História da CIência da Computação - Tópicos

Já temos uma lista provisória de tópicos a serem abordados neste trabalho, a qual gostaríamos de compartilhar com vocês. Caso tenhamos deixado de fora algum assunto pertinente ao tema, por favor, sintam-se a vontade para sugerir inclusões ou alterações.

Lista Provisória de Tópicos:

Agradecimentos

Sumário

Introdução

Apresentação

Parte 1: A História dos Primeiros Computadores

Uma Questão de Semântica

Os Primórdios

Os Registros Mais Antigos

O Legado Árabe

Fibonacci e a Divina Proporção

A Introdução do Sistema Decimal no Ocidente

O Ábaco

Os Visionários e os Primeiros Instrumentos de Calcular

Leonardo da Vince

John Napier

William Oughtred

Wilhelm Schickard

Samuel Morland

Gaspar Schott e Athanasius Kircher

René Grillet de Roven

John Couch Adams, Dorr Eugene Felt, Léon Bollée, Henri Genaille e Otto Steiger

Blaise Pascal

Gottfried Leibniz

Joseph-Marie Jacquard

Samuel Morse e o Código Binário

Os Precursores

Charles Babbage

Augusta Ada Byron

Thomas Fowler

George Boole

Herman Hollerith

William Seward Burroughs

Vannevar Bush

Claude Elwood Shannon e a Teoria da Informação

Sumário Cronológico I – Da Pré-história às Calculadoras de Mesa

Parte 2: O Surgimento dos Computadores Eletrônicos

As Grandes Guerras Mundiais

A Primeira Guerra Mundial

A Segunda Guerra Mundial - Antecedentes

A Segunda Guerra Mundial – A Europa caminha para a Guerra

A Segunda Guerra Mundial – Desenrolar e Término

Os Primeiros Computadores Eletrônicos

O ENIAC

Os Idealizadores

John Vincent Atanasoff

Clifford Edward Berry

John William Mauchly

John Persper Eckert Jr.

John Louis von Neumann

O EDVAC e Seus Descendentes

Howard Hathaway Aiken e o Mark I

Konrad Zuse e o Z3

Bletchley Park e o Colossus

Alan Turing

Sumário Cronológico II – Os Primeiros Computadores Eletrônicos

Parte 3: Da Lâmpada ao Transistor

A Lâmpada e a Válvula Eletrônica

Thomas Alva Edison

Nikola Tesla

Sir John Ambrose Fleming

Lee de Forest

Os Semicondutores

A Compreensão da Matéria

A Estrutura Atômica

Materiais Semicondutores e suas Propriedades

A Descoberta do Elétron

Primeiras Aplicações de Uso Popular

O Efeito-de-Campo e a Junção P-N

Graham Bell e o Impulso da Indústria da Telefonia

O Transistor

Walter Houser Brattain

John Bardeen

William Shockley

O Transistor Point-Contact

O Transistor de Junção

Parte 4: O Circuito Integrado e Seus Criadores

O Circuito Integrado

Robert Noyce

Jack Kilby

A Lei de Moore

Nanotecnologia

A Evolução do Conhecimento Científico

Sumário Cronológico III - Da Válvula ao Circuito Integrado

Parte 5: Os Microcomputadores e a Internet

Os Microcomputadores

A Internet

Teilhard de Chardin e a Convergência

Noosfera: a Aldeia Global

A Era da Informação ou Sociedade do Conhecimento

Paradigmas da Comunicação

Bibliografia

Anexos

Anexo 1 – Patente de Fleming, de 1904 - Válvula Termiônica ou Diodo à Vácuo

Anexo 2 – Patente de Lee de Forest, de 1905 - Triodo à Vácuo

Anexo 3 – Patente de Lilienfield, de 1930 - Transistor de Efeito de Campo

Anexo 4 – Patente de Lilienfield, de 1933 - Transistor de Efeito de Campo

Anexo 5 – Patente de Jack Kilby, de 1959 - Circuito Integrado

Anexo 6 – Patente de Robert Noyce, de 1959 - Circuito Integrado

Anexo 7 - Previsões Famosas sobre o Futuro da Tecnologia

Anexo 8 - Acordo de Munique – Texto Integral

Anexo 9 – Pacto Molotov-Ribbentrop, 1939 – Texto Integral

Anexo 10 – Tabela de Mortos na Segunda Guerra Mundial - Wikipédia

Arquivo com o Índice Provisório para consulta e download:

Índice Provisório

Os Primeiros Computadores Eletrônicos

Bem, meus amigos...uma vez concluída a construção do pano de fundo, formado pela Segunda Guerra Mundial, podemos passar às histórias daqueles que são considerados os primeiros computadores digitais, ABC, ENIAC e EDVAC nos Estados Unidos, Colossus na Inglaterra e Z3 na Alemanha.

"Existe algo que é mais poderoso que todas as armas do mundo, uma idéia cujo tempo tenha chegado."

