés de válvulas a
vácuo
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UNIVAC IUNIVAC I
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ComputadoresComputadores
1953:1953: IBM - IBM 701IBM 701
usado na guerra da Coréia1o computador de grande porte da IBM
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IBM 701IBM 701
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ComputadoresComputadores
1955:1955: IBM - IBM 704IBM 704
é a maravilha da época: só entrava em pane a apenas cada 8 dias!
ainda utilizava válvulaspara ele foi criada a primeira linguagem de
programação: o FORTRAN.
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IBM 704IBM 704
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ComputadoresComputadores
1959:1959: IBM - IBM 7090IBM 7090
transistores foram vendidos centenas a um preço médio de
$3,000,000 !!!
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ComputadoresComputadores
1961:1961: IBM - Família IBM/360Família IBM/360
Transistorizados – circuito integrado - chipobjetivo padronizar equipamento da empresa sistema modularmais poderosos e mais baratosaceitavam uma grande variedade de periféricos foram vendidos milhares de unidades no mundo
todo dando à IBM a hegemonia absoluta no ramo.
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IBM/360IBM/360
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Evolução Tecnológica dos Evolução Tecnológica dos ComputadoresComputadores
As “Eras da InformáticaEras da Informática”
1ª Geração (1951-1958)1ª Geração (1951-1958) - Circuitos Eletro-mecânicos e Válvulas
2ª Geração (1959-1963)2ª Geração (1959-1963) - Transistor 3ª Geração3ª Geração (1964-1979)(1964-1979) - Circuito Integrado 4ª Geração (1980-presente)4ª Geração (1980-presente) – computadores pessoais,
miniaturização, microprocessador 5ª Geração (atualmente)5ª Geração (atualmente) – computação ubíqua (softwares
embarcados)
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Eras da Informática Eras da Informática 11aa Geração Geração
Circuitos eletromecânicos e válvulas,
operações internas em milissegundos
Válvula: Dispositivo que conduz a corrente
elétrica num só sentido
Ex: ENIAC
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Circuitos eletrônicos transistorizados,
operações internas em microssegundos
Transistor: Amplificador de cristal,
inventado nos EUA, em 1948, para
substituir a válvula (prêmio Nobel de
1956)
EX: IBM7090
Eras da Informática Eras da Informática 22aa Geração Geração
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Integração: Circuitos integrados (SSI e MSI), operações internas em nanossegundos
Circuito Integrado: Circuito eletrônico constituído de elevado número de componentes arrumados em um chip (uma “pastilha” de semicondutor) de poucos centímetros ou milímetros quadrados
SSI -integração em pequena escala - menos de 10 elementos por chip
MSI - integração em média escala - 10 a 100 elementos por chip
Ex: IBM360
Eras da Informática Eras da Informática 33aa Geração Geração
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Circuitos tecnologia de firmware (software armazenado em chip)
Integração em escalas superiores, permitindo capacidade muito maior de processamento
Ex: Computadores pessoais (desktops e laptops)
Eras da Informática Eras da Informática 44aa Geração Geração
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Caracterizada pela diminuição do tamanho dos computadores (PDAs) e da presença da computação em atividades cotidianas (softwares embarcados):– relógios, celulares, cartões de banco, microondas,
carros, controle de portas...
Acoplamento do hardware e do software para oferecer soluções tecnológicas
Computação ubíqua
Eras da Informática Eras da Informática 55aa Geração Geração
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Classificação dos Classificação dos ComputadoresComputadores
A classificação toma como base o tamanho e a velocidade de processamento– mainframemainframe– supercomputadorsupercomputador– workstation workstation e – computador pessoal (PC)computador pessoal (PC),
Em virtude dos contínuos avanços da tecnologia da computação, essas definições mudammudam constantemente.
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MainframeMainframe• Um mainframe é um computador de grande porte,
dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações. • São capazes de realizar operações com grande
velocidade e sobre um volume muito grande de dados.
• Oferecem serviços de processamento a milhares de usuários através de milhares de terminais conectados diretamente ou através de uma rede.
• Ainda são muito usados em ambientes comerciais e grandes empresas
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MainframeMainframe
Mainframe Honeywell-Bull DPS 7 da BWW
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SupercomputadorSupercomputador
São utilizados na solução de problemas em que o tempo de cálculo é um limite, enquanto os mainframes são utilizados em tarefas que exigem alta disponibilidade e envolvem alta taxa de transferência de dados (internos ou externos ao sistema).
normalmente os supercomputadores são utilizados em aplicações científicas e militares,
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70
SupercomputadorSupercomputador
Columbia – supercomputador NASA
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WorkstationWorkstation
• São computadores com poderosa capacidade de processamento gráfico e matemático, além da possibilidade de realizar diversas tarefas ao mesmo tempo.
• São normalmente utilizadas por cientistas, engenheiros, projetistas e outros trabalhadores do conhecimento.
• Suas capacidades gráficas e de processamento permitem que eles apresentem múltiplas visões plenamente representadas de um objeto físico.
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Computador pessoalComputador pessoal
É considerada uma revolução da Informática
– O PC transformou o computador em mais um eletrodoméstico, presente em virtualmente todo lugar.
• Mesma capacidade de processamento que os mainframes dos anos 80, além das novas capacidades gráficas e interativas.
• Podem ser utilizados isoladamente ou como parte de uma rede
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Estado da ArteEstado da Arte
Software, software, softwareConectividade
– Redes de Computadores– Internet
Inteligência Artificial– Data Mining– Lógica Fuzzy– Robótica
Computação para o Lazer