quinta-feira, 11 de março de 2010

A vida de John Van Neumann


Neumann János Lajos (ou John von Neumann, depois de anglicanizar o seu nome) foi um matemático nascido em Budapeste, no império Austro-Húngaro, a vinte e oito de Dezembro de 1903, no seio de uma rica família judaica, filho de Kann Margit (Margaret Kann) e de Neumann Miksa (Max Neumann), um advogado que trabalhava num banco. Budapeste era uma capital intelectual em expansão, e diz-se que a cidade “Estava quase a produzir uma das suas mais brilhantes gerações de cientistas, escritores, artistas, músicos e úteis milionários expatriados a virem de uma pequena comunidade desde as cidades-estado da Renascença Italiana.”

O pequeno Jancsi (diminutivo para János) teve uma educação elitista e cedo se notou que era um prodígio:

“Aos seis anos, conseguia trocar piadas com o pai em grego clássico. A família Neumann por vezes entretinha os seus convidados com demonstrações da habilidade do Johnny para memorizar agendas telefónicas. Um convidado escolheria uma página e coluna aleatórias da agenda. O pequeno Johnny lia a coluna algumas vezes e devolvia a agenda ao convidado. Podia então responder a qualquer questão que lhe colocassem (quem era o número tal e tal?) ou recitar nomes, endereços e números por ordem.”

Conseguia dividir de cabeça algarismos de oito dígitos, aos oito anos tinha lido os quarenta e quatro volumes da História Universal e trivializado o cálculo e aos 12 tinha lido e entendido o livro Théorie des Fonctions, de Borel. A distinção de von (Margittai, em Húngaro) entra na família em 1913, quando o seu pai foi recompensado pelo seu serviço ao império Austro-Húngaro, tendo Neumann János mudado o seu nome para János von Neumann e posteriormente para o correspondente alemão Johann von Neumann.

Em 1911, com oito anos, entrou no Lutheran Gymnasium, uma das três melhores instituições de Budapeste na altura. Em 1921 os pais mandam-no para a Universidade de Berlim, para estudar engenharia química, e dois anos depois, vai para Zurique. Apesar de von Neumann ter pouco interesse em engenharia química, esta era uma carreira popular que garantia um bom nível de vida (ao qual von Neumann estava habituado), um pouco devido ao sucesso dos químicos alemães entre 1914 e 1918, pelo que o seu pai o encorajou a segui-la. Esteve assim dois anos em Berlim num programa de química, onde assiste também a um curso de física (que incluía física estatística), dado por Albert Einstein; posteriormente fez o exame para entrar no segundo ano de engenharia química no prestigiado Eidgennossische Technische Hochschule (ETH) em Zurique - no qual Einstein não tinha conseguido entrar numa primeira tentativa, em 1895, mas sim no ano seguinte.

Durante este tempo de estudo, von Neumann tinha traçado outro plano que estava mais de acordo com os seus interesses. Entre o fim dos seus estudos em Berlim e antes da ida para Zurique, entrou na Universidade de Budapeste como candidato para um doutoramento em matemática. A sua tese de doutoramento foi uma tentativa de axiomatizar a teoria dos conjuntos, desenvolvida por Georg Cantor, que era um assunto em voga na altura, já tendo sido estudado por vários professores, causando algumas dores de cabeça à maioria. Von Neumann fez assim o curso de engenharia química no ETH e, simultaneamente, o seu doutoramento em matemática em Budapeste, tendo obtido notas máximas mesmo em disciplinas às quais quase nunca assistia. Depois de acabar a sua tese, logo após obter a licenciatura pelo ETH, passou nos exames finais com distinção.

Por essa altura, conhece David Hilbert, um matemático que viria a ter grande influência no seu trabalho. G. Polya admitiu, a propósito da velocidade de raciocínio de von Neumann, que ele era “O único aluno de quem alguma vez teve medo. Se no decorrer de uma aula falasse de um problema por resolver, o mais provável era que ele viesse ter comigo no final, com a solução completa escrita em alguns rabiscos num bocado de papel.”

