Evolução do computador

 A evolução do computador é resultado da contribuição de diversos cientistas que têm participação na criação e reatribuição nas utilidades dessa máquina, tais como Alan Turing, Konrad Zuse, John Eckert e John Mauchly. O computador foi uma das principais invenções do século XX. As suas origens remetem à Segunda Guerra Mundial, mas os primórdios da tecnologia com os computadores data de séculos atrás.

A invenção do computador esteve diretamente ligada à criação de outras tecnologias, como a calculadora mecânica, a produção têxtil em escala industrial e a contagem censitária. Antes dos computadores modernos, havia as máquinas eletromecânicas que utilizavam estruturas analógicas de funcionamento. Os computadores têm uma linha do tempo dividida por gerações, definidas por sua capacidade e velocidade de processamento. Atualmente, reconhece-se cinco gerações de computadores.

Leia também: História da internet — como surgiu o principal meio de comunicação do mundo

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre evolução do computador
• 2 - História do computador
  • → Quem criou o computador?
• 3 - Evolução do computador
  • → Pré-gerações dos computadores
  • → Primeira geração (1939-1955)
  • → Segunda geração (1955-1964)
  • → Terceira geração (1964-1974)
  • → Quarta geração (1974-1989)
  • → Quinta geração (1989-presente)
  • → Uma sexta geração?
• 4 - Linha do tempo da evolução do computador
• 5 - Importância do computador
• 6 - História e evolução da informática
  • → As contribuições de Alan Turing
  • → O modelo Eniac
  • → O modelo Z3, de Konrad Zuse
  • → O modelo Edsac, de Maurice Wilkes
  • → Teoria de Moore
• 7 - Curiosidades sobre o computador

Resumo sobre evolução do computador

• A evolução do computador ocorreu ao longo dos anos e conta com a contribuição de diversos cientistas.
• A origem do computador remete à Segunda Guerra Mundial.
• As primeiras máquinas a compreenderem a linguagem binária datam do início do século XIX.
• Os computadores eletromecânicos, na primeira metade do século XX, consistiam em grandes e complexas calculadoras que funcionavam por meio de movimentos manuais e eletricidade.
• Um dos primeiros modelos, o Z1, foi inventado por Konrad Zuse em 1938.
• Os computadores modernos surgiram por meio das teorias e invenções do cientista britânico Alan Turing.
• Alan Turing foi o inventor da máquina Colossus, que serviria de inspiração para os modelos eletrônicos.
• As gerações de computadores são marcadas principalmente pela velocidade e capacidade de processamento de dados.
• Atualmente, reconhece-se cinco gerações.
• Os microcomputadores foram criados na década de 1970, mas só começaram a ser comuns nas residências no decorrer da década de 1990, com o barateamento dos modelos e a popularização da internet.

História do computador

Os computadores datam de uma época muito mais antiga que alguns gostariam de admitir: suas origens remetem à Segunda Guerra Mundial. A invenção do computador surgiu como uma tecnologia para fins de descriptografia de mensagens, e apenas décadas mais tarde essa tecnologia seria distribuída comercialmente para dentro das residências, devido a suas programações específicas, à impraticabilidade e ao custo milionário: seus primeiros modelos custavam algo em torno de seis milhões de dólares se ajustarmos a inflação para os dias de hoje.

→ Quem criou o computador?

Não se pode associar a invenção do computador a apenas um personagem da história, já que diversos cientistas têm coautoria na criação e reatribuição nas utilidades dessa máquina. Muitas figuras, inclusive, foram responsáveis pelo que viriam a ser os computadores, como os matemáticos ingleses novecentistas Charles Babbage, inventor da complexa calculadora com armazenamento de memória — máquina analítica —, e Ada Lovelace, que criou as primeiras programações dessa invenção.

As máquinas eletromecânicas que foram as precursoras dos computadores modernos, no entanto, só começaram a ser desenvolvidas com sucesso a partir da década de 1930 e, em grande parte, devido aos investimentos nelas por instituições de pesquisa a partir da Segunda Guerra Mundial.

