Dentro da Tecnologia
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A tecnologia, sua evolução e a sua influência no cotidiano

A tecnologia, sua evolução e a sua influência no cotidiano

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  • Curiosidade: os primeiros CD-ROMs comportavam 650MB, ou 74 minutos de áudio. Isto porque a maior música de todas, a 9ª Sinfonia de Beethoven, dura exatos 74 minutos.
  • Curiosidade: um disquete mede aproximadamente 2 milímetros. Se fossem colocados todos juntos, os 2917 disquetes teriam uma altura de 5,84 metros.
  • Nota: um mícron equivale a um milésimo de milímetro, ou 0,001 milímetros.
  • Curiosidade: A palavra “Atari” vem do jogo japonês de tabuleiro “ Go ”, que significa o mesmo que o “xeque” no xadrez.

Transcript

  • 1.  
  • 2. Ricardo Amaral de Andrade Ciência da Computação
  • 3. Microcomputador: O Estado-da-arte da Tecnologia
  • 4. Agenda
    • Armazenamento
      • Disquetes
      • CD-ROM
      • DVD-ROM
      • HD
    • Vídeo
      • Monitores CRT
      • Monitores LCD
    • Som
    • Video-games
    • Comunicações
      • Modem
    • Processamento
      • Memória RAM
      • Processador
    • Tendências para o Futuro
    • Perguntas
  • 5. O Armazenamento
  • 6. Discos Flexíveis: Disquetes
    • Os primeiros disquetes armazenavam 180 kB de dados em 8 polegadas de diâmetro, mas estragavam facilmente, devido à sua fragilidade. Nos anos 80 e 90, os disquetes podiam armazenar 1,44 MB em 3½ polegadas , ou seja, 87,5% a mais de dados, em 43,75% menos espaço.
    • Os disquetes foram substituídos por unidades ópticas, os CD-ROMs.
  • 7. Discos Ópticos: CD-ROM e DVD-ROM
    • Os CDs são a evolução dos disquetes. Os primeiros CDs comportavam 650MB de dados, ou 74 minutos de áudio. Mais baratos hoje em dia, os mais comuns pode armazenar 700 MB de dados, ou 80 minutos de áudio, o que corresponde, a aproximadamente, 486 disquetes de 1,44 MB juntos.
    • Atualmente, os DVD-ROMs estão gradativamente substituindo os CD-ROMs, pois armazenam até 4,7 GB (cerca de 6,5 CDs) num disco do mesmo tamanho de um CD comum, e uma nova versão está sendo desenvolvida entre os grandes fabricantes, para substituir o DVD, que deve entrar definitivamente no mercado a partir de 2008.
  • 8. Equivalências = = 2.917 Disquetes Curiosidade: um disquete mede aproximadamente 2 milímetros. Se fossem colocados todos juntos, os 2917 disquetes teriam uma altura de 5,84 metros.
  • 9. Discos Ópticos: CD-ROM e DVD-ROM
    • Os leitores de CD-ROM lêem os dados do CD através da refração do laser nas cavidades do CD. Quando o laser incide sobre uma cavidade, o feixe de luz é desviado e atinge um sensor próximo. Toda vez que o laser atinge o sensor, este passa a informação a um conversor analógico/digital, que transforma essa informação em 0 e 1, que é a linguagem binária, que o computador entende.
    • A velocidade de leitura varia para cada marca e modelo de leitor, sendo os mais atuais de 48 e 52 vezes. Esse número é a quantidade de vezes que o leitor consegue ler um CD em relação ao primeiro modelo de leitor existente, que lia os dados numa velocidade de 150 kB por segundo. Em outras palavras, os leitores atuais podem ler os dados do CD a 150 x 52 = 7,8 MB por segundo.
    • Já os DVDs usam o mesmo cálculo, mas os primeiros modelos lêem os discos a 300 kB por segundo. Hoje existem leitores de DVD a 4x, ou seja, 4 x 300 = 1,2 MB por segundo.
  • 10. CD-ROM Visto de Perto
    • Os dados no CD-ROM são gravados conforme a figura abaixo:
    • A distância entre as trilhas de dados é de 1 mícron, ou um milionésimo de metro (0,001 milímetro).
  • 11. Memória Permanente: HD
    • O disco rígido armazena todos os arquivos do computador de forma permanente (mesmo quando está desligado).
    • Antes dos discos rígidos, toda a informação que precisava ser armazenada ficava em fitas cassete comuns.
