[Música] Olá pessoal bem-vindos à primeira aula de conceitos básicos de arquitetura computacional nós vamos falar né nessa introdução né nesse preâmbulo né Nós vamos falar sobre arquitetura e organização de computadores vamos falar nessa aula sobre a história da Computação na verdade a gente vai fazer uma abstração né dessa história porque existem muitos fatos né importantes fatos relevantes que provavelmente a gente não vai comentar aqui mas os mais importantes mais significativos a gente vai comentar aqui bom para fazer né um apanhado né da história da computação é importante a gente entender né a computação ela tem
uma evolução muito forte rápida né e a gente consegue perceber essa essa evolução né a partir das Gerações de computadores né então cada geração de computador né possui uma característica específica né existem personagens dessa geração né pessoas que contribuíram para a área pessoas que deixaram né nessa área área de computação e claro né Essas pessoas propõem então trabalhos né que geraram né tecnologias né e técnicas que fomentaram né a evolução da Computação né então desde os primeiros né computadores os baseados em válvulas né eletrônica até os mais recentes tecnologias né de computação quântica por exemplo
né inteligência que é utilizada Inteligência Artificial e a evolução de computadores ela é marcada por paradigmas né que são quebrados Então a gente tem uma quebra de paradigma se você analisar né a geração de computadores a gente tem uma quebra de paradigma dentro de cada uma das Gerações então é importante a gente compreender né Essas gerações como é que elas acontecem né entender essa evolução histórica então da tecnologia e da Computação né que cresceu muito rapidamente né em relação às outras tecnologias né Por exemplo a tecnologia automobilística e tudo mais e a computação ela dá
suporte inclusive para outras áreas de conhecimento né Não só evoluiu por si só né mas também dá suporte para outras para outras áreas do conhecimento outras áreas que a gente conhece tá a primeira geração né A primeira geração ela é marcada então pelo pelos computadores né que eram utilizados basicamente pelos cientistas né a gente não tinha autorização a utilização né desses computadores por pessoas né pessoas comuns né quem utilizava né esses computadores né eram pessoas que estavam ligados à Ciência né então Portanto o acesso essas máquinas eram bem restritas né E essa geração ela acontece
então né a partir da década de 40 né até a década de 50 alinhados da década de 50 Ok essa primeira geração de computadores e é importante a gente notar né fatos importantes dessa dessa primeira geração de computadores né então um personagem importante né dessa geração de computadores a né que propõe a teoria da contabilidade nessa geração de computadores né alguém que fez uma quebra de paradigma né porque propõe a máquina de uso de propósito geral né E aí baseando-se né nessa nessa proposta de alunos da teoria da contabilidade né surge então algumas máquinas importantes
tá de propósito de uso geral né de propósito geral como por exemplo a na que a univar que né e máquinas que vem depois também com grandes empresas por exemplo IBM e outras né Essas essas máquinas né Por exemplo na que são máquinas extremamente grandes né o tamanho gira em torno por exemplo de um quarto do tamanho de um campo de futebol era uma máquinas grandes né Então imagina em salas com vocês percebem aí na imagem nessas grandes né com pessoas trabalhando dentro né e o sistema operacional ele era basicamente Então o que né ele
é realizado né o sistema operacional eram as próprias pessoas que trabalhavam na máquina tá então as pessoas que conectaram desconectavam Chaves conectavam cabos conectavam cabos fazendo leitura de painéis com leds e tudo mais então eram pessoas que faziam o papel do sistema operacional que a gente tem hoje né Por exemplo o caso do Linux do Windows o s e outros sistemas operacionais que controlam a máquina hoje né então nessa primeira máquina que controlava a máquina era era então era então as pessoas né que trabalhavam lá que é um cientistas né E essas máquinas eram utilizadas
Para quê Para qual propósito né para para científico né basicamente fins científicos para realização de cálculos complexos né e resolução de problemas complexos na ciência o univac também vem com essa proposta né mas de também ser o computador e propósito geral uma evolução né e depois a máquina IBM né já com proposta aí de processamento de massa de dados a ideia da IBM né o surgimento da IBM inclusive tá ligado ao fato de ser feito então o senso né nos Estados Unidos né como a máquina da IBM e a facilidade de manipulação desses dados através
dessa dessa máquina né E daí a gente percebe né na evolução dessas máquinas né é que o uso dessas máquinas Deixa de ser né só para fins científicos e acadêmicos e passa também a ser é máquinas utilizadas para controle de processos né e geração de dados informações e conhecimento de processos humanos do dia a dia segundo a geração de computadores né a gente tem um avanço e uma quebra muito importante na primeira geração de computadores a gente tinha lá uma máquina construída com válvula eletrônica né Isso era um problema tá de aquecimento e tudo mais
