Contexto histórico

  As grandes invenções tecnólogicas dificilmente aparecem de maneira independente. A idéia de automatizar os cálculos vem desde a antigüidade e começou com a utilização de pedras e outros dispositivos que deram origem aos ábacos, progredindo durante vários séculos até o aparecimento de computadores digitais na década de 1940.

O resumo apresentado a seguir é uma tentativa de indicar alguns marcos importantes nesta história. Foram citados apenas aqueles eventos que nos parecem mais significativos; muitos outros podem ser encontrados na literatura especializada. Os fatos apresentados referem-se apenas à construção de máquinas digitais, pois desde a antigüidade foram desenvolvidos também vários dispositivos analógicos, incluindo a régua de cálculo, astrolábios, integradores e diferenciadores, com aplicações à astronomia, à navegação e outros. Tampouco foram citadas outras contribuições indiretas como os trabalhos teóricos de George Boole ou Alan Turing. As referências mais importantes consultadas neste levantamento histórico são as de Rosen [34], Goldstine [18] e Randell [32,33].

. 100 d.C.: Herão de Alexandria descreve duas idéias: ligação de rodas dentadas de maneira a realizar a operação de ``vai um," e utilização de cilindros rotatórios com pinos e cordas para controlar seqüências de ações de outros mecanismos.

1624-1694: Máquinas calculadoras de Wilhelm Schickard (Alemanha), Blaise Pascal (França) e Gottfried Leibnitz (Alemanha).

1790-1801: Controle de teares por meio de cartões perfurados, de Joseph Marie Jacquard (França).

1822-1853: Projeto e desenvolvimento da máquina de diferenças de Charles Babbage (Grã Bretanha) que nunca foi terminado. Máquina de diferenças mais simples de Pehr Georg Scheutz e Edvard Scheutz (Suécia).

1833-1910: Projeto e desenvolvimento da máquina analítica de Charles Babbage, com controle por cartões perfurados, incluindo as idéias de controle condicional e iterações (não terminado). Continuação da construção da máquina por Henry Babbage, com resultados parciais.

1890-1896: Máquina tabuladora de Herman Hollerith usada para processamento dos resultados do censo norteamericano, registrados em cartões perfurados. Fundação por Hollerith da Tabulating Machine Company, predecessora da IBM (criada em 1924).

1934-1941: Trabalhos de Konrad Zuse (Alemanha) culminando com uma máquina eletro-mecânica com controle primitivo por fita de papel; seguiram-se vários modelos melhorados.

1935-1942: Trabalhos de John V. Atanasoff no Iowa State College (EUA) na construção de uma máquina eletrônica com leitora/perfuradora de cartões para resolução de sistemas de até 30 equações lineares (não terminada).

1937-1944: Trabalho de Howard Aiken e sua equipe, desenvolvido conjuntamente pela Universidade de Harvard e IBM (EUA), resultando em MARK I, um computador eletro-mecânico, com com controle por fita de papel, ainda bastante primitivo e de operação complexa; a IBM continou o desenvolvimento com outros modelos.

1937-1944: Trabalhos de George Stibitz e seus colaboradores, da Bell Telephone Laboratories (EUA), na área de cálculos balísticos, resultando numa máquina controlada por fita de papel; seguiram-se outros modelos mais avançados, com ênfase em confiabilidade e auto-verificação.

1941-1945: Trabalho de Alan Turing e seus colaboradores (Grã Bretanha) no desenvolvimento de máquinas que ficaram conhecidas como ``Bombs'' e ``Colossus,'' dedicadas à criptoanálise. Dado o caráter sigiloso do trabalho, o desenvolvimento tornou-se conhecido somente na década de 1970.

1942-1945: Projeto e desenvolvimento do ENIAC por J. Presper Eckert e John W. Mauchly da Universidade da Pensilvânia (EUA): primeiro computador de propósito geral completamente eletrônico.

1944-1951: Projeto e construção do EDVAC, primeiro computador com programa armazenado na memória, resultante principalmente da colaboração de John von Neumann, J. Presper Eckert e John Mauchly. O EDVAC foi utilizado até dezembro de 1962.

1946-1952: Projeto e construção do computador do Instituto de Estudos Avançados (IAS) de Princeton por John von Neumann e seus colaboradores.

1947-1949: Projeto e construção do EDSAC por Maurice Wilkes da Universidade de Cambridge (Grã Bretanha), primeiro computador com programa armazenado na memória a entrar em funcionamento.

1950 em diante: Construção de vários outros sucessores baseados no projeto do IAS, em universidades e na indústria: JOHNNIAC, ORDVAC, ILLIAC, MANIAC, máquinas da Universidade de Manchester e outras.

Este histórico mostra que houve uma aceleração no desenvolvimento de máquinas automáticas de cálculo na década de 1930, coincidindo com a disponibilidade de dispositivos eletro-mecânicos (relés) e eletrônicos (válvulas). Um fator decisivo ao desenvolvimento foi o apoio de agências militares, tanto nos EUA quanto na Europa, durante a Segunda Guerra Mundial.

O envolvimento direto de von Neumann com a Computação teve início nesta época, conforme descrito por Goldstine [18] e Stern [38]. John von Neumann já era então um matemático de reputação mundial, com publicações em diversas áreas da Matemática e Física Matemática, professor visitante da Universidade de Princeton (1930-1933), e fazendo parte, desde 1933, do corpo de pesquisadores do prestigioso Instituto de Estudos Avançados (IAS) de Princeton. Entre os muitos interesses de von Neumann estava a resolução numérica de problemas para os quais não se conheciam soluções analíticas. Em função destes interesses e com o início das atividades bélicas na Europa, von Neumann tornou-se consultor científico de várias agências governamentais ligadas às forças armadas, incluindo o Laboratório de Pesquisas Balísticas de Aberdeen (Maryland) e o Laboratório Científico de Los Alamos (New Mexico), este último responsável pelo desenvolvimento da primeira bomba atômica.

Von Neumann foi cativado pela possibilidade de automatizar os cálculos e entrou em contato com alguns dos construtores mencionados no resumo histórico. Entretanto, o contato mais importante e mais frutífero foi com o trabalho de construção do computador chamado ENIAC¹ desenvolvido por J. Presper Eckert e John Mauchly, na Escola Moore da Universidade de Pensilvânia, sob contrato do Laboratório de Pesquisas Balísticas. O encontro de von Neumann com a equipe do ENIAC materializou-se, nos meados do ano de 1944, através de Herman H. Goldstine, um matemático que, recrutado pelas forças armadas, era na época tenente e oficial de ligação entre o Laboratório e a equipe. Este evento deu início à colaboração muito íntima e duradoura entre von Neumann e Goldstine.

O projeto do ENIAC já estava então congelado e von Neumann contribuiu apenas para que os cientistas de Los Alamos fossem os primeiros usuários da máquina. Na mesma época, a Universidade de Pensilvânia ganhou um contrato suplementar para a construção de uma nova máquina, denominada EDVAC,² proposta pouco antes por Eckert e Mauchly, mas cujas características ainda eram muito vagas. O novo projeto despertou enorme interesse de von Neumann que iniciou uma série de visitas regulares à Escola Moore, participando de reuniões relativas ao projeto, juntamente com Eckert, Mauchly, Goldstine e outros.