Como as válvulas funcionavam nos primeiros computadores

[Luciano Brandão]

Olá pessoal,tudo bem? eu tenho uma dúvida pra tirar e acho que nesse tópico eu consigo.

Estou estudando a Quarta geração de computadores,vou falar sobre circuitos integrados,semicondutores e microprocessadores.

Eu queria entender melhor como as válvulas tornavam o computador mais rápido na primeira geração de computadores.E consequentemente os transistores que aparecem na segunda geração,substituindo as válvulas . Porque os computadores com milhares de transistores se tornam mais rápidos e confiáveis? Nenhum texto explica isso,eles apenas falam que o computador se torna mais rápido e realizam mais cálculos.

Queria entender melhor como o transistor trabalha no computador,o que ele realiza dentro do computador...

Fico muito grato se alguém puder me ajudar,agradeço desde já..... ^^

[Gabriel Torres]

@Luciano Brandão A resposta mais simples e rápida: velocidade de comutação. As válvulas são mais rápidas do que relês. Os transistores são mais rápidos do que válvulas. O vídeo abaixo explica melhor.

 

 

[aphawk]

@Luciano Brandão ,

 

Quanto a confiabilidade, basta lembrar que o primeiro computador com válvulas raramente funcionava por mais de 1 minuto, pois como tinha milhares de válvulas e os filamentos não duravam muito tempo, sempre queimavam válvulas em minutos !

 

Já os transistores possuem MBTF bilhões de vezes maiores do que as válvulas, então é muito raro a queima de uma CPU modernas.

 

Quando surgiram os primeiros computadores com transistores, eles práticamente mantiveram o funcionamento dos modelos anteriores à válvula. Mas podiam funcionar bem mais rápido sem queimar !

 

Com o advento dos circuitos integrados, tornou-se possível manter o coração do computador ( a CPU ) dentro de um único circuito integrado.

 

Conforme a tecnologia progredia, o espaço ocupado por um transistor tornou-se cada vez menor, e então tornou-se possível aumentar o numero de transistores de uma maneira rápida, que seguia a famosa Lei de Moore.

 

Então, começaram a surgir novas tecnologias : o numero de bits de processamento passou de 4 para 8, e depois 16,32 e 64 bits . 

Com isso, tornou-se possivel fazer operações matemáticas complexas em uma velocidade muito maior.

 

Depois, a eficiência dos transistores foi aumentando conforme diminuiam de tamanho, dissipando menos calor, e então tornou-se possível aumentar a frequência das operações efetuadas na CPU ( o famoso Clock ), que passou em alguns anos de poucos Mhz para a faixa de Gigahertz ( um aumento de velocidade de quase 1000 vezes !!!!

 

Depois, surgiu a tecnologia de memória cache embutida na CPU, o que permitia o uso dessa memória na mesma velocidade do clock ( antes disso, as memórias externas eram dezenas de vezes mais lentas que a CPU, o que atrasava demais o processamento pois a CPU ficava parada por até dezenas de ciclos de clock esperando a memória poder ser acessada..... ).

 

Depois, a tecnologia de pipelines, que permitia que a CPU organizasse as operações para otimizar os ciclos de clock necessários para fazer cada operação, fazendo com que parecesse que algumas operações eram feitas em paralelo !

 

Finalmente, chegamos a um momento em que efeitos quânticos não permitiam mais nem aumento do clock, e nem diminuir o tamanho dos transistores, o que limitou o clock dos modernos microprocessadores a menos de 4 Ghz. Fazem mais de 10 anos que a Intel atingiu a velocidade de 3.4 Ghz, e ainda hoje não consegue passar dos 4 Ghz.

 

Então, para conseguir aumentar o desempenho, a Intel inventou o conceito de núcleos adicionais de processamento, os chamados Cores, que permitem que cada core pode processar instruções ao mesmo tempo que um outro core executa outras, o que permite que um programa projetado para ir alimentando os cores na sequência necessária tenha um desmpenho duas ou três vezes maior do que se rodado em um microprocessador de um só core.

 

Claro que para isso é necessário que o programador também ajude, e o compilador seja bem adequado a essa tarefa.

 

Espero que este pequeno resumo te ajude.

 

Paulo

[albert_emule]

12 horas atrás, aphawk disse:

@Luciano Brandão ,

 

Quanto a confiabilidade, basta lembrar que o primeiro computador com válvulas raramente funcionava por mais de 1 minuto, pois como tinha milhares de válvulas e os filamentos não duravam muito tempo, sempre queimavam válvulas em minutos !

 

Das duas uma:

Ou as válvulas ainda estavam sendo desenvolvidas, por isso não duravam mais de 1 minuto...

Ou eles tinha problemas sérios com redes elétricas instáveis.

 

Se usassem um estabilizador de tensão de alta potência, as válvulas não queimariam em um minuto kkk

 

Se não me engano, válvulas tem vida útil média de 300 horas. 

 

 

[aphawk]

@albert_emule ,

 

Não é o caso de "das duas uma" ... é a estatística que mata !

 

Se colocar 8000 válvulas juntas, e queimar a primeira, voce vai trocar apenas ela, certo ?

 

Mas nesse instante a chance de queimar mais uma das 7999 válvulas é muito alta, e é por isso que raramente funcionava por mais de alguns minutos sem parar !

Toda hora tinha de trocar uma válvula !

 

Em 1970 uma válvula tinha um MTBF variável entre 2000 a 4000 horas, dependendo do modelo.

 

Com certeza em 1944 as válvulas eram bem piores.... 

 

Paulo

[Renato.88]

Eu li em algum lugar que eles tinham problemas com aquecimento das válvulas, elas ficavam muito próximas e sem muita refrigeração. Além da energia ser instável, pois o gerador usado não tinha corrente suficiente.

 

[albert_emule]

34 minutos atrás, Mestre88 disse:

Eu li em algum lugar que eles tinham problemas com aquecimento das válvulas, elas ficavam muito próximas e sem muita refrigeração. Além da energia ser instável, pois o gerador usado não tinha corrente suficiente.

 

Para mim isso faz mais sentido 

[aphawk]

2 horas atrás, Mestre88 disse:

Eu li em algum lugar que eles tinham problemas com aquecimento das válvulas, elas ficavam muito próximas e sem muita refrigeração. Além da energia ser instável, pois o gerador usado não tinha corrente suficiente.

 

 

Isto também pode ter contribuido para cada válvula ter um MTBF de poucas centenas de horas.

 

Mas a quantidade de válvulas faz a estatística ser o pior vilão de todos. Imagine ao longo do tempo, várias válvulas trocadas em momentos diferentes, e muitas válvulas já no fim da vida, as chances de uma delas pifar ficam enormes.

 

Paulo