então a gente tem uma quebra de paradigma com o surgimento então do transistor transistor ele foi construído né para substituir Então as válvulas eletrônicas né e o transistor ele é um dispositivo né eletrônico criado a partir do Silício né que tem abundância né aqui por aqui na terra a gente tem o silício em abundância então a gente constrói circuitos integrados né a partir de transistores construídos a partir então de da matéria-prima silício tá E é interessante notar né que o transistor foi uma quebra de paradigma tão grande né que ocasionou Inclusive a miniaturização das máquinas
né Por exemplo a gente tem uma máquina aí da IBM né 70 da família né 70 94 e é uma máquina extremamente pequena em relação a as máquinas da geração anterior então esse circuitos né eletrônicos né construídos aí a partir desses positivos né transistor e tudo mais a gente nota então uma quebra de paradigma em relação ao tamanho das máquinas e também em relação a necessidade de processamento das mesmas né é a capacidade de processamento das menta tá então uma máquina dessa segunda geração é a máquina então da IBM 7094 tá claro que a máquina
uniq me aparece né ali e é a empresa né é fabricante também da CDC aparece ali com Algumas propostas também de máquinas com essa com essa nova organização né a utilização então de transistores a terceira geração né então com uma outra quebra de paradigma né a gente percebe uma quebra de padrinho Porque a partir dos transistores né a gente tem o surgimento do circuitos integrados né que é o encapsulamento desse transistores numa pastilha né E essa pastilha Então ela é de Fato miniaturaizada né Ou seja é uma pastilha pequena né e a gente consegue colocar
né numa escala bem pequena os transistores dentro dessa pastilha do circuito integrados né Então essa quebra né também é importante tá na da geração de computadores O que possibilita né o surgimento do dispositivos ainda menores né de máquinas ainda menores com a capacidade de processamento maior porque a gente consegue trabalhar com frequências né de clock frequências da máquina maior então isso isso faz com que a máquina trabalha na velocidade maior é nessa terceira geração então de computadores né pessoal que a gente tem também ali uma outra quebra de paradigma né que é o surgimento então
do sistemas operacionais tá lembrando que eu falei para vocês que na primeira geração a gente tinha né operacional papel ou ser uma operacional feito então pelas pessoas né que trabalhavam dentro da máquina agora aqui não aqui a gente já tinha Então é um programa né um software né que fazia então o papel do sistema tem um operacional e daí também né a gente tem nessa geração surgimento de algumas linguagens importantes né de alto nível né ou seja linguagem mais próximo daquilo que humano entende por exemplo a linguagem cubal a linguagem Basic né surgem nessa nessa
terceira geração tá então máquinas dessa terceira geração por exemplo na máquina da IBM 360 né que usava né o sistema operacional o S360 né E a máquina deck também PDP né E aí a família PDP Ela é bem interessante porque tem várias máquinas né PDP 7 PDP 8 tem várias máquinas e foi numa dessas máquinas um fato importante né que foi numa dessas máquinas né porque o deles Hit né junto com Ken Thompson Ele eles reescrevem né o sistema operacional e Onix né usando uma dessas máquinas aí da fabricante deck uma quebra importante né que
a gente tem nessa geração é o conceito de que a máquina Ela poderia ser colocada né sobre a mesa tá sobre um escritório ou seja dentro de um escritório né sobre a mesa Então quem propõe isso a empresa deck né com os contadores PDP né que é no computador de mesa tá então é nessa geração que a gente percebe então a máquina saindo de uma sala grande né ou saindo de de uma estrutura maior né ou seja de um armário grande e tal e indo para mesa né é fazer parte do dia a dia das
pessoas entende então essa quebra ela é importante também tá então fatos históricos né dessa dessa geração no final dessa geração na verdade um pouquinho depois dessa geração a gente tem alguns fatos importantes né que o próprio kentups e o tênis Hit né propõe ali a criação ou melhor a respeito do sistema operacional e Onix né E também a linguagem ser é proposta por Dênis Hit né quarta geração pessoal é uma geração também que que traz né é uma quebra importante né na questão da escala tá Ou seja quando eu penso na quarta geração né de
computadores Eu percebo que eu percebo nessa quarta geração né A miniaturização ou a super não sei se eu posso usar ster mas talvez seja interessante super miniaturização né do da máquina tá do circuitos né da máquina né então eu consigo Então trabalhar com circuitos integrados né numa escala chamada de Rio né de escala muito grande né ou ainda a gente consegue né entender o seguinte que essas máquinas tinham um número de transistores né ou seja esses processador assim uma um número de transitores muito grande dentro deles tá então são exemplos né de circuitos integrados eu
