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terça-feira, 12 de janeiro de 2016

Mainframe History : Parte I — O Engenheiro que Cansou de Fazer Contas e Acabou Inventando o Futuro

 

Bellacosa Mainframe apresenta outro computador Z parte 1

☕ Um Café no Bellacosa Mainframe

Muito Antes do IBM Z Existia Outro "Z"

Parte I — O Engenheiro que Cansou de Fazer Contas e Acabou Inventando o Futuro

"As maiores revoluções da computação não nasceram em datacenters. Algumas começaram em uma sala de estar, cercadas por ferramentas, chapas metálicas, café frio e um sonho aparentemente impossível."

Existe um ritual silencioso que praticamente todo Sysprog IBM Mainframe conhece.

Você chega ao datacenter antes do restante da empresa. O ar-condicionado trabalha sem descanso. O z17 continua executando milhões de instruções por segundo enquanto a cidade ainda desperta. O JES2 distribui trabalhos como um maestro conduzindo uma orquestra invisível. O WLM decide quais workloads merecem prioridade. O RACF protege ativos que movimentam bilhões de reais diariamente. O Db2 responde consultas em microssegundos. O SDSF mostra aquele JOB encerrando com o tão esperado RC=0000, um pequeno prazer que apenas quem vive o mundo IBM Z compreende.

Para quem trabalha diariamente com essa tecnologia, tudo parece natural.

Processadores.

Memória.

Clock.

Barramentos.

Registradores.

Pipeline.

Interrupções.

Virtualização.

LPARs.

Hipersockets.

Canais de I/O.

Mas toda essa sofisticação possui uma linhagem. Assim como um grande carvalho nasceu de uma pequena semente, os modernos computadores corporativos nasceram de ideias que, há quase noventa anos, pareciam absurdas.

Hoje vamos abrir uma antiga gaveta da história.

Uma gaveta que tem cheiro de papel envelhecido.

De óleo lubrificante.

De ferro usinado.

De oficina mecânica.

De naftalina.

Bem-vindos à primeira viagem da nossa série Histórias com Cheiro de Naftalina.

Hoje conheceremos outro computador chamado Z.

Não o IBM Z.

Mas aquele que existiu décadas antes dele.

E cujo criador mudou silenciosamente a história da computação.


Quando "Computador" Era uma Pessoa

É curioso perceber como algumas palavras mudam completamente de significado ao longo do tempo.

Hoje, quando dizemos "computador", imediatamente pensamos em servidores, notebooks, smartphones ou gigantescos IBM Z instalados em datacenters.

Na década de 1930, entretanto, um "computador" era uma pessoa.

Isso mesmo.

Empresas, universidades, observatórios astronômicos e centros de engenharia contratavam pessoas cujo trabalho consistia exclusivamente em realizar cálculos.

Esses profissionais passavam horas resolvendo equações utilizando lápis, papel, tabelas matemáticas, réguas de cálculo e calculadoras mecânicas.

Projetar uma ponte significava semanas de contas.

Projetar um prédio significava milhares de operações repetitivas.

Projetar uma aeronave podia consumir meses apenas em cálculos estruturais.

Imagine calcular manualmente milhares de multiplicações envolvendo números com várias casas decimais.

Agora imagine descobrir, dias depois, que um único erro invalidou todo o trabalho.

Esse era o cotidiano da engenharia.

Foi nesse cenário que apareceu um jovem engenheiro alemão chamado Konrad Zuse.


Um Engenheiro Cansado de Fazer Contas

Konrad Ernst Otto Zuse nasceu em Berlim, em 22 de junho de 1910.

Formou-se em Engenharia Civil pela Technische Hochschule Berlin-Charlottenburg.

Seu primeiro emprego foi justamente na indústria aeronáutica.

Seu trabalho era fascinante.

Pelo menos em teoria.

Na prática, passava dias realizando cálculos estruturais para analisar esforços em asas, fuselagens e componentes mecânicos.

Pouco havia de criatividade.

Muito havia de repetição.

Conta após conta.

Tabela após tabela.

Erro após erro.

Décadas mais tarde, Zuse resumiria esse sentimento de forma quase bem-humorada: ele simplesmente estava cansado de fazer contas.

Enquanto muitos aceitavam aquela realidade como inevitável, ele fez uma pergunta que mudaria a história.

"E se uma máquina pudesse fazer isso sozinha?"

Hoje essa pergunta parece trivial.

Naquele momento, era quase um ato de rebeldia intelectual.


A Alemanha da Década de 1930

Quando pensamos na Alemanha dos anos 1930, quase sempre nossa memória segue imediatamente para os acontecimentos políticos e militares que culminariam na Segunda Guerra Mundial.

