Hardware e Software no futuro

O Software do Futuro

Ora bem, o software do futuro, não vai ser muito diferente do actual, a diferença vai estar na sua obtenção, mas também vai haver um aumento da sua velocidade de processamento e obviamente melhoramento do design e simplicidade em termos de utilização, não de funcionalidades. Hoje em dia, vamos a uma loja de informática ou até mesmo a um supermercado e compramos o software que desejamos, desde uma aplicação ou uma expansão de um programa, até um sistema operativo. No futuro o software embalado vai desaparecer e a sua obtenção, pelo menos a maior parte dele, vai poder ser feita apenas com uma ligação à Internet (e não é que isto já não exista, simplesmente não é utilizado por grande parte dos utilizadores de software). Vamos ao site da empresa que produziu o software, ou mesmo ao site do produto, escolhemos se queremos o software permanentemente, se queremos apenas por um ano, por uma mês, uma semana, 3 dias, etc… ou mesmo utilizá-lo sem fazer download do software, apenas abri-lo directamente da base de dados da empresa, pagamos se o valor nos parecer apropriado e depois é só utilizá-lo. Processo bastante simples.

• As Simulações do Futuro

No futuro teremos simulações que nos permitirão prever vários aspectos com muito mais precisão, a economia de uma empresa, de uma cidade, de um país, e quem sabe a economia mundial poderia ser determinada através de simulações precisas, no entanto isso não depende tanto da tecnologia, mas sim de um pouco mais de trabalho a desenvolver esse tipo de software. Mesmo os ecossistemas e a poluição poderão ser exaustivamente analisados e previstos para um futuro próximo, com uma percentagem de erro mínima, através da introdução dos mais diversos factores nos simuladores. Esta forte precisão dos simuladores permitiria resolver muitos dos problemas que afectam os tópicos que referi anteriormente, é claro que seria preciso tomar medidas em relação aos problemas previstos, visto que as simulações não resolveriam esses problemas automaticamente. As simulações teriam também outras aplicações, como por exemplo a realidade virtual. Hoje em dia, a realidade virtual já é usada para treinar os pilotos de aviões antes de começarem a exercer a sua profissão. A realidade virtual é uma área muito vasta e complexa e que bem explorada e desenvolvida, no futuro talvez nos permita entrar num mundo virtual semelhante ao nosso, tal como aconteceu no filme “Matrix”. No entanto, até agora, não foram feitos nenhuns desenvolvimentos nesse sentido, e essa ideia ainda está longe se ser realidade.


O Hardware do Futuro

Os computadores de hoje em dia possuem todo o tipo de dispositivos, um microfone, um rato, um teclado, um monitor, um disco rígido, um modem, um router, uma webcam, um leitor de CD’s, etc., etc., etc., Os computadores do futuro serão uma fusão de todos estes componentes, ou seja, os dispositivos exteriores já não serão necessários. Isto só nos trará benefícios: o espaço para um dispositivo com as mesmas funcionalidades será muito menor, visto que os dispositivos poderão simplesmente ser compactados e inseridos nos minicomputadores do futuro; a quantidade de matéria necessária para produzir um computador com dispositivos externos é muito maior do que o material necessário para produzir um computador com as mesmas funcionalidades mas com os dispositivos compactados e inseridos no próprio computador. Provavelmente o único hardware que vai continuar a ser produzido como dispositivo externo vai ser a impressora multi-funções, isto se no futuro for necessária a transmissão de informação para formato material.


• As Bases de Dados do Futuro (Computação em Nuvem)

No futuro, as bases de dados vão deixar de estar armazenadas em discos rígidos ou discos externos ou qualquer outro tipo de hardware de armazenamento. As bases de dados do futuro vão todas girar à volta da computação em nuvem. E o que é a computação em nuvem? O conceito de computação em nuvem (em inglês, cloud computing) refere-se à utilização da memória e da capacidade de cálculo de computadores e servidores compartilhados e interligados através da Internet ou outra rede de interligação. O armazenamento de dados é feito em servidores que poderão ser acessados de qualquer lugar do mundo, a qualquer hora, não havendo necessidade de instalação de programas, serviços ou de armazenar dados. O acesso a programas, serviços e arquivos é remoto, através da Internet - daí a alusão à nuvem. O uso desse modelo (ambiente) é mais viável do que o uso de unidades físicas. Num sistema operacional disponível na Internet, pode-se, a partir de qualquer computador e em qualquer lugar, ter acesso a informações, arquivos e programas num sistema único, independente de plataforma. O requisito mínimo é um computador compatível com os recursos disponíveis na Internet). Num futuro próximo a computação por nuvem pode passar a ser exercida por grandes empresas que se dediquem maioritariamente a este conceito e que guardem a informação por nós, sendo assim, em vez de termos de guardar essa informação num dispositivo teremos apenas de ter uma ligação à Internet que nos permita ter acesso a ela. O PC torna-se apenas um chip ligado à Internet - a "grande nuvem" de computadores - sendo necessários somente os dispositivos de entrada (teclado, mouse) e saída (monitor), e que eventualmente até mesmo estes deixarão de ser necessários.

