O ENIAC

Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores atuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard Mark I, projetado pelo professor Howard Aiken, com base no calculador analítico de Babbage. O Mark I ocupava 120m³ aproximadamente, conseguindo multiplicar dois números de dez dígitos em três segundos.

Com a II Guerra Mundial, as pesquisas aumentaram nessa área. Nos Estados Unidos, a Marinha, em conjunto com a Universidade de Harvard e a IBM, construiu em 1944 o Mark I, um gigante eletromagnético. Num certo sentido, essa máquina era a realização do projeto de Babbage.

Mark I ocupava 120 m3, tinha milhares de relés e fazia muito barulho. Uma multiplicação de números de 10 dígitos levava 3 segundos para ser efetuada.

Em segredo, o exército norte-americano também desenvolvia seu computador. Esse usava apenas válvulas e tinha por objetivo calcular as trajetórias de mísseis com maior precisão.

Simultaneamente, e em segredo, o Exército Americano desenvolvia um projeto semelhante, chefiado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, cujo resultado foi o primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC), capaz de fazer quinhentas multiplicações por segundo. Tendo sido projetado para calcular trajetórias balísticas, o ENIAC foi mantido em segredo pelo governo americano até o final da guerra, quando foi anunciado ao mundo.

O engenheiro John Presper Eckert (1919-1995) e o físico John Mauchly (1907-1980) projetaram o ENIAC: Eletronic Numeric Integrator And Calculator. Com 18 000 válvulas, o ENIAC conseguia fazer 500 multiplicações por segundo, porém só ficou pronto em 1946, vários meses após o final da guerra. Os custos para a manutenção e conservação do ENIAC eram proibitivos, pois dezenas a centenas de válvulas queimavam a cada hora e o calor gerado por elas necessitava ser controlado por um complexo sistema de refrigeração, além dos gastos elevadíssimos de energia elétrica.

No ENIAC, o programa era feito rearranjando a fiação em um painel. Nesse ponto John von Neumann propôs a ideia que transformou os calculadores eletrônicos em “cérebros eletrônicos”: modelar a arquitetura do computador segundo o sistema nervoso central. Para isso, eles teriam que ter três características:

  1. Codificar as instruções de uma forma possível de ser armazenada na memória do computador. Von Neumann sugeriu que fossem usados uns e zeros.
  2. Armazenar as instruções na memória, bem como toda e qualquer informação necessária a execução da tarefa, e
  3. Quando processar o programa, buscar as instruções diretamente na memória, ao invés de lerem um novo cartão perfurado a cada passo.

Este é o conceito de programa armazenado, cujas principais vantagens são: rapidez, versatilidade e automodificação. Assim, o computador programável que conhecemos hoje, onde o programa e os dados estão armazenados na memória ficou conhecido como Arquitetura de von Neumann.

Para divulgar essa ideia, von Neumann publicou sozinho um artigo. Eckert e Mauchy não ficaram muito contentes com isso, pois teriam discutido muitas vezes com ele. O projeto ENIAC acabou se dissolvendo em uma chuva de processos, mas já estava criado o computador moderno.

Duas mulheres operando o ENIAC (fotografia pertencente ao Exército dos E.U.A. (U.S. Army).

O ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Computer) foi o primeiro computador digital eletrônico de grande escala. Criado em fevereiro de 1946 pelos cientistas norte-americanos John Eckert e John Mauchly, da Electronic Control Company.

O computador pesava 30 toneladas, media 5,50 m de altura e 25 m de comprimento e ocupava 180 m² de área construída. Foi construído sobre estruturas metálicas com 2,75 m de altura e contava com 70 mil resistores e entre 17.468 e 18.000 válvulas a vácuo ocupando a área de um ginásio desportivo. Segundo Tom Forester, quando acionado pela primeira vez, o ENIAC consumiu tanta energia que as luzes de Filadélfia piscaram.

Esta máquina não tinha sistema operacional e seu funcionamento era parecido com uma calculadora simples de hoje. O ENIAC, assim como uma calculadora, tinha de ser operado manualmente.

A calculadora efetua os cálculos a partir das teclas pressionadas, fazendo interação direta com o hardware, como no ENIAC, no qual era preciso conectar fios, relês e seqüências de chaves para que se determinasse a tarefa a ser executada. A cada tarefa diferente o processo deveria ser refeito. A resposta era dada por uma seqüencia de lâmpadas.

O segundo computador do mundo foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), uma concepçao do Professor John Mauchly, conjuntamente com o professor J. Presper Eckert.

Mauchly e o Eckert propuseram em 1943 ao exército norte-americano, em plena II Guerra Mundial, a construçao deste primeiro computador, tendo como objectivo o auxilio nos cálculos de precisao necessários para a balística. Foi anunciada a sua conclusao em 14 de Fevereiro de 1946 e foi patenteado em 26 de Junho de 1947 com o registo n.o 3,120,606.