Em 1926 tornou-se então no mais novo Privatdozent na história da Universidade de Berlim, tendo aí leccionado até 1929, e depois em Hamburgo de 1929 a 1930, altura em que emigrou para os Estados Unidos da América com a sua mãe e irmãos. Por esta altura, von Neumann tinha atingido o estatuto de celebridade, como Poundstone constata em:

“Aos vinte e poucos anos, a fama de von Neumann tinha-se espalhado mundialmente na comunidade matemática. Em conferências académicas, ele ver-se-ia apontado como um jovem génio”.

Uma vez nos EUA, mudou Johann para John mas manteve o apelido aristocrático austríaco von Neumann, ao passo que os seus irmãos adoptaram os apelidos Vonneumann e Neumann (usando apenas o título de von para certas cerimónias). Também por essa altura se converte ao Catolicismo de modo a poder casar com Marriette Kövesi. Tinha uma memória prodigiosa, lembrando-se de tudo quanto tinha aprendido, sendo, por exemplo, um perito em história Bizantina, e sabendo detalhes do julgamento de Joana d’Arc ou de batalhas da guerra civil americana. Sobre a lista telefónica de Manhattan, disse uma vez que sabia todos os números de lá, mas que para poder dispensar a lista, só precisava de saber a que nome é que cada número correspondia. Era profundamente hedonista, gostava de comer e beber bem, levava um estilo de vida extravagante, promovendo grandes festas que terminavam muito tarde: “Festas e vida nocturna produziam um apelo especial para von Neumann. Enquanto ensinava na Alemanha, von Neumann tinha sido um habitué do circuito de vida noctura de Berlim na era do Cabaret."


Também não se inibia de contar piadas insensíveis nem de olhar persistentemente para as pernas de mulheres jovens, tendo as secretárias em Los Alamos chegado ao ponto de tapar os lados das suas mesas com cartolinas.

Ainda em 1930, von Neumann foi convidado para Princeton e em 1933 foi, juntamente com Albert Einstein, Kurt Gödel, J.W. Alexander, M. Morse, O. Veblen e H. Weyl, seleccionado para a primeira faculdade de matemática do Institute for Advanced Study, onde foi professor até à data da sua morte, tendo-se-lhes juntado outros notáveis cientistas e matemáticos como Enrico Fermi e Wigner.


Fuld Hall, sede do Instituto de Estudos Avançados de Princeton.Como Ulam constata, o ensino não era o seu ponto forte: “A sua linha de raciocínio fluida era difícil de seguir para aqueles menos dotados. Ele destacava-se por escrevinhar equações num pequeno espaço livre do quadro e por apagar expressões antes que os alunos as pudessem copiar." Apesar disto, era-lhe fácil explicar ideias complexas: “Para um homem para quem matemáticas complicadas não apresentavam dificuldade, ele podia explicar as suas conclusões aos não-iniciados com lucidez surpreendente. Depois de uma conversa com ele, uma pessoa tinha sempre a sensação que o problema era simples e transparente.”

Em 1937 divorciou-se de Marriette Kövesi, para, no ano seguinte, se casar com Klara Dan. Esta, sobre os seus hábitos de trabalho disse que “ele escrevia sempre em casa, durante a noite ou ao amanhecer. A sua capacidade de trabalho era praticamente ilimitada.” Segundo Halmos em, von Neumann era um trabalhador incansável, chegando cedo ao seu gabinete, saindo tarde e nunca perdendo tempo. Era também muito sistemático e meticuloso. Por exemplo, ao ler um manuscrito, ele anotaria na primeira página os números das páginas em que encontrara erros, e depois o número de erros de cada página. Ainda sobre o método de trabalho de von Neumann, Halmos salienta a coragem matemática: “…enquanto que alguns matemáticos, se na procura de um contra-exemplo encontrassem uma série infinita com muitas exponenciais de expoentes quadráticos, prefeririam recomeçar e procurar outro contra-exemplo, von Neumann diria “ah, sim… uma função teta…” e mergulharia nas contas. Não tinha medo de nada."