E o seu design como será?

A principal característica, em termos de design, dos computadores do futuro vai ser a sua simplicidade e a redução do seu tamanho. Não seria nada impossível, os computadores do futuro serem pouco maiores que telemóveis. Uma das ideias da Microsoft (que ainda está longe de ser desenvolvida) é implementar a tecnologia dos ecrãs transparentes e tácteis num único dispositivo (processador e ecrã táctil). A partir daí poderia-se reduzir o tamanho, e provavelmente a determinada altura até poderíamos levar um desses computadores no nosso próprio bolso. Outra possibilidade será desenvolver os telemóveis em termos de aplicações/funções fazendo dos próprios telemóveis um mini computador, quase tão desenvolvidos quanto os computadores normais. A certa altura o computador do futuro até poderá estar integrado em óculos que projectem directamente na retina não sendo necessária a existência de monitor e através de uma banda cerebral ler os nossos pensamentos. Até porque neste momento já existem computadores do tamanho de uma caneta, é claro que as poucas funcionalidades que têm são muito limitadas.

Então e o nosso futuro?

Será que já nos questionámos sobre como vão ser os computadores, não nos próximos anos, mas daqui a 50 anos ou talvez um século? O que poderão fazer, o que será tão revolucionário nos computadores do futuro? Bom neste topico iremos explicar exactamente isso, como serão os computadores no futuro.

Como está escrito nos topicos antigos, no início do século passado, inventaram-se as calculadoras e as máquinas das fábricas ainda necessitavam de um operário para girar uma manivela ou desencadear uma engrenagem. Na final da década de 50, os transístores já eram bastante mais eficientes e confiáveis do que as válvulas, componentes considerados insubstituíveis. Uma década depois, os transístores diminuiram bastante o tamanho e surgiu o circuito integrado, com vários transístores interligados e bem pouco tempo depois surgiram os micro processadores. A partir daí o desafio foi diminuir as dimensões dos transístores, dos 10 mícrons, para os 3 mícrons e depois para 1 mícron. Hoje em dia já existem transístores de apenas 0.02 mícron, e daqui a pouco tempo podemos contar com processadores de 15 ou 20 GHz com 600 milhões de transístores.

É aqui que começa o nosso exercício de futurologia. O que virá depois dos super mainframes de 0.02 mícron? Quem sabe outros, agora de 0.01 mícron? Ou mesmo de 0.007 mícron? Mas vamos pensar um pouco mais à frente, e quando já não for possível fabricar transístores mais pequenos, quando se atingir o limite?

A partir desse instante, estaremos num cenário idêntico ao cenário do início da década de 50, quando já não era possível diminuir o tamanho das válvulas e a única opção foi tentar melhorar os transístores tanto em termos económicos, como em termos técnicos de modo a serem mais viáveis que as válvulas, no entanto, nessa altura esse objectivo parecia um pouco inalcançável.

Neste momento existem várias outras possibilidades a serem exploradas, mas a próxima fronteira parece ser mesmo a dos computadores quânticos. Para quê usar filamentos e electricidade, se podemos usar átomos e energia? Um átomo é muito menor que um transístor, e já que a miniaturização é a alma do negócio, parece ser o passo mais lógico.

Mas afinal, como seria possível construir um computador quântico? Nas aulas de química aprendemos, que á excepção dos gases nobres, todos os materiais são instáveis. Isto deve-se á falta ou ao excesso de electrões, que fazem com esses materiais reajam com os materiais envolventes de modo a formar moléculas mais estáveis. Através da remoção ou adição de electrões podemos fabricar reacções em cadeia, que funcionariam de modo muito idêntico aos impulsos eléctricos que abrem ou fecham os transístores dos processadores e que permite o processamento de dados, que por sua vez permite, por exemplo, que estejamos a ler este texto.