Entretanto, havia outra Alemanha.

A dos engenheiros.

A dos matemáticos.

A dos físicos.

A da indústria de precisão.

Empresas alemãs produziam máquinas-ferramenta extraordinárias.

Relógios.

Equipamentos ópticos.

Instrumentos científicos.

Motores.

Equipamentos telefônicos.

Toda essa tradição em mecânica de precisão acabaria fornecendo, ainda que indiretamente, a matéria-prima necessária para um dos experimentos mais ousados da história da computação.

Não existiam universidades ensinando Ciência da Computação.

Não existiam cursos de Arquitetura de Computadores.

Não existiam livros sobre Sistemas Operacionais.

Não existiam compiladores.

Nem linguagens de programação.

Nem sequer existia o conceito moderno de computador eletrônico.

Konrad Zuse precisava inventar praticamente tudo.


O Laboratório Não Era um Laboratório

Talvez esta seja a parte mais fascinante da história.

Quando imaginamos um inventor revolucionário, pensamos imediatamente em laboratórios gigantescos, universidades renomadas ou centros de pesquisa financiados por governos.

Nada disso.

O primeiro laboratório de Konrad Zuse era o apartamento de seus próprios pais.

A sala de estar virou oficina.

Mesas foram cobertas por desenhos técnicos.

Ferramentas ocupavam o espaço onde antes havia objetos de decoração.

Parafusos.

Limas.

Furadeiras.

Peças metálicas.

Molas.

Chapas.

Barras deslizantes.

Tudo cuidadosamente organizado em um ambiente que estava muito mais próximo de uma oficina mecânica do que de um laboratório científico.

Sua família observava aquele jovem engenheiro desmontando o impossível e construindo algo que ninguém compreendia completamente.

Se hoje muitos profissionais montam laboratórios domésticos com Raspberry Pi, servidores usados ou clusters Kubernetes, talvez devêssemos lembrar que um dos ancestrais da computação também começou em casa.


☕ Café com Naftalina

Steve Jobs começou em uma garagem.

Steve Wozniak também.

Bill Hewlett e David Packard igualmente.

Décadas antes deles, Konrad Zuse transformou o apartamento dos pais em um laboratório experimental.

A inovação, muitas vezes, nasce longe dos grandes prédios corporativos.


A Grande Ideia

Até aquele momento, praticamente todas as máquinas de cálculo eram especializadas.

Calculadoras somavam.

Outras multiplicavam.

Máquinas Hollerith organizavam cartões.

Mas nenhuma delas era verdadeiramente programável.

Zuse queria algo completamente diferente.

Uma máquina universal.

Uma máquina capaz de executar diferentes sequências de instruções.

Hoje chamamos isso simplesmente de computador.

Na época, essa ideia ainda nem possuía um nome consolidado.

Mais impressionante ainda: ele percebeu que trabalhar em decimal tornava os mecanismos extremamente complexos.

Então tomou uma decisão que mudaria toda a engenharia digital.

Abandonou os números decimais.

Abraçou o sistema binário.

Zero.

Um.

Ligado.

Desligado.

Movimento.

Repouso.

Décadas depois, exatamente esse princípio continuaria presente em praticamente todos os processadores produzidos pela humanidade.


Pensando Como um Arquiteto de Computadores

Sem perceber, Konrad Zuse começou a desenhar conceitos que hoje qualquer estudante de Arquitetura de Computadores reconheceria imediatamente.

Ele imaginou que sua máquina precisaria de componentes especializados.

Uma parte armazenaria informações.

Outra realizaria cálculos.

Outra coordenaria toda a execução.

Outra receberia dados externos.

Outra devolveria resultados.

Parece familiar?

Claro que parece.

Estamos falando de memória.

Unidade aritmética.

Unidade de controle.

Entrada.

Saída.

Hoje esses nomes fazem parte do cotidiano de qualquer Sysprog.

Naquela época, eram apenas ideias surgindo na mente de um engenheiro obstinado.


Muito Antes da Arquitetura de Von Neumann

Existe um detalhe histórico extremamente interessante.

Muitos livros apresentam John von Neumann como o pai da arquitetura moderna dos computadores.

Sua contribuição foi gigantesca e incontestável.

Mas Konrad Zuse já havia concebido diversos elementos fundamentais antes da famosa arquitetura de Von Neumann ser formalizada.

Seu projeto possuía separação lógica entre componentes.

Possuía fluxo de execução.

Possuía representação binária.

Possuía memória.

Possuía unidade de cálculo.