    • Os primeiro discos rígidos armazenavam 5MB, em 1956. Hoje, os discos mais modernos alcançam 200GB, cerca de 2.500.000% de aumento.
  • 12. Sabe o que é isso???
    • Isto fazia parte do RAMAC 305, computador lançado pela IBM em 1956. Foi o primeiro computador com disco rígido (HD) do mundo!
    • A HD pesava 1 tonelada e tinha incríveis 5MB (isso mesmo!!! 5 MB!!!)
    • Como o computador era composto de módulos, eles podiam ser “facilmente” transportados. NOTA: nesta foto vemos APENAS o disco rígido sendo transportado.
  • 13. Cabeças e Discos
    • No interior da HD vemos apenas os discos, a cabeça de leitura/gravação e o braço mecânico. Um aparato aparentemente simples, mas de extrema precisão.
    • O braço é movimentado por um motor de alta precisão e velocidade (pode movimentar a cabeça do meio até a borda do disco cerca de 50 vezes por segundo).
    • Note que a cabeça de leitura fica muito próxima ao disco, mas não chega a tocá-lo .
  • 14. Trilhas e Setores
    • Os dados são armazenados nos discos, divididos em trilhas e setores. Cada setor tem um número fixo de bytes (256, 512, etc). Os setores são agrupados em clusters .
    • Existem dois níveis de formatação para preparar um disco rígido.
    • A formatação de baixo nível escreve no disco a divisão de trilhas e setores.
    • Já a formatação de alto nível (mais comum) é a preparação lógica das trilhas e setores, criando a estrutura de alocação de arquivos, como a tabela de alocação de arquivos (FAT).
    Trilha Setor
  • 15. O Vídeo e o Som
  • 16. Monitores CRT
    • Os primeiros monitores tinham apenas 4 cores: preto (no caso, a ausência de cor) e três tons de verde.
    • Estes monitores usavam um tubo para projetar a imagem, chamado de tubo de raios catódicos . Na ponta do tubo há um canhão que bombardeia a frente da tela com pontos microscópicos de azul, vermelho e verde. A partir dessas três cores são formadas todas as outras cores.
  • 17. Monitores LCD
    • Já os monitores mais atuais, podem exibir até 16 milhões de cores, apesar de o olho humano reconhecer apenas 65 mil.
    • A resolução de um monitor é dada pela quantidade de pontos que ele pode exibir na tela. Um monitor de 17 polegadas (que é o mais comum hoje), tem uma resolução de 1024 x 768, ou seja, pode mostrar simultaneamente 1024 pixels na horizontal, por 768 pixels na vertical (os primeiros monitores tinham resolução de 320 x 320 pixels).
    • Um pixel equivale a cada conjunto de 3 pontos de cor misturados: azul, verde e vermelho.
  • 18. Cordas Vocais: Caixas de Som
    • Antes de falar sobre as caixas de som, é preciso falar sobre o som. O som é dividido em duas partes:
    • Freqüência da onda de som : quanto maior a pressão do ar, mais rápido a onda do som se propaga.
    • Nível de pressão do ar : esta é a amplitude do som, que determina quão alto é o som. Sons com grandes amplitudes movimentam mais o tímpano, por isso é ouvido mais alto.
  • 19. Cordas Vocais: Caixas de Som
    • Na base do alto-falante existe um eletroímã, que é ligado sempre que recebe sinal, e puxa uma mola, que faz vibrar um diafragma, fazendo o som.
    • Funciona basicamente como as cordas vocais: o diafragma é esticado e solto de acordo com a vibração que se deseja reproduzir.
    • Esta vibração acontece várias vezes por segundo, e quanto mais, mais preciso será o som reproduzido.
  • 20. Os Ouvidos do Computador: A Placa de Som
    • Com a expansão da informática, a evolução natural fez o computador deixar de ser um mero eletrodoméstico caro para se tornar um faz-tudo, incluindo gravar e reproduzir áudio, e depois, vídeo.
    • Vários projetos surgiram em meados de 1979, para criar um sistema que reproduzisse áudio no computador, de forma que se encaixasse nas limitações tecnológicas da época.
    • No início da era da computação, os computadores não passavam de meras calculadoras turbinadas, capazes de fazer cálculos mais complexos que uma calculadora convencional. Isto explica porque os primeiros computadores nem possuíam vídeo, e a sua interação com o ser humano era através de lâmpadas que acendiam e apagavam conforme as respostas dos cálculos.