O mais interessante é que num computador quântico, cada átomo tem potencial para substituir vários transístores devido ao facto de se utilizarem qubits, que ao contrário dos bits tradicionais que só podem representar um 1 ou um 0 em linguagem binária, os qubits podem representar ou um 1 ou um 0, ou 0-1 ou 0+1, ou um 1 e um 0 simultaneamente, ou seja, um computador quântico poderia processar muita informação ao mesmo tempo. Assim, existe um potencial de evolução muito grande, e sem dúvida que estes computadores serão muito mais potentes do que os computadores actuais, e até talvez que os computadores de daqui a dez anos.

No entanto, os computadores quânticos, ainda estão a alguma distância. Não é particularmente fácil trabalhar com computadores quânticos, primeiro, porque o trabalho com iões é extremamente frágil, e segundo, porque os computadores quânticos sofrem um aquecimento bastante maior do que o dos computadores “normais” durante o processamento e por isso é necessário utilizar iões que refrigem o processador para atenuar o aquecimento.

Assim, muita da evolução que os computadores quânticos recebem vai para a correcção de erros que estes criam todos os dias e não para a propriamente dita evolução dos computadores. Segundo especialistas, daqui a poucos anos, ainda só estaremos a trabalhar com poucas dezenas de qubits e o estado em que encontramos esta tecnologia neste momento é o equivalente a ter um transístor confiável, como há algumas décadas atrás. Mas isso não quer dizer que esses míseros qubits não sejam úteis. Não seria nada improvável, que nos próximos anos vissemos implementados esses míseros qubits num iPhone 10G ou no próximo processador da Intel. Ainda assim, não veremos um computador quântico disponível para a nossa mesa de trabalho pelo menos nos próximos 10 anos.

Resumo da evolução dos computadores

1951/1959 - Computadores de primeira geração:

• Circuitos eletrônicos e válvulas
• Uso restrito
  
• Precisava ser reprogramado a cada tarefa
• Grande consumo de energia
  
• Problemas devido à muito aquecimento

As válvulas foram utilizadas em computadores eletrônicos, como por exemplo no ENIAC, já citado anteriormente. Normalmente quebrava após algumas horas de uso e tinha o processamento bastante lento. Nesta geração os computadores calculavam com uma velocidade de milésimos de segundo e eram programados em linguagem de máquina.

1959/1965 - Computadores de segunda geração:

• Início do uso comercial
• Tamanho gigantesco
• Capacidade de processamento muito pequena
  
• Uso de transistores em substituição às válvulas

A válvula foi substituída pelo transistor. Seu tamanho era 100 vezes menor que o da válvula, não precisava de tempo para aquecimento, consumia menos energia, era mais rápido e confiável. Os computadores desta geração já calculavam em microssegundos (milionésimos) e eram programados em linguagem montadora.

1965/1975 - Computadores de terceira geração:

• Surgem os circuitos integrados
  
• Diminuição do tamanho
  
• Maior capacidade de processamento
• Início da utilização dos computadores pessoais
  

Os transistores foram substituídos pela tecnologia de circuitos integrados (associação de transistores em pequena placa de silício). Além deles, outros componentes eletrônicos foram miniaturizados e montados num único CHIP, que já calculavam em nanossegundos (bilionésimos). Os computadores com o CI (Circuito Integrado) são muito mais confiáveis, bem menores, tornando os equipamentos mais compactos e rápidos, pela proximidade dos circuitos; possuem baixíssimo consumo de energia e menor custo. Nesta geração surge a linguagem de alto nível, orientada para os procedimentos.

1975/1980 - Aparecimento dos aplicativos de quarta geração:

• Surgem os softwares integrados
• Processadores de Texto
• Planilhas Eletrônicas
  
• Gerenciadores de Banco de Dados
  
• Gráficos
• Gerenciadores de Comunicação
  

Em 1975/77, ocorreram avanços significativos, surgindo os microprocessadores, os microcomputadores e os supercomputadores. Em 1977 houve uma explosão no mercado de microcomputadores, sendo fabricados em escala comercial e a partir daí a evolução foi sendo cada vez maior, até chegar aos micros atuais. O processo de miniaturização continuou e foram denominados por escalas de integração dos circuitos integrados: LSI (Large Scale of Integration), VLSI (Very Large Scale of Integration) e ULSI (Ultra Large Scale of Integration), utilizado a partir de 1980. Nesta geração começa a utilização das linguagens de altíssimo nível, orientadas para um problema.

