História da Informática

    Desde os primeiros tempos, que o homem sentiu necessidade de tratar os números contando e contabilizando, o que o levou a procurar formas que facilitassem essas tarefas. Inicialmente, para simplificar o processo de contagem, o homem começou a contar os objectos em grupos de dez, utilizando os dedos da sua mão. Este facto influenciou a organização dos sistemas de numeração usados na realização de cálculos numéricos. O sistema de numeração decimal nasceu do uso dos dedos como objectos de contagem. Mais tarde, depois dos primitivos processos de contagem ( marcas nas rochas, contagem de seixos e animais ), o homem foi descobrindo meios de tratamento de números cada vez mais complexos. O aparecimento de cada invenção resultou sempre de uma necessidade cuja satisfação ocasionou um acto criativo. Assim, a construção de dispositivos de contagem de forma a minimizar o tempo desperdiçado, foram surgindo. Esse facto originou a necessidade de fazer o registo desses números, fixando-os através da sua representação gráfica, ou seja, na escrita.

    Na história, não se encontram exemplos antigos de máquinas de contar, mas encontra-se um exemplo de uma primitiva máquina de calcular. É a prova mais antiga do nascimento do processamento automático de informação e deve-se ao aparecimento dos ábacos chineses ( 3.000 a.c. ). Surgiram pela primeira vez há cerca de 5.000 anos na Ásia menor e mais tarde, escavações arqueológicas revelaram também a existência de ábacos aztecas ( 1.000 d.c. ). É o calculador conhecido com maior longevidade e ainda hoje é usado no médio oriente para efectuar cálculos. Nas mãos de uma pessoa experiente e treinada permite resolver com grande rapidez problemas envolvendo operações de adição e subtracção. O ábaco é construído em madeira e composto por uma armação em arame de varetas onde deslizam livremente contas também em madeira. Uma régua separa a esquadria em duas secções. Na secção superior deslizam duas contas representando cada uma o valor cinco e na secção inferior deslizam cinco contas representando cada uma o valor um. Cada arame corresponde às posições dos dígitos num número decimal, ou seja, unidades, dezenas, centenas, milhares e assim sucessivamente. Muitos aparelhos como a ábaco foram construídos posteriormente, sobretudo devido ao facto de este género de invenção facilitar cálculos complexos.

    O ábaco caiu em desuso pela introdução do cálculo mental e do uso do lápis e do papel.

    O momento mais significativo para além de tais dispositivos de cálculo foi o aparecimento de um engenhoso sistema de multiplicação, conhecido pelo nome de ossos de napier ( 1617 ) que se tornou popular na Europa no início do século xvii. O sistema foi inventado pelo matemático escocês john napier ( 1550 / 1617 ), e consistia em nove barras de cálculo feitas de osso ou marfim numerados de zero a nove. Movendo as barras, obtinha-se o produto de dois números.

    Antes do aparecimento deste sistema de multiplicação, john napier tinha apresentado a sua invenção dos logarítmos naturais ou neperianos ( 1614 ), cujas tábuas vieram permitir efectuar as operações de multiplicação e divisão por meio de simples somas ou subtracções. O método de cálculo baseado nos logaritmos foi aperfeiçoado com a introdução dos logarítmos décimais, ou de base dez, que tornaram muito mais fácil o cálculo das tábuas. Assim, a × b = 10 ( log( a ) + log( b ) ) e a ÷ b = 10 ( log( a ) - log( b ) ). A régua de cálculo ( 1621 ) foi construída seguindo o princípio dos logaritmos do matemático John Napier. O matemático alemão Gottfried von Leibnitz ( 1646 / 1716 ), desenvolveu e introduziu alguns aperfeiçoamentos na régua de cálculo que, no entanto, não foram suficientes devido a problemas mecânicos. Não deixa de ser curioso que o próprio john napier não tenha visto o uso da régua de cálculo como uma sequência da sua descoberta e, pelo contrário, tenha ele próprio inventado uma máquina de multiplicação extremamente limitada.

    A primeira máquina verdadeiramente capaz de realizar funções matemáticas foi construída cerca de um quarto de século após a descoberta dos logaritmos e nem sequer fez uso dos mesmos. O princípio de funcionamento da pascalina ( 1642 ), nome como que ficou conhecida, não era perfeito, pois só podia fazer somas e subtracções, mas era mecânica e a primeira do seu tipo em todo o mundo. Esta máquina mecânica que se compunha de um complexo conjunto de cilindros rotativos, rodas e carretos, foi inventada pelo matemático francês Blaise Pascal ( 1623 / 1662 ).