  • 21. Os Ouvidos do Computador: A Placa de Som
    • Em 1979 era preciso uma mesa para apoiar todo o equipamento necessário (protótipo inicial). A partir de 1998, as placas de som começaram a ser vendidas juntamente com a placa-mãe (placa que liga todos os dispositivos do computador) apenas em um chip.
    • Tudo o que se ouve hoje de um computador (um som, apito, voz ou música) se deve tão somente a este discreto pedaço de silício, que passa desapercebido pela maioria das pessoas.
    • Graças a ele, o mundo da informática hoje pode ouvir, e ser ouvido.
    • Hoje, com as novas tecnologias, a miniaturização dos componentes, e o constante barateamento, a placa de som é acessório indispensável, e presente em todos os computadores produzidos no mundo.
    • A tecnologia evoluiu tanto, que as placas de som hoje, com toda a sua capacidade de reproduzir fielmente os sons do ambiente, em estéreo, som surround e outras siglas tão presentes hoje nos home-theaters vendidos nas lojas, não se compara aos modelos iniciais, nem em tamanho.
  • 22. Video-games
  • 23. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • O princípio dos videogames se deu em um laboratório, mais precisamente no Laboratório Nacional de Brookhaven, Estados Unidos. William A. Higinbotham , cientista graduado em física, e fã dos jogos pinball , criou o primeiro jogo eletrônico usando os equipamentos do laboratório onde trabalhava. Usando um osciloscópio, ele criou o jogo Tennis for Two , usando os mesmos cálculos que os computadores da época faziam para calcular trajetórias de bombas.
    • O jogo virou febre entre os cientistas, e logo outros vieram, cada vez mais modernos e complexos.
    Bola Quadra
  • 24. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • Diversão ainda era coisa pra gente grande, afinal só os cientistas que tinham acesso aos computadores conheciam os primeiros jogos eletrônicos. (...) Finalmente, em 27 de junho de 1972, nascia a Atari , a mais conhecida produtora de jogos do mundo. A palavra “Atari” vem do jogo japonês de tabuleiro “ Go ”, que significa o mesmo que o “xeque” no xadrez.
  • 25. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • A solução do quebra-cabeça treina a mente da criança a resolver problemas de forma não-linear, porém lógica. Assim, a criança passa a resolver problemas matemáticos com mais facilidade e rapidez.
    • Os jogos de quebra-cabeça e lógica, misturados a temas de matemática, por exemplo, são sucesso garantido na aprendizagem das crianças. Jogos como “ The Incredible Machine ” propõem quebra-cabeças em que a criança precisa atingir determinado objetivo apenas usando peças “comuns” no dia-a-dia, como luvas de boxe, bolas, cordas, macacos, canhões, rampas, ramsters, gangorras, entre outros.
  • 26. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • Com isso, a criança aprende noções de física espacial, conhecendo ambientes tridimensionais, ângulos, perspectivas, profundidade, espaço amostral, etc., além é claro, da resolução não-linear do quebra-cabeça proposto.
    • Os jogos de raciocínio lógico também ensinam a criança a interagir com o cenário do jogo. No jogo “ Lemmings ”, a criança deve guiar os lemmings à sua casa, usando as habilidades disponíveis, como cavar, construir escadas, saltar com guarda-chuvas, bloquear a passagem dos outros ou explodir.
  • 27. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • Outro, mais complexo, é o jogo “ SIM City ”, que simula o crescimento de uma cidade. Ideal para alunos de 7ª e 8ª séries, o jogo pode ser usado para discussão em grupo, cada grupo cuidando de uma necessidade da cidade, despertando o interesse do funcionamento da “máquina pública”, entendendo a sociedade e a cidade em que vivem.
    • Resolver os problemas da cidade, planejar, assim como definir o que é melhor para esta, ajuda a desenvolver o raciocínio voltado a soluções rápidas, conforme a disposição dos recursos.
    • Saber lidar com o dinheiro virtual para o crescimento da cidade ajuda a entender o funcionamento da economia melhor do que qualquer livro.
    • Outros jogos de simulação estão disponíveis, cada um seguindo um tema. Recentemente o exército dos Estados Unidos investiu na criação de um simulador para treinar soldados, o que economiza material para a simulação e permite maior aproveitamento dos soldados.