de micro processadores criados então na quarta geração com essa proposta do lsi né e do vlsi tá os primeiros processadores né o processador Intel 4004 né que tinha uma largura de barramento de quatro bits vem segundo aí em relação aos processadores da Intel né que é o processador 80 88 que é um processador de 8 bits ou seja do 4004 para 8 80 80 né a gente tem aí uma uma evolução grande relação também ao barramento de dados né barramento de dados é aquele barramento Onde eu consigo transmitir para dentro do processador né os bits
de forma de forma paralela né então no 4.004 enquanto eu consigo colocar quatro bits de uma única vez né dentro do processador no 8 no 8080 eu consigo colocar então 8 bits né de uma única vez no barramento de dados tá bom E aí nessa quarta geração é importante a gente perceber que surgem também é novas né novas linguagens de programação um pouco mais próxima ainda do humano né linguagem Pascal né a linguagem base né E também computadores né que são referências né para projetos futuros por exemplo e outras máquinas aí surgiram nessa nessa quarta
geração é nessa quarta geração que o pessoal do Vale do Silício né que faziam máquinas na garagem né eles eles de fato perceberam né que o circuitos integrados tinham potencial muito grande para se construir máquinas né e começam a propor Então como por exemplo neste tipo de óbvios e o Paul Allen né e Bill Gates né e o civisniak né que são pessoas que estavam nessa geração então embreados né e propósito então a propor máquinas utilizando esses dispositivos circuitos integrados aí que são que são propostos então nessa geração 5ª geração pessoal quinta geração então é
uma geração bastante rica né E daí na quinta geração né a gente percebe também uma algumas quebras ali de paradigmas né E aí a quinta geração ela já recebe né uma uma grande quantidade né de técnicas tecnologias e inovações importantes tá E claro é como se a gente tivesse montando então uma pirâmide né então a gente vai colocando tijolinhos aí nessa pirâmide até chegar ali com tecnologias extremamente evoluídas né como é o caso por exemplo da Inteligência Artificial Inteligência Artificial que não é proposta na quinta geração é na primeira geração tá a proposta filosófica da
Inteligência Artificial é feita por Alan turing tá em 1943 44 mais ou menos por ali tá na verdade na década de 40 tá ali na década de 40 né quando ele propõe então um artigo bastante conhecido né como o teste de Turim né que que é um teste que é feito em uma máquina né para entender se a máquina tem a capacidade ou não de se passar por um ano ou agir como humano tá então isso é proposto a década de 40 pelo alto tudo mas é na geração né é que a gente tem de
fato técnicas e tecnologias necessárias né e suficiente para a gente ter um desenvolvimento forte da Inteligência Artificial né daí tô falando então da quinta geração por volta de 80 década de 80 90 essas datas pessoal são sugeridas aqui mas são datas Se vocês pararem para para olhar nessas datas todas em cada um dos artigos que vocês olharem a gente tem uma data diferente a gente tem autores falando de datas diferentes existe uma sobreposição naborda né de cada uma das Gerações tem uma sobreposição natural que isso aconteça Tá mas a gente tem que perceber o que
tem que perceber que a quebra né de paradigma dentro da geração é que de fato é um Marco e que define essa essa geração tá então nessa geração na quinta geração ele tem surgimento né das linguagens orientadas ao objetos tornando então a programação mais fácil né E daí a gente tem também circuitos integrados né cada vez mais poderosas né E também cada vez menores né então e surge máquinas é muito muito interessante né como por exemplo super computadores né com capacidade grande de processamento nessa quinta nessa quinta geração aí e a sexta geração né pessoal
é a geração que a gente entende que a gente está vivendo ainda essa sexta geração de computadores tá E aí a sexta geração ela vem né Claro com tudo aquilo que foi criado na gerações anteriores né então a gente percebe esse acabou-se né criado anteriormente foi necessário para a gente ter o que a gente tem hoje né Então as tecnologias como por exemplo né computação quântica né é uma quebra dentro da própria sexta geração de computadores né Inteligência Artificial ganha Ainda mais notoriedade nessa sexta geração de computadores né a gente tem ferramentas hoje incríveis né
como por exemplo né chato GPT né outras outras tem gente artificiais incríveis né que a gente pode usar a própria biotecnologia né e daí a gente percebe né que na sexta geração surgem também não só do ponto de vista do Hardware mas surgem softwares também que são muito importantes nessas sexta geração né ou seja estrutura de softwares né bem importantes nessa geração tá a gente tem dentro dessa geração dessa geração ai eu tive internet das coisas né a gente tem redes sociais a gente tem dentro da educação outras tecnologias também é muito importante que são
