2010_BC0005_aula_02.pps

Prof. Dr. Reinaldo Luiz Cavasso Filho

Prof. Dr. Reinaldo Luiz Cavasso Filho

Centro de Ciências Naturais e Humanas Universidade Federal do ABC

Aula 2

_{Aula 2}

2.1 Ciência, Aplicação e Computação

2.1 Ciência, Aplicação e Computação

2.2 Evolução da Tecnologia 2.2 Evolução da Tecnologia 2.3 Exemplos de Modelagem 2.3 Exemplos de Modelagem Notas de Aula: http ://sites.google.com/site/reinaldocavasso

Conhecimento

da natureza

de indivíduos

da sociedade

de organizações

Ciência

Bioinformática (identificação de genes)

- Cognição (neuroimagens, neurofisiologia)

- Química (estruturas moleculares)

- Física (dinâmica de fluidos)

Visão computacional

- Inteligência artificial

- Robótica

- Interface homem-máquina

Estudo dos fundamentos, princípios e técnicas da computação,

isto é, o estudo da computação ela mesma.

- Estudo da aplicação de técnicas, modelos, conceitos e

fundamentos da computação para resolução de problemas, isto

é, a computação como ferramenta.

- Nesta disciplina o foco seria menos sobre a ciência da

computação e mais sobre o uso da computação.

- Construção e uso de bases de dados

- Estatística e regressão em planilhas

- Representação gráfica e visualização científica

- Modelagem e sistemas auto-organizáveis

Problema de

reconhecimento de faces

humano

Evolução da Tecnologia e

Conceito de Computação

Evolução da Tecnologia e

Conceito de Computação

Evolução Tecnológica:

- mecânica

- eletromecânica (relés)

- válvulas eletrônicas

- transistores

- circuitos integrados

- circuitos integrados em grande escala

Evolução Conceitual:

- máquinas de calcular

- processador de dados

- computador programável

CALCULADORAS MECÂNICAS

Gottfried Wilhelm LEIBNIZ (1671)

Matemático Alemão

Aperfeiçoa calculadora de Pascal acrescenta Multiplicação e

Divisão

Baseados em rodas dentadas que estabeleciam as relações entre os números

Charles BABBAGE (1792-1871)

Máquina Diferencial - 1822

Projetada para produzir tabelas matemáticas Soma e Subtração Único algoritmo Máquina Analítica - 1834 Multiplicação e Divisão,

Programável, uso geral 1000 posições, 50

dígitos dec.

Ada Augusta Lovelace

Matemática “amadora”

Primeira Programadora - lógica de programação,

conceito de subrotina, laços (loops) e iniciou o desenvolvimento do desvio condicional

PROCESSAMENTO DE DADOS

Hermann HOLLERITH (1890) Dep. Censo dos Estados Unidos

Tabuladora de Censos (7,5 => 2,5 anos) Contatos Elétricos a b c d 1 2 3 4 ...

Cartão com respostas perfuradas

Em 1896, fundou uma companhia que serviu como base para a formação da IBM - Internacional Business Machine em 1924.

MARK I 72 palavras 23 dígitos dec. Fita de papel perfurado

CALCULADORAS PROGRAMÁVEIS - ELETROMECÂNICAS

Konrad ZUZE (1936) Engenheiro Alemão

Primeira calculadora eletromecânica Usa relés

Howard AIKEN

Univ. Harvard - MARK I (1944),

Financiado pela IBM e Marinha EUA

Evolução Tecnológica

COMPUTADORES 1ª GERAÇÃO - VÁLVULAS (1945 - 1955)

COMPUTADORES 2ª GERAÇÃO - TRANSISTORES (1955 - 1965)

COMPUTADORES 3ª GERAÇÃO - CIRCUITOS INTEGRADOS - CI (1965 - 1980)

COMPUTADORES 4ª GERAÇÃO – Circuitos integrados em grande escala (1980 - hoje)

Evolução do Conceito

Computação: Máquina programável para execução de algoritmos: - Ferramenta para resolver equações;

- Quebrar códigos e analisar dados; - Gerenciar processos de negócios.

Estabelecimento de CPDs (Centro de Processamento de Dados) que tratam o computador como uma poderosa ferramenta que tornou tratável uma série de análises numéricas que antes não eram possíveis:

- Modelagem e simulação de fenômenos e estruturas complexas; - Viabiliza tecnologias nas áreas nuclear, aviação, espacial,

Evolução do Conceito

Computação: Novo método científico:

- Ken Wilson (Nobel em Física) foi um dos primeiros a afirmar que a computação se tornara o Terceiro Pilar da Ciência, juntando-se às tradições da Teoria e do Experimento;

- Novas técnicas de tratamento e descoberta de conhecimento suportadas pela Computação;

- Provas científicas de teorias e teses suportadas pela Computação Mudança do conceito dos sistemas de Computadores: de

Processamento de dados para Sistema de Informação, com a incorporação da Teoria da Informação (de Shannon) e da Teoria Geral de Sistemas (de Von Bertalanffy), além da Teoria da

Evolução do Conceito

Computação: como Processos de Informação:

- Diversas áreas do conhecimento reportam a descoberta de

processos de informação, tais como David Baltimore (Nobel em

Biologia): o DNA não só codifica informações, como processa-os na combinação para criação de novos seres;

Richard Feynman (Nobelem Física): demonstra que

a Eletrodinâmica Quântica é o método computacional da natureza para combinar as interações entre as partículas.

- Outros exemplos: padrões cerebrais nas Ciências Cognitivas, fluxo de informação em Sistemas Econômicos.

Computação como parte de um processo maior, integrado e

interagindo com diversos outros processos, naturais ou artificiais, através do fluxo da informação.

1) Máquina para executar algoritmos (com estrutura de dados) 1940

2) Método Científico (para descoberta de conhecimento) 1980

3) Processos de Informação (interação, parte do fluxo de informação) 2000

Bomba Controle ACIONAMENTO Caixa d’água Bóia NÍVEL REALIDADE

EXEMPLO TRIVIAL DE MODELO DA COMPUTAÇÃO

NÍVEL DA BÓIA: - NÍVEL CHEIO - NÍVEL NÃO CHEIO

LÓGICA DE ACIONAMENTO DA BOMBA CONTROLE DA BOMBA: - LIGAR - DESLIGAR

Modelo Binário do Acionamento da Bomba

Como determinar o circuito mais curto que é possível efectuar entre as cidades constantes de uma determinada lista, de modo a que cada cidade seja visitada uma e uma só vez?

Projeto Final

Formar Grupos de 3 a 6 estudantes

• Proposta de Tema

• Especificação

• Busca de referências

1. Pesquisar na Internet:

- O que é Algoritmo? E Computação?

- O que sabemos através da Computação?

- O que não sabemos através da Computação?

Utilizar um ambiente colaborativo da Internet para: (iniciar esta atividade para continuar fora de aula)

- Listar as fontes da informação e os conceitos encontrados

- Obter um conceito consensual (num grupo de até cinco) sobre o que é computação, baseado na qualificação das fontes de informação.

2. O conceito de feedback, ou retro-alimentação, é utilizado e estudado em várias áreas do conhecimento, como neurociência, eletrônica, inteligência artificial. Apresente uma aplicação deste conceito em três diferentes áreas, usando referências acadêmicas.

2.a) Escolha um sistema real que pode ser modelado por um controlador que requer pelo menos 2 bits de informação de entrada e 2 bits para saída para funcionar corretamente.

2.b) De que forma esta modelagem computacional pode auxiliar ou acrescentar ao conhecimento científico ou desenvolvimento tecnológico?