    • Com os simuladores hoje é possível ensinar uma criança de 12 anos a decolar com um avião, mesmo que ela nunca tenha visto um avião de perto.
  • 28. Jogos Eletrônicos: Diversão que Ensina
    • Este outro, voltado para química, consiste em resolver quebra-cabeças a fim de montar um átomo. Os elementos são dispostos aleatoriamente na tela e a criança precisa organizá-los para montar o átomo, que vai desde água até nitroglicerina.
    • Além de divertir, a criança aprende química.
    • É muito mais divertido e com melhor resultado ensinar uma criança que isso é um átomo de butano, que é um derivado do petróleo, é um gás incolor, e altamente inflamável, ou simplesmente mostrar o quadrado correspondente na tabela periódica e querer que a criança aprenda?
    • A diversão ajuda a enraizar o conhecimento na criança, e ela nunca mais vai se esquecer porque vai se lembrar da tela do jogo.
  • 29. A Comunicação
  • 30. O Computador diz: Alô? (Modem)
    • O modem faz a ponte entre o computador e o mundo exterior.
    • A palavra vem de MOdulator-DEModulator . Isto quer dizer que ele converte os sinais digitais (dados) em sinais analógicos (sons) para fazer uma conexão.
    • Os primeiros modems transmitiam dados a 300 bps (bits por segundo).
    • Hoje, os modems DSL ( Digital Subscriber Line ) transmitem teoricamente a 8 Mbps (milhões de bits por segundo), um aumento de mais de 2.600.000% .
  • 31. Evolução das Velocidades de Conexão
  • 32. Conversando Simultaneamente
    • O funcionamento básico dos modems é o seguinte:
    • O modem que origina a chamada envia tons de 1,07 KHz para simbolizar 0, e 1,27 KHz para simbolizar 1.
    • Já o modem que recebe a chamada envia tons de 2,02 KHz para simbolizar 0, e 2,22 KHz para simbolizar 1. Isso é necessário para que se possa utilizar comunicação simultânea, conhecida como Full-duplex . Se os dois modems usassem a mesma freqüência, um deles precisaria esperar o outro parar de enviar dados para poder começar (isso é conhecido como comunicação Half-duplex ).
  • 33. Bits e Bauds
    • É importante lembrar que existem dois termos referentes à velocidade de conexão: bauds e bps. Baud é um pulso transmitido por segundo, caracterizado pelo número de intervalos. BPS é a quantidade de bits transmitidos por segundo, e é dado pela fórmula:
    • bps = bauds * nº de bits por baud
  • 34. Modulação de Amplitude
    • O quadro ao lado mostra um sinal em determinado período P, de intensidade 1. Período é o tempo que uma onda dura antes de se repetir.
    • Neste caso, o pico do sinal representa 1, e o meio representa 0.
  • 35. Modulação de Amplitude
    • No mesmo período P, porém agora com intensidade 2. Os picos também representam 1, e o meio 0.
    • E abaixo a modulação de amplitude : a transmissão de voz ou imagem de modo que a freqüência da onda seja única mesmo que a força das ondas varie). O período é o mesmo para sinal inteiro, mas somente a amplitude varia. Neste exemplo, a intensidade 1 passa a representar 0 e a intensidade 2 representa 1. Então, temos 00110100, que representa 52 em binário, ou o caractere “4” em decimal.
    0 0 1 1 0 1 0 0
  • 36. O Processamento
  • 37. Memória Volátil: RAM
    • Armazena temporariamente os arquivos que estão sendo usados no momento, enquanto o computador está ligado.
    • Conforme cresceu a necessidade por mais memória, novas formas de produzi-las foram criadas, aumentando sua capacidade por volta de 10 mil vezes, desde sua primeira geração.
  • 38. Memória Volátil: RAM
    • A memória consiste basicamente de um transistor e um capacitor.
    • O transistor serve como chave que auxilia o circuito de controle ler e escrever os dados.
    • O capacitor é o reservatório da informação, que fica com carga quando representa 1, e sem carga quando representa 0.
    • O problema é que o capacitor não consegue segurar sua carga, que precisa ser renovada algumas vezes por segundo para não se perder.
    • Cada par transistor-capacitor representa 1 bit de informação. Como 8 bits representam um byte, as memórias atuais, com 512MB (megabytes) contêm 512.000.000 * 8 (bits) = 4.096.000.000 de pares.