1980 - Até hoje - As principais características da quinta geração:

• Supercomputadores
  
• Automação de escritórios
  
• Automação comercial e industrial
  
• CAD/CAM e CAE
  
• Robótica
  
• Imagem virtual
  
• Multimídia
  
• Era on-line (comunicação através da Internet)
  

O primeiro supercomputador, de fato, surgiu no final de 1975. As aplicações para eles são muito especiais e incluem laboratórios e centro de pesquisa aeroespacial como a NASA, empresas de altíssima tecnologia, produção de efeitos e imagens computadorizadas de alta qualidade, entre outros. Eles são os mais poderosos, mais rápidos e de maior custo.

Abaco, e outros assuntos importantes

ABACO, que teve origem na Mesopotâmia, há mais de 5.500 anos, instrumento de cálculo, formado por uma moldura com bastões ou arames paralelos, dispostos no sentido vertical, correspondentes cada um a uma posição digital (unidades, dezenas, etc.) e nos quais estão os elementos de contagem (fichas, bolas, contas, etc.) que podem fazer-se deslizar livremente. O ábaco pode ser considerado como uma extensão do acto natural de se contar nos dedos. Emprega um processo de cálculo com sistema decimal, atribuindo a cada haste um múltiplo de dez. Ele é utilizado ainda hoje para ensinar às crianças as operações de somar e subtrair.
Muitos dos aparelhos do tipo do ábaco foram construídos ao longo dos anos e em todo o mundo, sobretudo devido ao facto de esse género de invenção facilitar enormemente o cálculo em sistemas complexos – como o da numeração romana, por exemplo – em que o lápis e o papel seriam impraticáveis ou de muito difícil aprendizagem. Um dos mais conhecidos – pelo menos até aos anos 70, altura em que foi subitamente posto de parte – era a régua de cálculo. Decorrente da descoberta dos logaritmos, por John Napier, este instrumento surgiu na metade do sec. XVII e foi acolhido entusiasticamente, já que o desenvolvimento do comercio exigia dos iletrados homens de negócios de então uma quantidade e um ritmo de calculo para os quais se não encontravam preparados.
Os romanos, na antiguidade, utilizavam o ábaco para calcular, e depois os chineses e japoneses o aperfeiçoaram.
Daí, uma variedade de ábacos foi desenvolvida; o mais popular utiliza uma combinação de dois números-base (2 e 5) para representar números decimais. Mas os mais antigos ábacos usados primeiro na Mesopotâmia e depois na Grécia e no Egipto por escravos usavam números sexagésimas representados por factores de 5, 2, 3 e 2 por cada dígito.

A Pascalina foi construída por entre 1642-1644, quando Pascal tinha cerca de 20 anos de idade. É a calculadora decimal conhecida com maior longevidade.
A máquina contém como elemento essencial uma roda dentada construída com 10 "dentes". Cada "dente" corresponde a um algarismo, de 0 a 9. A primeira roda da direita corresponde às unidades, a imediatamente à sua esquerda corresponde às dezenas, a seguinte às centenas e assim sucessivamente.
Um mecanismo muito simples construído com uma "garra" resolve o problema do transporte. Cada vez que numa das rodas o algarismo passa de nove a zero, a roda vizinha é arrastada e desloca-se um dente.
A Pascalina permite efectuar as operações de adição e subtracção. Embora a operação seja demorada podem efectuar-se multiplicações e divisões pelo método das adições sucessivas e subtracções sucessivas.
A introdução da Pascalina no mercado não foi um sucesso comercial porque era excessivamente cara.

Foram construídas apenas cerca de 50 Pascalinas, estando algumas delas expostas no Conservatoir des Arts et Métiers em Paris e outras no Science Museum, em Londres.

Máquina aritmética de Leibniz

As possibilidades da Pascalina e de todas as suas sucessoras eram muito limitadas. Embora, teoricamente, a multiplicação e a divisão fossem possíveis, a falta de mecanismos bem adaptados exigia numerosas intervenções humanas e esforços consideráveis da parte do operador.
Depois de Pascal, o problema foi abordado pelo matemático e filósofo alemão Gottfried Wilhelm Leibniz que elaborou mecanismos que permitiam executar essas operações por adições e subtracções sucessivas.
A máquina de Leibniz foi concebida em 1673 mas construída apenas em 1694, tendo sido a primeira máquina feita com o propósito de multiplicar. Uma dessas máquinas pode ainda ser vista no Museu Kastner em Hannôver, a cidade onde Leibniz passou os seus últimos anos. Contrariamente à máquina de Pascal, a de Leibniz nunca foi comercializada embora tenha sido produzida uma segunda versão em 1704.

