O Computador - Arquitetura e Funcionamento
Computador, dispositivo eletrônico capaz de receber um conjunto de instruções e executá-las realizando cálculos sobre dados numéricos, ou compilando e correlacionando outros tipos de informação.
Tipos de computadores
Atualmente utilizam-se dois tipos principais de computadores: analógicos e digitais. Os computadores analógicos aproveitam a similitude matemática entre as inter-relações físicas de determinados problemas e empregam circuitos eletrônicos ou hidráulicos para simular o problema físico. Os computadores digitais resolvem os problemas realizando cálculos e tratando cada número, dígito por dígito.
Computadores analógicos
O computador analógico é um dispositivo eletrônico ou hidráulico desenhado para manipular a entrada dos dados em termos de níveis de tensão ou pressões hidráulicas, em vez de dados numéricos. O dispositivo de cálculo analógico mais simples é a régua de cálculo, que utiliza comprimentos de escalas especialmente calibradas para facilitar a multiplicação, a divisão e outras funções. No típico computador analógico eletrônico, as entradas se convertem em tensões que podem somar-se ou multiplicar-se empregando elementos de circuito de desenho especial. As respostas são geradas continuamente para sua visualização ou para sua conversão em outra forma desejada.
Computadores digitais
O funcionamento de um computador digital se baseia em uma única operação: a capacidade de determinar se um comutador, ou porta, está aberto ou fechado. Isto é, o computador pode reconhecer apenas dois estados em qualquer de seus circuitos microscópicos: aberto ou fechado, alta ou baixa tensão ou, no caso de números, 0 ou 1. Entretanto, é a velocidade com que o computador realiza este ato tão fácil que o converte em uma maravilha da tecnologia. As velocidades do computador se medem em megahertz, ou milhões de ciclos por segundo. Os microcomputadores podem executar entre 150 e 200 milhões de operações por segundo, enquanto os supercomputadores utilizados em atividades de pesquisa e de defesa alcançam velocidades de bilhões de ciclos por segundo.
História
A primeira máquina de calcular mecânica, um precursor do computador digital, foi inventada em 1642 pelo matemático francês Blaise Pascal. Em 1670 o filósofo e matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz aperfeiçoou esta máquina e inventou uma que também podia multiplicar.
O inventor francês Joseph Marie Jacquard, ao desenhar um tear automático, utilizou finas placas de madeira perfuradas para controlar o tecido utilizado nos desenhos complexos. Durante a década de 1880 o estatístico norte-americano Herman Hollerith concebeu a idéia de utilizar plaquetas perfuradas, similares às placas de Jacquard, para processar dados.
A máquina analítica
Também no século XIX o matemático e inventor britânico Charles Babbage elaborou os princípios do computador digital moderno. Inventou uma série de máquinas, como a máquina diferencial, desenhadas para solucionar problemas matemáticos complexos. Muitos historiadores consideram Babbage e sua parceira, a matemática britânica Augusta Ada Byron (1815-1852), filha do poeta inglês Lorde Byron, como os verdadeiros inventores do computador digital moderno. A tecnologia daquela época não era capaz de colocar em prática seus conceitos; porém uma de suas invenções, a máquina analítica, já tinha muitas das características de um computador moderno.
Primeiros computadores
Os computadores analógicos começaram a ser construídos em princípios do século XX. Com estas máquinas se avaliavam as aproximações numéricas de equações muito difíceis para serem resolvidas mediante outros métodos. Durante as duas guerras mundiais, utilizaram-se sistemas de informática analógicos, primeiro mecânicos e mais tarde elétricos, para predizer a trajetória dos torpedos e para o manejo a distância das bombas na aviação.
Computadores eletrônicos
Durante a II Guerra Mundial (1939-1945), criou-se o primeiro computador digital totalmente eletrônico: o Colossus. Foi utilizado para decodificar as mensagens de rádio cifradas dos alemães. Em 1939, John Atanasoff e Clifford Berry já haviam construído um protótipo de máquina eletrônica no Iowa State College (EUA). Este protótipo e as investigações posteriores se realizaram no anonimato, e mais tarde foram eclipsados pelo desenvolvimento do Calculador e Integrador Numérico Digital Eletrônico (ENIAC), em 1945. No final da década de 1950 o uso do transistor nos computadores marcou o advento de elementos lógicos menores, mais rápidos e mais versáteis do que as máquinas com válvulas. Como os transistores utilizam menos energia e têm uma vida útil mais prolongada, ao seu desenvolvimento deveu-se o nascimento de máquinas mais perfeitas, que foram chamadas computadores de segunda geração.