O ENIAC era uma grande máquina para efectuar cálculos e baseava a sua estrutura nos avanços científicos já anteriormente desenvolvidos, como as sofisticadas máquinas de cálculos matemáticos de Charles Babage, as calculadoras mecânicas de Blaise Pascal, Leibniz e Charles Xavier Thomas, nas relés electromagnéticas, nas válvulas e nas máquinas perfuradoras de cartoes. Uma válvula é, de forma simples, um tubo metálico de meia polegada, selado em vácuo dentro de um tubo de vidro, onde uma corrente de electroes pode passar entre os eléctrodos. Os tubos de vácuo foram fundamentais para o desenvolvimento da rádio, televisao e gravaçao de sons. Eram também peças grandes e muito frágeis que tinham uma grande perda de energia por calor. Pormenor do ENIAC – o primeiro computador

O ENIAC foi construído com 17 468 tubos de vácuo, 70 000 resistencias, 10 000 condensadores, 1 500 relés e 6 000 interruptores. O ENIAC pesava 30 toneladas, consumia 200 000 watts de potencia e ocupava várias salas. Quando em operaçao produzia tanto calor que necessitava de um sistema de ar forçado para arrefecimento. Era tao grande que tinha de ser disposto em U com tres painéis sobre rodas, para que os operadores se pudessem mover a volta dele. Um dos gigantes paíneis laterais do ENIAC

Quando em operaçao, os complexos cálculos de balística passaram a realizar–se nuns alucinantes 30 segundos, quando com as calculadoras manuais que até aí se usavam demorava 12 horas até se obter o mesmo resultado.

O centro de processamento tinha uma estrutura muito simular a dos processadores mais básicos que actualmente utilizamos nas nossas calculadoras de bolso. Tinha 20 registos de dez dígitos cada, onde se podiam efectuar somas, subtracçoes, multiplicaçoes, divisoes e raízes quadradas. As programadoras do ENIAC

O ENIAC era programado através de milhares de interruptores, podendo cada um dele assumir o valor 1 ou 0 consoante o interruptor estava ligado ou desligado. Para o programar era necessário uma grande quantidade de pessoas que percorriam as longas filas de interruptores dando ao ENIAC as instruçoes necessárias para computar, ou seja, calcular. Existia uma equipa de 80 mulheres na Universidade da Pensilvânia cuja funçao era calcular manualmente as equaçoes diferenciais necessárias para os cálculos de balística. O exército chamava a funçao destas pessoas: computadores.

Quando o ENIAC ficou pronto 6 mulheres computador foram escolhidas para testarem a nova máquina. Pormenor da sala do ENIAC Versao modernizada do ENIAC

Curiosamente, o termo deixou de estar associado as pessoas que operavam a máquina para dar nome a máquina propriamente dita, uma vez que de facto a máquina passou a realizar as contas que antes eram realizadas por essas pessoas.

O ENIAC torna-se obsoleto e economicamente inviável de manter após 10 anos de operaçao, tendo sido desmontado. Hoje encontram-se peças do ENIAC por muitos museus do mundo, incluindo o Smithsonian em Washington D.C. e no local preciso onde foi construído, na Moore School for Electrical Engineering da Universidade da Pensilvânia.

O ENIAC serviu de inspiraçao para muitos outros computadores que se seguiram como: o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer); o ORDVAC (Ordnance Variable Automatic Computer; SEAC (Standards Automatic Computer) e o UNIVAC, este último também construído por Eckert e Mauchly para o processamento dos dados dos censos da populaçao americana.

Em 1955, um computador já só pesava 3 toneladas e consumia 50 kwatts de potencia, tendo um custo de $200 000. Uma máquina destas podia realizar 50 multiplicaçoes por segundo. Assim, os primeiros computadores eram também eles máquinas que só estavam ao alcance de grandes empresas ou instituiçoes que tinham necessidades de cálculo muito exigentes e que possuíam as condiçoes económicas para tao grande investimento.

Com o rápido desenvolvimento dos transístores entre 1952 e 1960, os tubos de vácuo tornaram-se obsoletos e foi este avanço tecnológico que permitiu a criaçao de máquinas muito mais rápidas, mais pequenas e mais baratas.

Com o tempo, os transístores passaram a ser a base da electrónica, seguindo-se a VLSI (Very Large Scale Integration), ou seja, a construçao de circuitos cada vez mais pequenos por forma a que possam ser mais leves e dispender menos energia, por terem menos superfície para a dissipaçao de energia por calor. Esta miniaturizaçao permitiu que se tivesse a mesma capacidade de cálculo de um ENIAC na palma de uma mao. A diminuiçao do tamanho fez também diminuir a quantidade de energia necessária e o custo caiu com a produçao em série dos novos processadores.

Em 1977 uma calculadora manual pesava menos de meio quilo e consumia meio watt e podia realizar 250 multiplicaçoes por segundo, custando $300. Hoje uma calculadora pesa poucos gramas podendo ser incorporada em réguas ou agendas, funciona até a energia solar e custa menos de $5.

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