    Em 1671, o matemático Von Leibnitz descobriu as limitações da pascalina e desenvolveu uma máquina semelhante que servia para realizar multiplicações por um processo de somas sucessivas e a divisão por idêntico processo de subtracções e ficou conhecido por calculador graduado ( 1694 ). Para além destas proezas, o matemático von leibnitz iniciou estudos no domínio do cálculo binário que foi e será a base do funcionamento de todos os modernos computadores dos nossos dias.

    Durante o século seguinte pouco se avançou no desenvolvimento de máquinas de calcular automáticas. No entanto, os pensadores começaram a despertar para um interesse crescente na área da lógica simbólica. O grande avanço nesta área, surgiu através do matemático inglês george boole ( 1815 / 1864 ), que conseguiu uma representação simbólica de raciocínios e formulou alguns princípios que permitiam que se fizesse corresponder a determinada afirmação um valor lógico. A sua teoria algébrica conhecida por lógica booleana ou álgebra de boole ( 1854 ) revelou-se ideal nos circuitos electrónicos.
No mundo dos computadores talvez george boole seja o nome mais conhecido, pois foi ele quem fundou as bases teóricas do funcionamento do computador. No entanto, o verdadeiro pai do cálculo moderno e dos computadores foi um matemático inglês que viveu em meados do séc. Xix e que se chamava Charles babagge ( 1792 / 1871 ). O seu projecto revolucionário de uma máquina analítica ( 1835 ) apresentava quase todas as características fundamentais dos actuais computadores.

    Charles babagge imaginou uma máquina que pudesse solucionar problemas matemáticos envolvendo uma série de cálculos e uma máquina desse tipo exigia 5 elementos distintos:
            1. Uma unidade de entrada de dados para equacionar o problema.
            2. Uma unidade de saída de informação para fornecer respostas.
            3. Uma unidade de memória para armazenar os resultados.
            4. Uma unidade matemática para fazer os cálculos.
            5. Uma unidade de controlo para assegurar as tarefas a realizar.

    A visão de Babagge nunca se materializou, mas um esquema muito semelhante foi seguido por aqueles que conceberam os primeiros computadores electrónicos na actualidade. Mesmo depois da sua morte, a sua assistente Ada Byron desenvolveu naquela máquina vários programas relacionados com cálculos matemáticos. Em sua homenagem deu-se o nome a uma poderosa linguagem de programação, conhecida como a linguagem ada.

   O processamento de dados na máquina analítica de Babagge foi efectuado mais tarde através de cartões codificados perfurados ( 1860 ) para automatizar o processo de computação. Foi uma concepção sugerida pelo tear mecânico de Jacquard ( 1802 ) do inventor francês Joseph Marie Jacquard ( 1752 / 1834 ). Quando projectou o seu tear de cartões perfurados não pensava em computadores mas a sua ideia iria ser usada anos mais tarde. Desta forma, este sistema veio revolucionar toda a informática, pois foi um meio de poder armazenar informação através de um sistema de cartões perfurados sob a forma de código.

    O engenhoso sistema de Jacquard inspirou outros inventores entre os quais Herman Hollerith que fundou a computing tabulating recording company que mais tarde se fundiu com outras companhias para formar a International Business Machines Corporation ( IBM ). O sistema original de cartões perfurados de Hollerith, utilizado para separar, contar e catalogar os resultados do censo de 1890 nos E.U.A., tinha a possibilidade de fornecer informação três vezes mais depressa do que máquinas de somar convencionais.

    O cartão de Hollerith utilizado na máquina de tabulação ( 1890 ), constituiu um meio muito popular durante vários anos. O sucesso prático da máquina foi tão grande que as encomendas vieram de vários países de todo o mundo, o que determinou transformações sucessivas na sua máquina e um crescimento enorme da sua companhia. Quando Hollerith morreu em 1929, a empresa possuía mais de 50% do mercado de computadores em todo o mundo.

    A par desta evolução, o aspecto comercial foi bastante influente no desenvolvimento do processamento automático da informação. Em 1878, James Ritty, concebeu a primeira máquina registadora, mas só mais tarde é que foi comercializada. A firma de James Ritty foi comprada em 1884, por John Patterson, o qual fundou a the national cash registor company ( ncr ), que trouxe ao mundo do pequeno comerciante, um excelente elemento de cálculo.

Marcos importantes na história da informática

    O computador completamente automático só se concretizou com a conclusão do ibm Harvard Mark I ( 1944 ) pelo engenheiro Howard Aiken com o apoio de ibm. O seu funcionamento não era muito diferente da máquina analítica de Charles Babbage. Em parte mecânico, em parte eléctrico, este foi simultaneamente o último dos computadores mecânicos e o percursor dos computadores totalmente electrónicos que se seguiram.

