Uma breve história dos computadores

            A física atual está muito ligada aos computadores. Muitas das pesquisas atuais utilizam simulações computacionais como ferramenta no desenvolvimento de novas teorias. Essas novas teorias, por sua vez, são publicadas na internet, melhorando de forma significativa a divulgação científica. A área do ensino também se beneficia com as diversas possibilidades das máquinas computacionais. Dada a importância dessa tecnologia para a ciência, é importante sabermos como ela surgiu, como ela se desenvolveu e de que maneira ela influencia nossa sociedade.

            A necessidade de um dispositivo capaz de solucionar problemas surgiu há aproximadamente 7000 anos. Com a expansão do comércio, tornou-se necessário um aparelho que realizasse cálculos rapidamente e de maneira confiável. O ábaco (Figura 1) foi o equipamento desenvolvido para suprir tal necessidade.

         O ábaco mostrou-se uma ferramenta muito interessante para realizar somas e subtrações, porém a necessidade de realizar outras operações tais como multiplicação e divisão fez com que novos dispositivos fossem desenvolvidos.

            No século XVII, as pesquisas do matemático John Napier sobre logaritmos resultaram em um dispositivo conhecido por “ossos de Napier” (Figura 2). Esse dispositivo era capaz de realizar multiplicações de números grandes.

            Em 1642, o matemático Blaise Pascal, com 20 anos, projetou uma máquina que é considerada a primeira calculadora mecânica: a Máquina de Pascal (Figura 3).

         A máquina de Pascal era capaz de realizar somas e subtrações utilizando um sistema de engrenagens. Usuários mais avançados conseguiam realizar multiplicações e divisões realizando cálculos sucessivos, porém era um método bastante trabalhoso.

          Alguns anos mais tarde, Gottfried Leibniz conseguiu projetar um dispositivo capaz de realizar multiplicação e divisão, além da usual adição e subtração, de maneira mais simples.

       Até então, os “computadores” apenas realizavam operações pré-determinadas, não sendo possível modificar a máquina para realizar novas funções. Então, a indústria de tecelagem surge para inserir o conceito de programação de computadores nessa história.

          Em uma fábrica de tecidos, o costureiro Joseph Jacquard, visando uma maneira de facilitar o processo de criação de diferentes padrões de tecelagem, desenvolve uma máquina na qual o usuário poderia programá-la para costurar diferentes desenhos para os tecidos. Bastava que um cartão perfurado, que continha a informação do padrão desejado, fosse inserido no dispositivo. Uma ideia revolucionária, que foi nomeada de tear programável (Figura 4).

          Embora o tear programável de Jacquard tenha sido revolucionário, ele não foi tão inovador quanto a máquina das diferenças de Charles Babbage, que trazia tantas novidades que, com a tecnologia da época (1822), simplesmente não era possível de ser construída.

           A máquina das diferenças de Babbage era capaz de realizar diversas operações. Alguns anos mais tarde, Charles Babbage aperfeiçoou o projeto e projetou o chamado engenho analítico (Figura 5), que podia ser programado de várias maneiras por meio dos cartões perfurados, além de imprimir os dados de saída em papel. Aqui destaca-se o papel de Ada Byron.

          Ada Byron se interessou profundamente nos projetos de Charles Babbage e, junto com ele, produziu diversos textos nos quais citava aplicações da máquina analítica. Os vários textos produzidos por Ada Byron a consagraram como primeira programadora do mundo. Juntos, Charles Babbage e Ada Byron criaram as bases para a computação atual.

         Com o desenvolvimento da teoria booleana e o aperfeiçoamento da eletrônica, os computadores foram evoluindo cada vez mais. Outro grande fator que impulsionou o desenvolvimento da computação foi a guerra. Devido à necessidade de decodificação de mensagens, diversos dispositivos foram desenvolvidos.

          Nesse período, destaca-se o Mark 1. O Mark 1 (Figura 6) foi desenvolvido em Harvard e foi utilizado pela marinha americana durante a guerra para realizar cálculos e para auxiliar na navegação. Essa máquina possuía 17 metros de comprimento e pesava 5 toneladas. Era capaz de realizar as 4 operações, além de funções logarítmicas e trigonométricas. Porém demorava alguns segundos para realizar uma operação.

          Os chamados computadores da primeira geração surgiram a partir do momento em que as máquinas passaram a utilizar válvulas eletrônicas. O maior deles foi o ENIAC (Figura 7). Esse computador era utilizado para cálculos balísticos pelo exército dos EUA durante a Segunda Guerra Mundial. Pesava cerca de 30 toneladas e ocupava uma área de 180 m². Além disso, realizava 5000 operações por segundo.

           Na segunda geração de computadores, as válvulas tornaram-se obsoletas. As novas máquinas utilizavam transístores, o que reduziu consideravelmente o tamanho do hardware. O destaque dessa geração é o IBM 7030 (Figura 8), que realizava 1 milhão de operações por segundo.

           A terceira geração de computadores possuia como característica principal o uso de circuitos integrados, o desenvolvimento das primeiras linguagens de programação e o barateamento da tecnologia.

          A quarta geração (geração atual) de computadores é a geração dos computadores pessoais. Com o aperfeiçoamento dos circuitos integrados, surgiram os primeiros microprocessadores, capazes de realizar bilhões de operações por segundo. O desenvolvimento do Apple 1 (Figura 9) e do Mac por Steve Wozniak e Steve Jobs deram origem ao termo computador pessoal. Bill Gates ajudou a difundir o conceito criando o Windows, após se “inspirar” nas ideias de Jobs. A internet foi outra criação revolucionária nesse meio.

         A partir daí, diversos dispositivos derivados dos computadores, tais como smartphones, tablets e, mais recentemente, smartwatchs foram surgindo e tomando conta de nosso cotidiano.

           É evidente que a sociedade atual não seria a mesma sem essa tecnologia. A sociedade moldou os computadores e, agora, de certa forma, ele molda a sociedade. Qual o futuro dessa história?

Texto por: Matheus Pretko.

Referências:

[1] BROOKSHEAR, J. Glenn. Ciência da computação: Uma visão abrangente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman Companhia Editora, 2005.

[2] TECMUNDO. A história dos computadores e da computação. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/tecnologia-da-informacao/1697-a-historia-dos-computadores-e-da-computacao.htm>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[3] INFOESCOLA. Evolução dos computadores. Disponível em: <http://www.infoescola.com/informatica/evolucao-dos-computadores/>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[4] WIKIPEDIA. History of computing hardware. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_hardware>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[5] COMPUTADOR, Historia do. Ossos de Napier. Disponível em: <http://historiadocomputador.weebly.com/ossos-de-napier.html>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[6] WIKIPEDIA. Ossos de Napier. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Ossos_de_Napier>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[7] UEM. Máquina de Pascal. Disponível em: <http://www.din.uem.br/museu/virtualhtml/600_maquina.htm>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[8] INFORMÁTICA, Museu Virtual da. Computadores para cálculo científico. Disponível em: <http://piano.dsi.uminho.pt/museuv/1946hmark1.html>. Acesso em: 29 fev. 2016.

[9] TECNOBLOG. Eniac Primeiro Computador do Mundo Completa 65 Anos. Disponível em: <https://tecnoblog.net/56910/eniac-primeiro-computador-do-mundo-completa-65-anos/>. Acesso em: 29 fev. 2016.