A máquina de Leibniz foi a primeira calculadora capaz de executar todas as operações aritméticas por meios puramente mecânicos. O que não quer dizer que não apresentasse problemas de funcionamento, sobretudo resultantes da complexidade dos seus mecanismos. Mais ainda que Pascal, Leibniz abriu as portas ao desenvolvimento do cálculo mecânico.

PAI DOS COMPUTADORES BABBAGE

Nascido em 1791, o inglês Charles Babbage pode ser considerado o pai dos computadores, e vamos entender porquê.
Babbage sempre se destacou por ser muito inteligente e acabou fazendo uma carreira de sucesso como professor de matemática de uma das mais tradicionais da Inglaterra: a Universty of Cambridge.
Babbage viveu na Inglaterra em uma época em que tabelas matemáticas eram usadas em navegação e trabalho científico. As tabelas eram calculadas manualmente, e, como resultado, continham inúmeros erros. Em 1822, Babbage apresentou o projeto da sua primeira grande máquina, batizada de Máquina Diferencial, que conseguia resolver equações polinomiais, a base para a construção de tabelas de logaritmos, um dos maiores desafios da época.
Graças ao sucesso da Máquina Diferencial, em 1823, ele recebeu o financiamento do governo inglês para a construção de sua mais ambiciosa invenção: um dispositivo capaz de resolver qualquer tipo de cálculo, contanto que fosse devidamente programado para isso (você conhece alguma máquina que faz isso, chamada COMPUTADOR?). O nome desse precursor dos computadores modernos era Máquina Analítica.
Charles Babbage morreu em 1871 sem ver seu invento ganhar forma, já que as limitações tecnológicas da época nunca permitiram que sua Máquina Analítica se concretizasse. Muitas partes da máquina só puderam ser construída alguns anos depois da morte de Babbage, o que prova que ele era um inventor à frente do seu tempo.

Como tudo começou!

Vivemos rodeados de equipamentos computorizados que tornam a nossa vida mais agradável, simples e precisa: Sem computadores, por exemplo, a revolução industrial não nos teria permitido enviar sondas e homens ao espaço, salvar vidas com cirurgias melindrosas, resolver problemas de astronomia ou processar uma enorme quantidade de informação a uma velocidade vertiginosa.

Mas infelizmente, os computadores são, também, imprescindíveis na moderna máquina de guerra ...

Nas nossas casas os microprocessadores controlam electrodomésticos, as consolas de jogos, os brinquedos das crianças, as máquinas fotográficas, os computadores, as calculadoras, o telemóvel, etc.

E tudo começou com o ábaco1, inventado em 3.500 A.c.!!!!

A história da informática

A informática surge no contexto de superar a capacidade do ser humano de registar e manipular dados em grandes quantidades com precisão e rapidez.
A história do computador mostra que, graças ao facto do homem ser preguiçoso por natureza, sempre procurou melhorar a sua maneira de calcular, para limitar os erros e facilitar a vida, economizando o seu tempo. A sua capacidade em calcular os mais variados modos foi um dos factores que possibilitaram o desenvolvimento da matemática e da lógica.

O que é a informática: No mundo dos computadores, a definição actual é dada por Claude Shannon (1916-2001): Pode dizer-se que informática é a ciência que estuda o processamento automático da informação por meio do computador, está presente sempre que um sinal é transmitido de um lugar para outro. Processar informações pode ser armazenar, transmitir, combinar e comparar mensagens.

Hoje em dia grande parte das impresas ou quase todas adotam o uso de máquinas (computadores) como principal fonte de trabalho. Além da parte de que o mercado de trabalho, hoje em dia adopta essa "tecnologia", o uso da informática faz parte também de um novo ensino, uma nova evolução tecnológica da qual nos proporciona uma visão ampla no caso do uso da internet, uma grande facilidade de resolver coisas (sem sair de casa) e uma visão do mundo actual através de noticiários que estão disponíveis sempre para os interessados e curiosos.


Então e como tudo começou??