Nomes relevantes de vários lugares do mundo podem ser citados nesse contexto, como o inglês Alan Turing, o alemão Konrad Zuse e os norte-americanos John Eckert e John Mauchly. Cada um deles contribuiu para com a criação ou inovação dos computadores de alguma forma, como veremos com maiores detalhes na continuação deste texto.

Veja também: Como funciona um computador quântico?

Evolução do computador

Os computadores têm uma linha do tempo dividida por gerações. Cada uma delas é marcada por características definidas por inovações ou meios de funcionamento em específico, embora o recorte temporal possa variar. Entretanto, a principal característica que define uma geração de computadores é a capacidade e velocidade de processamento. Veja, a seguir, as gerações e quais foram os seus modelos mais importantes:

→ Pré-gerações dos computadores

Antes dos computadores modernos, havia as máquinas eletromecânicas que utilizavam estruturas analógicas de funcionamento. Elas ainda não tinham componentes que fazem parte dos computadores atuais, como chips, placas e processadores, mas já eram capazes de realizar cálculos complexos em específico, conforme designassem seus engenheiros.

O cálculo dessas máquinas já era feito por meio da comutação binária, que lia cartões ou papéis perfurados de maneira semelhante à mesa de Hollerith, desenvolvida por Herman Hollerith, no século XIX, para computar os cartões perfurados do censo norte-americano de 1890. No entanto, a própria invenção norte-americana já utilizava como base de funcionamento um aparelho ainda mais antigo, a inglesa máquina analítica, datada de 1834.

Os protocomputadores que antecederam à primeira geração eram versões mais rápidas e complexas das máquinas de processamento massivo de dados, pois utilizavam sistemas de relés (mecanismos que bloqueiam ou permitem a passagem da corrente elétrica), com destaque ao modelo alemão Z1 (1938), projetado pelo engenheiro Konrad Zuse.

→ Primeira geração (1939-1955)

Os primeiros computadores modernos diferiam-se de suas pré-gerações por utilizarem tubos a vácuo que substituíam os relés. Por meio desses tubos, as informações binárias processadas pelos computadores ocorriam de maneira mais dinâmica. Mediam metros de altura e comprimento, pesavam toneladas e tinham um custo que seria atualmente milionário.

O primeiro computador a usar essa tecnologia foi o Atanastoff-Berry Computer, sucedido por modelos como o Eniac, o Univac e o IBM 701.

→ Segunda geração (1955-1964)

Agora, o processamento de dados ocorria por meio de transistores, que controlavam o fluxo da corrente elétrica por meio do chaveamento das informações binárias. Custavam menos que tubos a vácuo, geravam menos calor, eram ligeiramente menores e tinham maior durabilidade; tinham também a capacidade de compreenderem linguagem de programação mais complexa, como a Fortran e a Cobol. Destacaram-se entre eles o IBM 1401 e o IBM 7094.

→ Terceira geração (1964-1974)

Introduziu nos computadores o uso de chips, ou circuitos integrados, que poderiam processar informações simultâneas de diversos transistores. Como consequência, esses computadores eram muito mais rápidos e baratos, e foram distribuídos em empresas de menor proporção. Entre os modelos mais destacados, havia o IBM System/360 e o DEC PDP 11.

→ Quarta geração (1974-1989)

Nessa fase, o computador funcionava por meio de microprocessadores que suportavam milhares de transistores. Tal período permitiu o desenvolvimento de modelos compactos e introduziu os microcomputadores de uso doméstico. Devido às múltiplas opções de programação, houve a criação dos primeiros jogos eletrônicos comercializáveis e o avanço da internet. A geração foi marcada pelos modelos IBM PC e Apple Machintosh.

→ Quinta geração (1989-presente)

A atual geração de computadores foi marcada pela introdução do ULSI, tecnologia que permitia a inserção de milhões de transistores por chip. As múltiplas funções simultâneas permitiram o uso de modelos mais rápidos e de aquecimento consideravelmente menor. Essa fase significou o boom do consumo de microcomputadores, aumentando as vendas de seu mercado para 60 milhões de unidades em 1995.