Em 1956 foi-lhe diagnosticado cancro ósseo ou pancreático, possivelmente contraído devido a exposição à radioactividade enquanto observava os testes da bomba atómica no Oceano Pacífico ou num trabalho posterior sobre armas nucleares em Los Alamos. O cancro evoluiu para o cérebro, impedindo qualquer actividade mental.

“Quando von Neumann percebeu que estava incuravelmente doente, a sua lógica forçou-o a perceber que ia cessar de existir, e por conseguinte, de ter pensamentos… Destroçava o coração ver a frustração da sua mente, quando toda a esperança se foi, na sua luta contra o destino que parecia ser inevitável mas inaceitável. O sentido de invulnerabilidade de von Neumann, ou simplesmente o desejo de viver, estava a debater-se contra factos inalteráveis. Ele parecia ter um grande medo da morte até ao fim… Nenhum sucesso e nenhuma quantidade de influência o podiam salvar agora, como sempre tinham feito no passado. Johnny von Neumann, que tinha sabido como viver intensamente, não sabia como morrer.

“… a sua mente, o amuleto no qual sempre tinha podido confiar, estava-se a tornar menos confiante. Então veio a quebra psicológica completa; pânico, gritos de terror incontrolável todas as noites. O seu amigo Edward Teller disse, “Acho que von Neumann sofreu mais quando a sua mente deixou de funcionar do que alguma vez vi um ser humano sofrer.”

Morreu sob segurança militar (uma maneira de impedir que revelasse quaisquer segredos militares enquanto estava fortemente medicado), a 8 de Fevereiro de 1957.

Jonh Von Neumann


John von Neumann, nascido Margittai Neumann János Lajos (Budapeste, 28 de dezembro de 1903 — Washington, D.C., 8 de fevereiro de 1957) foi um matemático húngaro de etnia judaica, naturalizado estadunidense.

Contribuiu na teoria dos conjuntos, análise funcional, teoria ergódica, mecânica quântica, ciência da computação, economia, teoria dos jogos, análise numérica, hidrodinâmica das explosões, estatística e muitas outras as áreas da Matemática. De fato é considerado um dos mais importantes matemáticos do século XX.[1]

Foi membro do Instituto de Estudos Avançados em Princeton, New Jersey, do qual também faziam parte Albert Einstein e Erwin Panofsky, quando emigraram para os Estados Unidos, além de Kurt Gödel, Robert Oppenheimer, George F. Kennan e Hermann Weyl.

Com Edward Teller e Stanislaw Ulam, von Neumann trabalhou em desenvolvimentos chave da Física Nuclear, relacionados com reações termonucleares e com a bomba de hidrogênio. Participou também do Projeto Manhattan, responsável pelo desenvolvimento das primeiras bombas atômicas.

Foi professor na Universidade de Princeton e um dos construtores do ENIAC. Entre os anos de 1946 e 1953, von Neumann integrou o grupo reunido sob o nome de Macy Conferences, contribuindo para a consolidação da teoria cibernética junto com outros cientistas renomados: Gregory Bateson, Heinz von Foerster, Kurt Lewin, Margaret Mead, Norbert Wiener, Paul Lazarsfeld, William Ross Ashby, Claude Shannon, Erik Erikson e Max Delbrück, entre outros. Von Neumann faleceu pouco depois, aos 53 anos, vítima de um tumor cerebral.

Memória Secundária (ou externa), BIOS, Memória RAM, Memoria ROM,Fluxos de Dados

Memória Secundária (ou externa): Suportes de armazenamento.
O conceito de memória secundária está associado aos suportes exteriores de informação. O disco, as disquetes, os CDs são suportes externos da informação.

BIOS
BIOS, iniciais de Basu«ic Input e Output System, é o conjunto de software inscrito na ROM, que tal como o seu nome indica concretiza e inicializa os proceimentos básicos de entrada e saida do sistema.

Memória RAM
RAM sigla de Random Acess Memory que significa Memória de acesso Aleatório é uma memoria que permite operações de leitura escrita e remoção da informação.