Victor Hugo, 1848

Quase um século depois das inovações e conceitos introduzidos por Babbage e George Boole, encontramos um cenário no qual a análise lógica está muito mais desenvolvida; relés eletromagnéticos poderiam ser utilizados no lugar das engrenagens e rodas dentadas, mas ninguém ainda conseguira evoluir além dos princípios de Babbage. Os construtores de grandes máquinas de cálculo, nas décadas de 1930 e 1940, passaram a utilizar fitas de papel perfurado ao invés de cartões perfurados, mas a idéia continuava a mesma: programas com as instruções de operação, e dados a serem processados, codificados de modo diferente e armazenados em dispositivos completamente distintos. Hoje é inquestionável que para executar, copiar, transmitir ou compilar um programa não existem diferenças em relação a trabalhar com dados propriamente ditos. Tudo isto não passa de uma sequência de estados "ligado" ou "desligado", 0's e 1's, armazenados no disco rígido ou na memória do computador. Mas, naquela época, este conceito ainda não estava estabelecido e, mesmo quando a eletrônica substituiu os dispositivos eletromecânicos anteriores, os programas continuavam a ser pensados e implementados em um formato inteiramente diferente de números.
 

A invenção é quase sempre um processo de continuidade, com esforços paralelos e descobertas simultâneas. Certamente, nos é familiar o fato de uma mesma idéia despontar, por vezes, quase que ao mesmo tempo em partes diversas do mundo, surgindo de diferentes centros de pesquisa sem que necessariamente tenha havido alguma forma de colaboração ou troca de informações entre seus pesquisadores. Isto tem sido mais regra que exceção, e temos inúmeros exemplos deste fato, como a invenção do avião, da lâmpada elétrica, da descoberta da estrutura do DNA. No caso dos primeiros computadores eletrônicos digitais, também existem várias histórias paralelas, ocorridas na Europa e nos Estados Unidos da América, mas uma, em especial, destacou-se na preferência dos historiadores, que é a história do ENIAC, onde mais uma vez se confirmou esta criativa tradição no surgimento de invenções, baseadas na realimentação dos esforços e idéias de uma cadeia de contribuições, ainda que seus autores não tivessem conscientemente esta intenção de trabalho em equipe.
 

Para que o leitor não seja involuntariamente induzido a cometer injustiças históricas, é necessário que se esclareça que o desenvolvimento do ENIAC sempre esteve acessível ao público e pôde ser acompanhado abertamente, enquanto o mesmo não se pode dizer em relação à construção do Colossus, projeto liderado pelo brilhante matemático inglês Alan Turing, e que divide com o ENIAC o título de primeiro computador eletrônico digital. Desenvolvido na Inglaterra durante a Segunda Guerra Mundial, o Colossus teve a sua concepção e construção cercadas por rígida restrição de informações, imposta pelo governo britânico, e que perduraria até meados da década de 1970. A motivação por trás deste cuidadoso silêncio, visando que tal iniciativa não fosse exposta para além do pessoal técnico envolvido em seu projeto e dos agentes do Serviço de Inteligência Britânico, o MI6, responsável por toda a operação que motivaria seu financiamento, construção e operação, pode ser explicada pelo fato de ter sido o Colossus o produto da evolução direta de outros equipamentos, também projetados por Turing naquela mesma época e utilizados na decifração de mensagens militares alemãs, atividade esta que viria resultar em uma vantagem estratégica e fundamental para o desfecho final naquele conflito, favorável aos aliados.
 

Outra questão que eu também gostaria de compartilhar com o leitor, reside na clara percepção de um marco histórico, representado justamente pelo surgimento dos primeiros computadores eletrônicos digitais e que divide a abrangência histórica desta nossa jornada em dois períodos distintos. Temos encontrado significativas diferenças em termos da quantidade e riqueza de informações disponíveis, da complexidade técnica e da forma como influências sociais e políticas impactaram o desdobramento histórico da ciência da computação, estando todas estas características presentes mais fortemente no segundo período estudado e em sintonia com o relativamente recente aumento exponencial da quantidade total de informações geradas pela humanidade, e que, segundo algumas estimativas, estaria sendo dobrada a cada poucos anos. O esforço necessário para mantermos o mesmo nível de acuracidade, dentro dos moldes de contextualização previstos para nortear esta obra, tornou-se maior após ultrapassarmos este ponto de transição.
 