→ Uma sexta geração?

A sexta geração de computadores ainda é hipotética, mas é possível que já estejamos experimentando-a: o uso da Inteligência Artificial de maneira acessível, por exemplo, pode significar uma introdução nessa nova geração. Mesmo assim, é cedo para dizer: até que haja estudos suficientes que definam legitimamente o encerramento da quinta geração, as suas características são ainda o que determinam as máquinas que utilizamos.

Linha do tempo da evolução do computador

• 2500 a.C. (aprox.): invenção do ábaco, primeiro mecanismo de cálculo desenvolvido pelo ser humano.
• 1623: o astrônomo alemão Wilhelm Schickard construiu a primeira calculadora mecânica, que usava engrenagens e hastes para realizar as quatro operações básicas de até seis dígitos.
• 1720: Gottfried Leibniz, matemático e filósofo alemão, difundiu a teoria do sistema binário, método aritmético de cálculo baseado nos números 0 e 1.
• 1801: a máquina de tear automática, criada pelo francês Joseph Marie Jacquard, fazia a leitura binária de cartões perfurados para criar padrões geométricos têxteis.
• 1837: o britânico Charles Babbage criou a máquina analítica, capaz de armazenar memória integrada (algo equivalente a atuais 17 kB aproximadamente). Ela tinha capacidade de leitura de cartões perfurados para realizar operações específicas.

• 1842: a matemática e escritora britânica Ada Lovelace desenvolveu o primeiro algoritmo de computador, que seria utilizado com sucesso pela máquina analítica, de Baggage.
• 1890: o norte-americano Herman Hollerith inventou a máquina de tabulação, capaz de ler dados censitários registrados por cartões perfurados em menor tempo que por meios manuais.
• 1936: o cientista Alan Turing desenvolveu a teoria da máquina de Turing, que idealizou o que viriam a ser os computadores modernos.
• 1938: o engenheiro alemão Konrad Zuse finalizou o Z1, primeira máquina binária programável da história.
• 1939: Alan Turing iniciou o projeto da Bombe, máquina de decodificação que seria empregada para decifrar parcialmente a Enigma, criação alemã que criptografava mensagens secretas.
• 1943: primeiras utilizações do computador eletromecânico Colossus permitiram decifrar a codificadora alemã Lorenz, e acelerar o término da Segunda Guerra Mundial.
• 1945: lançamento do gigantesco computador digital Eniac, capaz de realizar complexos cálculos de balística por meio do funcionamento de tubos a vácuo.
• 1955: primeiro uso dos transistores em computadores, embora a tecnologia já houvesse sido desenvolvida no ano de 1947.
• 1959: a IBM estreou o modelo IBM 1401 para fins comerciais.
• 1960: o PDP-1 foi o primeiro computador fabricado para caber em uma mesa, desenvolvido pela Digital Equipment Corporation.

• 1964: a IBM lançou o modelo System/360, que estreou o uso dos computadores por funcionamento de chips.
• 1969: a Arpanet desenvolveu a primeira rede de computadores interconectados.
• 1975: o microcomputador Altair 8000 popularizou a informática ao ser utilizado em residências.
• 1981: o IBM PC e seu sistema DOS tornaram-se a base dos futuros microcomputadores de uso pessoal.
• 1980: realizou-se as primeiras pesquisas com Inteligência Artificial em computadores, teorizadas por Alan Turing.
• 1995: lançamento do sistema operacional Windows 95, da Microsoft.
• 2000: a internet alcançou níveis de uso por todo o mundo, parcialmente graças ao desenvolvimento de motores de busca online.
• 2020: o acesso pessoal à Inteligência Artificial por meio de computadores e smartphones facilitou o uso de pesquisas rápidas.

Importância do computador

A importância do computador é múltipla, pois beneficiou a humanidade em diversos aspectos. A sua invenção, sobretudo, foi capaz de acelerar o avanço tecnológico em diferentes áreas de conhecimento, graças às suas possibilidades de simulação científica e análise de dados, que abrangem os estudos desde os micro-organismos até a exploração do espaço.