Memoria ROM
ROM (Read Only Memory) significa memória so de leitura.

Fluxos de Dados
Fluxos de dados são os que transportam a informação a ser "tratada".

WORD
Word: "Palavra" em inglês.


Uma palavra ou vocábulo é uma unidade da linguagem falada ou escrita. As palavras podem ser combinadas para criar frases. O termo palavra deriva originalmente do grego parabolé, tomada emprestada pelo latim, que gerou parabola.



Conceito em inglês:

A word is the smallest free form (an item that may be uttered in isolation with semantic or pragmatic content) in a language, in contrast to a morpheme which is the smallest unit of meaning. A word may consist of only one morpheme (e.g. Cat) but a single morpheme may not be able to exist as a free form (e.g. the English plural morpheme .

Discos

Discos - São suportes magnéticos ou ópticos, com forma de um disco como o seu nome indica e que pode ter várias configurações fisicas.

A placa principal (motherboard)

A placa principal (motherboard) - Designa-se da placa suporte, onde se encaixam a articulam todas as componentes fundamentais de um computador.

Portas

Portas Série são dispositivos conectores de cabos para ligação ao exterior do sistema que recebe e envia os bits de cada byte a comunicar, em série isto é forma ordenada numa fila.

A porta pararelo (isto porque normalmente existe só uma) é um conector de cabos com 25 ortificios ( e não pinos) existente noscomputadores, que se destina fundamental á ligação com impressoras e que recebe por isso mesmo o nome genérico de LPT e usualmente LPT1.

As portas USB acrónimo de universal Serial Bus, são de muito simples utiização e permitem uma taxa de comunicação muito mais alta.

Slot é o termo que se refere a ranhuras mais ou menos compridas, de bordos grossos, que funcionam como tomadas de ligação para placas contendo circuitos integrados com funções especificas e que existem na motherboard.

O Ecrã, Monitor ,Teclado e Periféricos

o ecrâ - Parte do monitor onde se apresenta a informação, quer projectada quer construída.

O Monitor - È um periférico de saída.

Teclado - È um periférico ou dispositivo de entrada de informação constituido por um conjunto de 101 a 102 teclas com diferentes disposições de letras em função da linguagem do país de utilização.

Periféricos - Periféricos de entrada, de saida e mistos.
São considerados periféricos fundamentais o monitor e o teclado, pois são exactamente os permitem a comunicação entre utilizador e o sistema.

Placa Gráfica

Circuito com processador próprio, que controla as propriedades da imagem no monitor , que encaixa tambem na motherboard.

Impressoras

De Impacto
Sem Impacto - Jacto de Tinta, Laser

Caracteristicas das Impressoras
Velocidade
Resolução

Velocidade da Impressora - caracteriza a rapoidez com que a impressora produz documentos.

Resolução - caracteriza a qualidade da impressora e dá-nos a "densidade" de pontos que caracterizam a imagem.


Periféricos de Saída
Designa-se como periféricos de saida todos os componentes de equipamentos que permitem a saida dos dados depois de devidamente processados, de forma a que ser utilizados pelo sujeito.

Peroféricos de Entrada
Designa-se genéricamente como periféricos de entrada todos os componentes de equipamento que permitem a entrada de dados para o sistema.

RATO
JOYSTICK
SCANNER
CÂMARA

SOFTWARE - Os programas informáticos

O termo software designa de uma forma geral tudo quanto diz respeito á programação.

Software é o conjunto de programas existentes num sistema ou possiveis de serem utilizados por ele que o suportam que o fazem funcionar e que permitem responder ás necessidades do utilizador.

Chama-se software de base áquele que no seu conjunto faz controlo do sistema operativo e do seu funcionamento.

Tradutores

São componentes de software capazes de transformar um programa escrito numa determinada linguagem.


Sistema Operativo
Um sistema Operativo é um conjunto de programas que faz a gestão dos recursos e operações de base de um sistema computador.
Tarefas responsabilizadas por estes programas:

Gestão global de tarefas do sistema (encadeamentos e prioridades)
Gestão das operações de entrada saida
Criação e manutenção de ficheiros
Diagnóstico e correcção de erros
controlos de segurança

SOFTWARE de APOIO

Chama-se software de apoio ao conjunto de programas que tem por função apoiar a exploração
ao do sistema.