  • 39. Sistema Nervoso: Processador
    • Todos os comandos, cálculos e controle dos dispositivos e periféricos do computador passam pelo processador, que, conforme os comandos do usuário, executa as tarefas necessárias, em frações de segundos. De fato, o primeiro microprocessador do mundo (o Intel 8080, lançado em 1974) continha 6000 transistores, e velocidade de 2 MHz, podia executar 640 mil operações por segundo.
    • Hoje, o processador mais moderno lançado tem 3 GHz de velocidade, e executa 7 bilhões de instruções por segundo, e contém aproximadamente 125 milhões de transistores.
  • 40. Tendências de um Futuro Próximo
  • 41. Antes e Depois
    • Computador - 1940
    • Computador - 2006
  • 42. Antes e Depois
    • Armazenamento - 1960
    • Armazenamento - 2006
  • 43. Antes e Depois
    • Comunicação - 1980
    • Comunicação - 2007
  • 44. Antes e Depois
    • Software - 1980
    • Software - 2007
  • 45. Antes e Depois
    • Entretenimento - 1980
    • Entretenimento - 2005
  • 46. Comunicações
    • Sabe-se hoje que mais da metade do tráfego de dados da Internet se deve ao e-mail. Aos poucos, está sendo substituído por videoconferências (Skype) e v-mails (voice mails). A comunicação de dados e voz será totalmente digital. Os Smartphones serão maioria na telefonia celular, agregando funções de telefone, câmera, aplicativos Office, Internet, mensagens instantâneas (MSN, ICQ) e e-mail.
    • As tecnologias sem fio (Wireless e Bluetooth) estarão disponíveis em mais equipamentos e serão mais comuns no dia-a-dia dos usuários, deixando para trás a comunicação serial e paralela feita por cabos, e a comunicação infravermelho.
  • 47. Periféricos
    • Periféricos como teclado e mouse sofrerão mudanças radicais. Os teclados passarão a ser virtuais, ocupando menos espaço, e o mouse pode deixar de existir, passando o controle por 3 modelos diferentes:
      • Comando de toque
      • Comando de voz
      • Comando de pensamento
  • 48. Armazenamento
    • Esqueçam CDs e DVDs. Tudo será trocado por unidades de gravação holográfica, permitindo armazenar dezenas de CDs em um único disco holográfico.
    • Algumas unidades já estão sendo testadas comercialmente, e devem chegar ao mercado mundial daqui a 2 ou 3 anos, competindo diretamente com o padrão que estará sendo utilizado como substituto do DVD.
  • 49. Informação
    • O adeus aos livros de papel será definitivo em alguns anos, quando o papel eletrônico se popularizar.
    • Uma tela de cristal líquido, flexível e de baixo custo, acompanhada de um módulo de memória, permitirá armazenar enciclopédias inteiras dentro do bolso. Os livros poderão contar com recursos de animações em vídeo, além das tradicionais fotos para ensinar os estudantes, que poderão fazer a transferência dos textos via Bluetooth para seus smartphones ou palmtops, e ainda ajudarão na conservação de florestas, diminuindo a derrubada de árvores para este fim.
  • 50. Internet
    • A Internet será vital para a comunicação das pessoas, mas não só isso, como também para a utilização dos computadores.
    • 99% dos computadores no mundo terão qualquer tipo de conexão com a rede mundial de computadores.
    • Mais da metade dos softwares hoje utilizados em casa serão via Internet (processador de texto, planilha eletrônica, software de apresentação, desenho, e-mail, etc) não serão mais instalados no computador, apenas acessados de um ponto qualquer do mundo. Os arquivos também não serão mais guardados localmente, mas sim globalmente, não importando mais em qual parte do mundo se esteja, será sempre como se estivesse usando o computador de casa.
    • Se o computador falhar de alguma maneira, os dados nunca serão perdidos.
  • 51. Computação
    • A computação como a conhecemos hoje terá a mudança mais radical de todas. As teorias quânticas darão luz à computação quântica , muitas vezes mais rápida que a computação atual. Na computação convencional, a informação básica é o bit, que pode ser 0 ou 1.
    • Na computação quântica, o qubit pode representar 0, 1 ou ambos . A representação simultânea de dados acelera exponencialmente a velocidade de processamento, e poderá fazer com que tarefas que levam anos para serem executadas hoje, possam ser feitas em alguns minutos.
  • 52. F I M Ricardo A. Andrade Telefone: 8138-3249 E-mail: hcsuporte@gmail.com