Podemos situar este marco histórico por volta de 1938, coincidindo com o início da aventura que resultaria no desenvolvimento dos primeiros computadores eletrônicos. Neste cenário, toda a Europa sentia-se ameaçada pela eclosão da Segunda Guerra Mundial e os Estados Unidos, ainda se recuperando da Grande Depressão, tentavam se manter distantes do conflito iminente. Para aqueles que se encontravam em solo americano, seus próprios problemas domésticos tinham um apelo maior que as questões internacionais. Entretanto, após o início da Guerra, e à medida que um país após outro foi sendo arrastado para o conflito, que alastrou-se pela Europa, África e Ásia, a possibilidade de envolvimento direto dos Estados Unidos tornava-se cada vez mais evidente e a preocupação com o despreparo de suas forças armadas para enfrentar uma campanha de tal envergadura ganharia força. Logo, haveria o início do esforço para aumentar sua capacidade bélica.(NT1)

O ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), eventualmente considerado o primeiro computador eletrônico digital, foi desenvolvido com o objetivo de calcular o ângulo que uma determinada peça de artilharia deveria ser apontada para atingir um alvo específico. Seu principal patrocinador foi o Departamento de Artilharia, instituição responsável pelos testes de armas militares realizados no Campo de Provas de Aberdeen, situado em Maryland, EUA.(NT2)

Para conseguir a precisão de pontaria desejada, eram confeccionadas tabelas de trajetória para as armas de grosso calibre que eram testadas no Campo de Provas de Aberdeen. Estas tabelas indicavam a distância que uma ogiva poderia alcançar a partir de determinada inclinação de tiro, precisando a sua confecção levar em consideração muitos fatores que influenciam a trajetória do projétil, a começar pelo tipo de arma e projétil, ângulo de posicionamento, velocidade e direção do vento, temperatura, umidade e pressão atmosférica. Para cobrir todas estas variáveis era necessário o preparo de várias tabelas para cada tipo de arma, e a construção de cada tabela envolvia a resolução trabalhosa de equações diferenciais de segunda ordem para movimentos tridimensionais, que consumia várias horas de trabalho manual. Tal tarefa ficava sob a responsabilidade de uma equipe de profissionais qualificados, formada normalmente por jovens mulheres graduadas em matemática, recrutadas pela “U.S. Army's Women's Auxiliary Corps” (Corpo Auxiliar Feminino das Forças Armadas dos Estados Unidos), após receberem um treinamento apropriado.(19)

O Ballistic Research Laboratory (Laboratório de Pesquisas em Balística), em Aberdeen, tinha a responsabilidade de produzir as tabelas de trajetórias, mas mal conseguia atender à demanda existente antes da guerra. Com o recrudescimento do conflito na Europa, a procura por estas tabelas aumentou e o tempo necessário para produzi-las, assim como o fato de que nem sempre tinham a precisão exigida, tornou-se inaceitável.

Desde 1935, o Laboratório de Pesquisas em Balística já dispunha de um dispositivo matemático, chamado de “Bush Differential Analyzer” (Analisador Diferencial Bush), para ajudar na resolução de cálculos de engenharia bélica. Este equipamento, uma calculadora mecânica e analógica, concebida em 1925 por Vannevar Bush, do Massachusetts Institute of Technology (Instituto de Tecnologia de Massachusetts - MIT), para solucionar problemas computacionais genéricos, era constituído por uma série de hastes e engrenagens que giravam impulsionadas por motores elétricos.(NT3) Apesar deste dispositivo reduzir significativamente o tempo necessário ao cálculo das tabelas de trajetória, existiam dois grandes inconvenientes: para cada tipo de problema a ser resolvido era preciso substituir manualmente vários componentes mecânicos, o que implicava em grande desperdício de tempo, e, o mais importante, eram os defeitos, que frequentemente ocorriam já próximos ao final de um longo processo de cálculo, causados pela baixa confiabilidade de um de seus componentes, o amplificador de torque, responsável pela velocidade do equipamento. Esta falha elevava o tempo médio de cálculo, acrescentando àquele já empregado na preparação do equipamento e na resolução do problema, o tempo despendido na execução do reparo. Deste, modo tornou-se prioritário encontrar um método que acelerasse o processo de computação e garantisse a exatidão de seus resultados.

Nota do Autor 1. A Segunda Guerra Mundial, como relatado nos capítulos anteriores, teve seu início em 01/09/1939, com a invasão da Polônia pela Alemanha e terminou com a capitulação germânica em 07/05/1945 e, mais tarde, após os bombardeios nucleares de Hiroshima, em 06/08/1945, e de Nagasaki, dois dias depois, com a capitulação japonesa em 02/09/1945. (248)
 
Nota do Autor 2. Existem controvérsias sobre esta questão, que se tornou motivo para longas disputas judiciais. Algumas fontes, após a decisão oficial da corte norte-americana em 1973, consideram o ABC (Atanasoff-Berry Computer) como sendo o primeiro computador eletrônico digital, enquanto outras creditam este feito ao Colossus inglês, ou mesmo ao Z3 alemão. Alguns autores consideram o crédito concedido ao ENIAC, como sendo devido a uma ampla campanha promocional que o tornou conhecido popularmente como o primeiro computador digital.
 
Nota do Autor 3. Vannevar Bush (1890 – 1974), cientista e educador norte-americano com formação em engenharia elétrica e física, reinventou o “Diference Engine” de Babbage, seguindo sua concepção mecanicista analógica e de base decimal. Em 1935, desenvolveu uma nova versão do Analisador Diferencial, no qual suas engrenagens eram movidas eletricamente e suas instruções eram transmitidas por fita de papel perfurado.(49 e 50)