O computador também dá acesso a infinitas fontes de pesquisa distribuídas pelo mundo, de diversos períodos e lugares, desde que utilizado com cautela. Ele também permite a criação de programas e projetos de múltiplos fins, como a internet e os jogos eletrônicos. Não menos importante, o computador permite a interação social e a praticidade de trabalho por diversos meios, como as reuniões por vídeo ou a navegação por redes sociais.

História e evolução da informática

Assim como diversas inovações testemunhadas pela história, o computador também surgiu como uma invenção para fins militares, ou, mais exatamente, para que os Aliados interceptassem mensagens alemãs durante a Segunda Guerra Mundial. Durante a Guerra Fria, subsequente grande confronto mundial, a tecnologia com computadores se desenvolveu com ainda maior incentivo financeiro das potências envolvidas na Corrida Espacial e na guerra de espionagem.

Contudo, os primórdios da tecnologia com os computadores data de séculos atrás. Como vimos anteriormente neste texto, a invenção do computador está diretamente ligada à criação de outras tecnologias, tais como:

• a calculadora mecânica, cujo primeiro modelo, inventado pelo alemão Wilhelm Schickard, data de 1623;
• a produção têxtil em escala industrial, a exemplo da invenção do francês Joseph Marie Jacquard, que “lia” padrões pré-definidos de bordados para confeccionar tecidos;
• a contagem censitária, conforme demonstrou o norte-americano Herman Hollerith com a invenção de sua tabuladora, que contabilizou os dados registrados no censo de 1890.

Todas essas invenções anteriores ao computador tinham uma característica em comum: utilizavam cartões perfurados, que permitiam a “leitura” da máquina por meio da lógica binária, um tipo de linguagem que essas invenções podiam traduzir conforme suas funções básicas.

Em um exemplo mais contemporâneo — o computador — a linguagem binária é realizada por meio de combinações com os números 0 e 1. Por meio dos transistores, a corrente elétrica pode ser bloqueada — por meio do número 0 — ou permitida — por meio do número 1. Esses números, em sua menor unidade, chamam-se bits; quando combinados, eles se transformam em diferentes códigos de funcionamento que permitem que o computador realize milhões de funções diferentes.

Por isso, a mudança de gerações de computadores é marcada pela adição da capacidade de transistores: quanto mais rápida for a transmissão da leitura binária exercida do processador, maior será a sua eficiência na condução de tarefas. No entanto, esse é um exemplo contemporâneo. Antes dos computadores, havia máquinas eletromecânicas — tipos híbridos que funcionavam tanto por meio manual quanto por meio elétrico.

→ As contribuições de Alan Turing

O britânico Alan Mathison Turing, muitas vezes, é considerado o progenitor da computação. A sua contribuição para com a informática é vital: ele teorizou os meios como um mecanismo autômato poderia funcionar a fim de resolver qualquer algoritmo com sua hipotética máquina de Turing.

Essa estrutura, teorizada no ano de 1936, teria uma “fita infinita” que atualmente equivale à memória do computador; uma “cabeça” de escrita e leitura que transcreveria as informações em símbolos; os estados internos oscilatórios de operação; e uma tabela de instruções que programaria as informações necessárias da máquina. Na prática, essa máquina seria capaz de compreender os algarismos binários e transformá-los em outras informações, que, por sua vez, seriam visíveis e uma tela.

Até o fim de sua carreira, as contribuições de Turing para com o desenvolvimento da informática seriam diversas. Entre elas, destaca-se a máquina de descriptografia Colossus, máquina eletrônica que revelava em poucas horas os códigos gerados pela Lorenz, utilizada pelos alemães.

O Colossus chegava a 2,3 metros de altura e tinha duas espécies de painéis de 5,5 metros de comprimento cada. A sua função, no entanto, era bastante específica: servia para transmitir mensagens codificadas via código pelos alemães, as quais, por meio de máquinas tradicionais, poderiam demorar seis meses para que fossem reveladas. A criação de Turing, no entanto, reverteu o processo para meras seis horas.