    Os computadores electrónicos rapidamente substituíram o computador de Howard aiken. Enquanto que as partes moveis foram sendo substituídas por circuitos eléctricos, os computadores começaram a trabalhar mais depressa e com mais eficiência. Deste modo, dois anos após a conclusão do computador de Howard aiken, os engenheiros john mauchly e john eckert apresentavam o computador eniac ( 1946 ).

    O eniac ( electronic numerical integrator and calculator ) era o primeiro computador digital totalmente electrónico do mundo. Foi o primeiro de uma nova geração e a agitação que provocou foi designada por revolução de computadores. Comparado com os seus descendentes, era muito volumoso e de funcionamento dispendioso. Pesava 30 toneladas, ocupava um espaço superior a 140 m² e consumia muita energia. As suas milhares de válvulas ( 18.000 ) geravam muito calor e precisavam frequentemente de ser substituídas. Durante o pouco tempo que estava a trabalhar podia ao longo de duas horas levar a cabo cálculos complexos de física nuclear que ocupariam um engenheiro durante todo um século. O eniac havia sido construído por ordem do exército americano, com o objectivo de calcular trajectórias de tiro durante a ii guerra mundial. Trabalhava com o sistema decimal, e não com o binário, e possuía quase todas as características dos computadores modernos. O êxito do eniac, leva ao aparecimento de máquinas que irão produzir a mais rápida revolução económica e social da história.

    O momento de glória do eniac foi breve, pois os seus inventores não se tinham ainda apercebido da importância de armazenar informação em memória de modo permanente. A cada simples instrução correspondia uma ligação eléctrica que os programadores do eniac tinham que refazer cada vez que pretendiam resolver um novo problema. Apercebendo-se que o processo não era eficiente, o matemático húngaro john von neumann ( 1903 / 1957 ) concebeu a ideia de armazenar um programa numa unidade de memória com recurso à numeração binária. Ajudou a construir um ano após o lançamento do eniac, o edvac ( 1947 ) que englobava 2 concepções que se tornaram correntes:

            1. Um programa armazenado residente e permanente.
            2. Um sistema numérico binário, substituindo o sistema decimal.

    O edvac ( electronic discrete variable automatic computer ) era um computador que utilizava a aritmética de numeração binária, muito mais apropriado à concepção electrónica do computador. No entanto, a ideia de um programa armazenado, só viria a ser concretizada um ano depois. Após a construção do edvac, a maior parte dos computadores electrónicos passou a utilizar o sistema de numeração binária na execução dos seus cálculos.

    O primeiro computador electrónico capaz de ter um programa armazenado internamente por meios electrónicos juntamente com a própria informação a tratar, ou seja, com dispositivos de entrada de dados e saída de informação integrados foi o edsac ( 1948 ). O edsac ( electronic delay storage automatic computer ) era a versão melhorada do edvac, no controlo e na fiabilidade do computador.

    Em 1950, a ibm e a remington rand iniciam a fabricação de computadores para o mercado, mas os custos eram elevados e tais máquinas apenas podiam ser adquiridas por grandes empresas de grande poder económico. Uma dessas máquinas era um computador chamado univac I ( 1951 ) construído por john mauchly e john eckert, os homens do eniac. O univac I ( universal automatic computer ) foi o primeiro computador a ser comercializado e foi vendido pelos seus criadores ao serviço de recenseamento dos e.u.a.. O univac I era um computador de programa armazenado internamente na memória segundo os principais do matemático Von Neumann. Foi o primeiro a usar uma banda magnética como elemento de informação.

    As válvulas dos computadores que obrigavam a um enorme consumo de energia, foram substituídas por díodos e transístores. Com a invenção do transístor, nos laboratórios da Bell Telephone em 1948, o computador entra na época moderna. Os transístores conduziam a corrente eléctrica de uma forma mais rápida e eficiente, raras vezes precisavam de ser substituídos, eram de dimensões muito mais reduzidas e consumiam muito menos energia. A incorporação dez anos mais tarde, da nova tecnologia do transístor nos computadores, associada aos discos magnéticos, gera computadores muito mais pequenos e com velocidades de resolução de problemas dez vezes maior.

    Os transístores foram suplantados no ano de 1964 por circuitos integrados incorporando a nova tecnologia slt ( solid logic technology ) apresentada pela ibm no sistema ibm/360. Os circuitos eram mais compactos, mais rápidos, consumiam menos energia e podiam ser produzidos em série a baixo custo. Os minúsculos circuitos integrados ( ci's ) tomaram o lugar anteriormente ocupado pelos transístores.

    Só em meados dos anos de 1970, os cientistas desenvolveram um método de colocar milhares de circuitos integrados num único chip de silício. Os chip's, lançados pela american intel corporation ( intel ), em 1971, também conhecidos por microprocessadores, são computadores contidos num único circuito integrado.