quebras também né dentro da própria geração dessa sexta geração de computadores tá E claro nessa geração de computadores a gente tem os computadores na palma da mão e a ideia de que a computação o bico né é um termo bastante utilizado eu não vou aqui explicar o que é computação bico mas por favor se vocês puderem consulta né computação bico tá cada vez mais cada vez mais presente não seja a gente tem computadores no ambiente não nota que eles estão lá a gente não percebe Mas eles estão lá tá interagindo com a gente e dando
suporte para a gente ter uma vida melhor tá então isso é notório tá então isso também é E aí outras tecnologias como por exemplo né [Música] importantes dessa geração por exemplo é por exemplo né a gente pode citar aqui algumas né realidade aumentada a realidade virtual né surgem nessa sexta geração né ou metaverso mesmo que ainda está muito a gente tem uma discussão muito forte né em relação a meta verso Então é isso é bem importante perceber nessa cesta geração de computadores depois desse apanhado histórico né é importante a gente definir aqui né O que
seja então né arquitetura de computadores né que é arquitetura de computador você arquitetura pessoal eles respeita então né Aos atributos da máquina que são visíveis para quem acessa essa máquina e para quem usa essa máquina por exemplo o programador que poderão ser vocês por exemplo tá então o que é visível na máquina para mim né que sua programador a linguagem de máquina né Eu percebo a linguagem de máquina Ou seja eu tenho ali uma camada Que Me fornece uma linguagem de máquina né o assemble por exemplo para eu interagir com a máquina ou seja programar
né esse hardware que é que é um hardware para eu usar né sem ter um software sistema operacional por exemplo controlando é difícil tá mas o atributo que o programador ver eu trato Então como sendo arquitetura da minha máquina tá E é interessante a gente perceber o seguinte né O que é então organização né da máquina organização são os elementos que implementa arquitetura ou seja Quais elementos né quais circuitos integrados Qual é a circuitaria que implementa as instruções de soma multiplicação divisão Quais são os circuitos componentes implemento por exemplo armazenamento de dados né temporário armazenamento
de dados permanente né Essa estrutura toda eu chamo de organização então né então eu posso né separar aqui né então o que é arquitetura O que é organização arquitetura é um pouco mais abstrata ou seja aquilo que a máquina tem capacidade de fazer tá e organização é quais são os componentes que faz aquilo que a máquina faz entende então é o que implementa de fato é o que tá ali o circuito que tá que tá executando aqui aquela funcionalidade Ok e é importante né a gente notar que alguns personagens né surgiram então nessas gerações de
computadores que a gente citou tá por exemplo um deles é bom nenhuma tá bom nenhuma vem com uma proposta incrível né de organização de máquina então ele propõe o modelo né de uma organização de máquina que a gente usa até até hoje tá ok e tem também uma outra arquitetura claro né a amplitude que é um modelo né que vai separar então a memória e a CPU em dois barramentos distintos né enquanto que a proposta de ivanilma não é essa é um único barramento tá depois um pouquinho mais adiante a gente vai se aprofundar nisso
mas quando eu quando eu quando eu falo de arquitetura né ou seja de organização de máquina eu tenho essas duas propostas e a proposta de vão Nilma e a proposta de Harvard a proposta de vlogismo é a proposta que que tomou o corpo né e é usada nos nos computadores atuais tá então essa organização é importante porque define que a máquina ela vai ter memória né E essa memória armazena dados para serem processados pela CPU né pela CPU a CPU então processa esses dados e esses dados gerados pelo por esse processamento né ou seja as
informações geradas por esse processamento né são armazenados de volta na memória tá E claro existe também uma unidade de controle tá aqui controla então a aquisição de dados memória para fazer então esse processamento Ok então perceba esse modelo de Von Lima Ele é incrível tá bacana é bem assim funcional né e de fato é o mercado acabou aderindo né a propósito E hoje as máquinas São implementadas levando em consideração Então essa arquitetura de romano é bom nós temos alguns desafios atuais né pessoal em relação a as defesas atuais em relação à arquitetura do computadores né
porque as máquinas não pararam de evoluir né continua evoluindo tá Apesar de que né aqueles fundamentos lançados por nenhuma né E por alguns autores continuam ainda até hoje né mas as máquinas Elas têm assim evoluído né e alguns aspectos até do ponto de vista também da própria arquitetura tá novas máquinas com novos desafios sem surgindo né com novas arquiteturas então por exemplo máquinas que são construídos a partilha inclusive de da estrutura proposta por ronil mas que dão para gente a ideia de que a gente pode construir um supercomputador por exemplo um computador que tem a
capacidade de processamento bem grande para quem tem curiosidade pode inclusive pesquisar né supercomputadores existentes no mundo né com a lista de computadores top 500 né procurem aí na internet top 500 mostra lá a lista do super computadores né porque a gente tem no mundo hoje tá e a capacidade de processamento de cada um um abraço para vocês até mais