Seu funcionamento era complexo: as mensagens captadas eram primeiramente transcritas por códigos, que, por sua vez, eram gravados em forma de “furinhos” em um cartão. O cartão era inserido na máquina, e os seus diversos sensores fotoelétricos recebiam cerca de cinco mil caracteres por segundo. Paralelamente, o segundo painel do Colossus registrava os resultados de forma desembaralhada. Para que os resultados não se repetissem nos registros, o computador utilizava cerca de 2500 válvulas eletrônicas, já que ele ainda não era dotado de memória de armazenamento de dados.

O trabalho realizado pela máquina de Turing só era possível devido à grande fragilidade do codificador alemão: sua limitação em gerar as mensagens. A 12 rodas mecânicas da máquina alemã limitavam a criptografia de maneira semialeatória, ou seja, o embaralhamento das mensagens não calculava resultados infinitos. Estima-se que a invenção de Turing tenha acelerado a derrota alemã na guerra, já que suas mensagens agora poderiam ser interceptadas e descriptografadas em poucas horas pelas potências Aliadas.

O cientista britânico também desenvolveu o teste de Turing, que definiria a atual Inteligência Artificial. Postado por meio de um artigo científico no ano de 1950, o teste propunha fazer com que um computador “pensasse” por meio de um diálogo com um ser humano e, com isso, absorvesse as informações da conversa. Essa teorização serviu de fundação para plataformas de Inteligência Artificial como as utilizadas nos dias de hoje, a exemplo do ChatGPT.

Deve-se creditar a Turing, também, a criação do computador Pilot ACE, concluído em 1950. Essa máquina, além de muito rápida para a época (e relativamente mais barata), armazenava informações de programas e poderia ser usada para funções múltiplas, como cálculos científicos ou engenharia de aviação, de maneira semelhante ao funcionamento dos computadores atuais.

→ O modelo Eniac

Data também da época da Segunda Guerra Mundial o Eniac (sigla para Electronic Numerical Integrator and Computer), desenvolvido pelo engenheiro elétrico John Eckert e pelo físico John Mauchly, ambos pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

A invenção teve diversas unidades encomendadas pelos governos estadunidense e britânico para fins militares, já que esses computadores poderiam realizar complexos cálculos de balística que seriam úteis para o uso da artilharia, ainda que suas unidades só tenham sido entregues a seus compradores no ano de 1946. Os modelos Eniac mediam cerca de 180 m² e pesavam 30 toneladas, ou seja, uma única unidade poderia ocupar diversos cômodos ou andares de um prédio.

→ O modelo Z3, de Konrad Zuse

Muitos concordam, no entanto, que o pioneiro dos testes com computadores tenha sido o alemão Konrad Zuse, que havia construído uma máquina elétrica, chamada Z3, que utilizava o sistema binário de linguagem. A falta de reconhecimento do engenheiro se deu, no entanto, devido à falta de incentivo e reconhecimento do governo e indústria da época.

O Z3 era o terceiro protótipo do cientista. Entre 1936 e 1938, Zuse dedicou-se à construção do seu primeiro modelo, o Z1, sem financiamento ou ajuda de qualquer instituição, embora alguns amigos tenham contribuído. A máquina de funcionamento mecânico utilizava fitas também perfuradas para programação, as quais, já por meio de códigos binários, realizavam até quatro operações.

O modelo Z2 de Zuse, concluído em 1939, tinha como diferencial uma maior precisão em cálculos aritméticos, mas o Z3, que data de 1941, seria a primeira máquina a funcionar completamente por meio de relés.

O Z4 permitia um sistema de memória que armazenava certa quantidade de dados, ainda que bastante limitados naquela época. Esse foi o único modelo de Zuse que não foi destruído pela guerra. De todo modo, o cientista alemão continuou criando protótipos no decorrer de sua carreira, com destaque aos modelos Z11, produzido em série por sua empresa e atingindo sucesso comercial, e o Z22, que utilizava tubos a vácuo, ou seja, modificava os sistemas eletromecânicos das máquinas para uma tecnologia completamente eletrônica.