    Foi a invenção e o desenvolvimento deste tipo de semicondutor que resultou na explosão dos computadores pessoais ( pc's ) cuja produção e comercialização inicializaram uma verdadeira revolução. O computador zx spectrum ( 1982 ), desenhado pelo engenheiro inglês sinclair, ssombrou o mundo ao vender no ano do seu aparecimento cerca de 500.000 unidades. Actualmente. Os cientistas continuam a colocar milhões de circuitos integrados num único chip, e este facto torna os computadores ainda mais pequenos e mais rápidos. Foi à custa destes circuitos integrados, fabricados por métodos ultramodernos e extremamente sofisticados, que se conseguiu divulgar, do modo que todos conhecemos, o uso dos computadores, desde as miniaturas em tamanho mas grandes em potência conhecidos por microcomputadores ( amstrad 1512, ibm pc/xt/at, ibm ps/2, computadores multimédia, etc… ) até aos computadores de enormes capacidades de armazenamento e velocidades de processamento conhecidos por supercomputadores ( cyber 205 da control data, cray-2 da cray reserch, etc… ). Passaram milhares de anos desde o tempo em que as pessoas contavam pelos seus dedos até ao momento em que foi construído o primeiro computador electrónico. Mas demoraram apenas 50 anos desde a construção do enorme eniac até aos pequenos computadores nos nossos dias.

    Os computadores actuais são milhões de vezes mais rápidos do que o eniac e o tempo necessário para obter ou armazenar uma determinada informação na memória, é medido em bilionésimos de segundo. Em 1946, ninguém poderia prever o enorme impacto que os computadores viriam a ter nos anos seguintes. Hoje, fazem parte da nossa vida quotidiana. No comércio e na indústria, são utilizados para imprimir as folhas de pagamentos e fazer a facturação, controlar os níveis dos inventários, avaliar as estatísticas de marketing, criar novos produtos e orientar a política de gestão. Na ciência, ajudam os cientistas praticamente em todos os domínios, resolvendo problemas, conduzindo e controlando experiências, simulando situações complexas e investigando áreas inexploradas.

    Os computadores estão em todo o lado, afectam as nossas vidas todos os dias e de muitas formas. Na administração pública, são usados nos serviços militares, nos serviço de recenseamento, nos serviços de contribuições e impostos, na administração central, regional e local. Nos programas espaciais, são usados no planeamento da trajectória das naves, para as manter nas rotas certas e para planear os lançamentos, as aterragens e as situações de emergência. Nos escritórios, são usados para os movimentos de vendas e para os pagamentos de clientes. Nos supermecados, são usados para detecção e leitura do sistema baseado no código universal de produtos. Nos bancos, são usados como caixas automáticas onde os clientes podem levantar dinheiro, fazer depósitos e pagar contas. Nos hospitais, são usados nas salas de operações para controlo da situação de cada doente e para o auxilio de uma equipa de médicos na interpretação de resultados. Nas escolas, são usados no apoio dos estudantes em determinadas áreas de aprendizagem e nas secretária para utilização das mais variadas tarefas burocráticas. Nas nossas casas, são usados para registar as contas da família, verificar os extractos de contas bancárias, calcular os impostos e registar datas importantes. São utilizados para um infinito número de jogos.

    As novas invenções permitem a exploração de novas áreas que permitem o aparecimento de novas invenções. Assim aconteceu com os computadores, pois a sua construção pode ser usada para projectar um computador melhor. Vivendo em plena revolução de computadores, é difícil avaliar o alcance do seu impacto que proporcionou um meio de atender às exigências da população em rápida expansão. Os computadores também aumentaram e multiplicaram-se. Em 1960 apenas existiam 4.000 e em meado dos anos setenta esse número aumentou para os 100.000. Actualmente, existem milhões de computadores espalhados por todo o mundo e o seu número continua a aumentar a uma forma alucinante.

    Actualmente, os investigadores estão a equipar os computadores com câmaras de vídeo, microfones e outras unidades sensoriais. Os futuros computadores interactivos, responderão à voz humana, ao contrário com o que sucede com as vulgares unidades de entrada de dados e saída de informação. Já existem computadores aptos a compreenderem um pequeno vocabulário e determinados sons através de um sintetizador de voz. As melhorias que estão a ser introduzidas nestas unidades de saída permitem que os computadores fiquem aptos a falar, numa voz quase humana. Com o aparecimento desta tecnologia, inicia-se uma nova era para o computador.

    A Internet também é uma realidade, a rede das redes liga virtualmente qualquer conjunto de pessoas em diferentes pontos do globo.