Possuía programa externo.

Ou seja, diversas ideias fundamentais da computação moderna estavam surgindo quase simultaneamente em diferentes lugares do mundo.

A história raramente é obra de um único gênio.

Ela costuma ser uma conversa silenciosa entre várias mentes brilhantes.


📦 Baú do Sysprog

Quando você observa o diagrama de blocos de um IBM z17, com seus processadores, caches, memória principal, controladores de I/O e canais especializados, talvez seja difícil acreditar que a essência dessa organização começou com desenhos feitos à mão em uma pequena oficina de Berlim.

A escala mudou.

A tecnologia evoluiu.

Mas a lógica continua surpreendentemente familiar.


Engenharia Antes da Engenharia de Software

Outro aspecto curioso é que Konrad Zuse precisou inventar práticas que hoje associamos naturalmente ao desenvolvimento de sistemas.

Antes de construir qualquer mecanismo, desenhava diagramas.

Documentava ideias.

Modelava componentes.

Refinava projetos.

Criava representações abstratas antes da implementação física.

Em outras palavras, fazia engenharia de software quando o software sequer existia.

Todo Sysprog conhece a importância de um bom planejamento.

Quem já participou de uma migração de release do z/OS, de uma atualização do JES2 ou de um projeto de modernização sabe que improviso raramente termina bem.

Essa disciplina também estava presente no trabalho de Zuse.

Primeiro pensar.

Depois construir.


O Primeiro Passo de Uma Longa Caminhada

Em 1936, os primeiros componentes começaram a ganhar forma.

Peças metálicas passavam a representar bits.

Movimentos físicos transformavam-se em operações lógicas.

Engrenagens davam lugar a barras deslizantes cuidadosamente sincronizadas.

Nascia lentamente aquilo que mais tarde receberia o nome de Z1.

Ainda não era um computador perfeito.

Muito pelo contrário.

Era complexo.

Delicado.

Difícil de ajustar.

Frequentemente apresentava falhas mecânicas.

Mas havia algo extraordinário acontecendo.

Pela primeira vez, alguém estava tentando construir uma máquina de propósito geral baseada em lógica binária, capaz de ser programada para executar diferentes tarefas.

Era um conceito tão avançado que levaria décadas para ser plenamente compreendido.


O Que um Sysprog Pode Aprender com Essa História?

Talvez você esteja pensando:

"Que relação existe entre um computador mecânico de 1938 e um IBM z17 capaz de executar bilhões de instruções por segundo?"

A resposta é simples.

Muito mais do que parece.

Todo profissional de infraestrutura costuma olhar para a tecnologia apenas pelo estado atual.

Mas compreender sua evolução muda completamente nossa perspectiva.

Quando entendemos de onde vieram conceitos como memória, unidade de controle, representação binária e processamento programável, passamos a enxergar o IBM Z não apenas como uma plataforma poderosa, mas como o resultado de quase um século de refinamento contínuo.

O Sysprog moderno administra uma das arquiteturas mais sofisticadas já construídas pela humanidade.

Mas essa arquitetura não surgiu pronta.

Ela foi construída, camada após camada, sobre ideias concebidas por engenheiros que trabalhavam com ferramentas manuais, desenhos em papel e uma dose quase infinita de perseverança.

Toda vez que um IPL inicializa corretamente.

Toda vez que um dump ajuda a encontrar um problema.

Toda vez que o WLM reorganiza prioridades.

Toda vez que um JOB termina com RC=0000.

Existe uma pequena homenagem silenciosa a todos aqueles pioneiros que ousaram imaginar máquinas capazes de executar instruções automaticamente.

E um desses pioneiros atendia pelo nome de Konrad Zuse.


No Próximo Café...

Na próxima parte desta série, vamos abrir a tampa do Z1.

Vamos desmontá-lo peça por peça para entender como funcionava sua CPU totalmente mecânica, sua memória de apenas 176 bytes, sua unidade aritmética, seu revolucionário sistema de ponto flutuante e como milhares de pequenas chapas metálicas conseguiam representar zeros e uns décadas antes do primeiro transistor.

Prepare o café.

O cheiro de naftalina está apenas começando.


☕ Um Café no Bellacosa Mainframe

Histórias com Cheiro de Naftalina

O Guia do Viajante do Tempo

Muito Antes do IBM Z Existia Outro “Z”

Viaje pelas origens da computação, conhecendo Konrad Zuse, Herman Hollerith, Tommy Flowers, John von Neumann, o Colossus, o EDVAC, o IBM System/360 e os pioneiros que construíram o caminho até o IBM Z.

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