→ O modelo Edsac, de Maurice Wilkes

 Indispensável para a história da computação, também, deve-se citar Maurice Wilkes, que contribuiu para com a criação do modelo Edsac (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) em 1949. A máquina calculava até 600 operações por segundo a 500 KHz, e uma de suas primeiras operações consistia em encontrar números primos.

→ Teoria de Moore

Igualmente importante foi Gordon Moore, cofundador da Intel junto de Robert Noyce, que elaborou o que viria a ser teoria de Moore. A teoria defendia que os transistores nos chips dos computadores duplicariam sua capacidade em proporção à diminuição de seus tamanhos, ideia que serviu de embasamento para o estímulo tecnológico das empresas de computador que seriam as precursoras no lançamento de microcomputadores para uso doméstico.

Entre os modelos pioneiros mais bem-sucedidos, destaca-se o Apple II (da Apple), o PET 2001 (da Commodore) e o TRS-80 (da Tandy Corporation), todos lançados no ano de 1977.

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Curiosidades sobre o computador

• Os modelos de computador Eniac, inventados na década de 1940, mediam cerca de 180 m² e pesavam 30 toneladas.
• O primeiro bug de computador ocorreu em 1947, quando um inseto literalmente ficou preso em um dos relés do modelo Harvard Mark II.
• A primeira programadora da história foi a britânica Ada Lovelace, que criou um algoritmo de funcionamento no ano de 1842, quase um século antes da invenção do primeiro computador.
• Os primeiros testes bem-sucedidos com o uso da internet ocorreram em 1969, quando a Arpanet desenvolveu a primeira rede de computadores interconectados.
• Os primeiros jogos eletrônicos não eram criados para fins comerciais, mas para demonstrar a capacidade do processamento de informações em uma máquina eletrônica. O computador Nimrod foi criado para mostrar a agilidade de processamento ao emular um jogo de palitos de fósforo chamado Nim, na feira tecnológica British Festival, em 1951.
• Em 1958, o físico nuclear norte-americano William Higinbotham criou o jogo eletrônico Tennis For Two, que funcionava por um osciloscópio do laboratório de energia atômica Long Island’s Brookhaven National Labs.
• Os primeiros mouses surgiram na década de 1960, sendo inventados pelo norte-americano Douglas Engelbart. Seus modelos eram inicialmente quadrados e feitos de madeira.
• Estima-se que o primeiro vírus de computador tenha sido o Creeper, que transmitia na tela a mensagem “Eu sou o Creeper! Pegue-me se puder”. Esse vírus se espalhou pelos computadores da Arpanet em 1979.
• O primeiro computador com capacidade de armazenamento em gigabytes foi o IBM 3380. O modelo, junto da peça, pesava cerca de 250 Kg.

Créditos das imagens

^[1] Gilmanshin/ Shutterstock

^[2] CapturePB/ Shutterstock

^[3] Venusianer/ Wikimedia Commons

^[4] Wikimedia Commons

Fontes

COMPUTER HISTORY MUSEUM. Birth of the Computer. Disponível em: https://www.computerhistory.org/revolution/birth-of-the-computer/4/intro

DJAOUTI, Damien et al. Origins of Serious Games. Serious Games and Edutainment Applications. Londres: Springer, 2011.

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GLANCEY, Paul. The complete history of computer and video games. Londres: EMAP, 1996.

LEE, J.A.N. Computer Pioneers. Los Alamitos: IEEE Computer Society Press, 1995.

VILLAÇA, Marco V. M.; STEINBACH, Reginaldo. Brevíssima história do computador e suas tecnologias: do osso do lebombo aos computadores eletromecânicos. Revista Ilha Digital. Florianópolis: Instituto Federal Santa Catarina, v.5, p.3-24, 2014.

ZIAVRAS, Sotirios G. History of Computation, 2003. Disponível em: https://web.njit.edu/~ziavras/Ziavras-history.pdf