Bibliotecas

Não são mais do que conjutos de programas colocados á disposição do utilizador como recurso para utilizador como refcurso para realização de tarefas complementares associadas como cálculo por exemplo.

SGBD ou DBMS

Conjunto de registos de informação exaustivo e não redundante, organizado de modo a servir as aplicações de software e que faz a sua própria gestão.

software de aplicação

Chama-se software de aplicação áquele que no seu conjunto permite ao utilizador realizar tarefas de utilidade apliacadas a actividade que são exteriores ao funcionamento do sistema.

Aplicações

Aplicações - padrão ou standard são aplicações de caracteristicas universais que necessitam, como requisitos para a sua instalação de condições iguais em qualquer computador. São as que normalmente temos nos nossos computadores e utilizamos diariamente.

Aplicações de Gestão são todas as que decorrem dos modelos de gestão empresarial que se implamtam numa dada empresa e que englobam todas as possiveis várias desde o marketing ás gestão de Stocks, desde a contabilidade á gestão financeira.

Aplicações Industriais são as que estão ligadas ao controlo de qualidade e do controlo de produção.

quarta-feira, 10 de março de 2010

A CPU - Unidade Central de Processamento



A CPU é constituida por três partes:

A Unidade de Controle, tal como o seu nome indica, controla o fluxo de informação quer entre os blocos no interior da CPU, quer para dentro e para fora da CPU.
dIGAMOS QUE É UMA ESPÉCIE DE "CONTROLADOR DE TRÁFEGO" da informação no interior do sistema.

A ALU (ULA - Unidade Lógica e Artimética) é a componente da CPU que agrupa todo o conjunto de circuitos responsáveis pelas operações ariteméticas e lógicas necessárias à execução dos programas.

A Memória Interna, Central ou Primária é um "espaço" destinado a guardar a informação. Constituiu um espaço físico onde a informação está guardada de duas maneiras distintas: de forma permanente e não permanente.

Estrutura de Von Neumann


É um modelo organizativo dos componentes de um sistema computador que nos permite perceber e estudar a articulação entre eles e o seu funcionamento.




Observando o esquema com atenção, nota-se a existência de periféricos de entrada, periféricos de saída, memórias (nomeadamente a exterior) e a CPU da qual fazem parte uma memória primária, constituida pela ROM,RAM e Cache, uma Unidade Lógica e Aritemética e uma Unidade Controlo.

Estrutura Geral de um Computador

UCP - Unidade central de Processamento (normalidade disgnada por CPU, o acrónimo de Central Process Unit).
UP
- Unidades periféricas.

Bit e Byte

Para entendermos o funcionamento de um "sistema computador", temos de saber que o fluxo de informação no seu interior se faz através de sinais digitais, que podem assumir apenas aquilo que designamos por dois estados (sim/não ou V/F ou mais simplesmente, em termos numéricos 0/1).
A informação que circula no interior de um computador é feita através de uma linguagem que se diz "binária", por ser constituida apenas por dois tipos de sinais diferentes.


Diz-se que um conjunto de oito bits é um bit.

Binary digit------>Bit
Binary Term------->Byte

Na Educação

Como no processo de aprendizagem em que não é possivel, pela sua própria natureza, realizar complexos modelos experimentais (nos átomos e nas moléculas por exemplo) è importante que se possam realizar simulações tão próximas na realidade quanto possivel.

As TIC funcionam na educação como ferramentas de:

SIMULAÇÃO
PESQUISA
TREINO
REGISTOS DE DADOS
CONTROLO EXPERIMENTAL
ETC.


Uma das àreasque procura ligar o pensamento com as TIC é a INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL, que podemos definir como:


Ramo das ciências da computação que tem como objectivo o desenho de sistemas computador que funcionam em termos de operação como o cérebro humano. O cerne deste funcionamento é a capacidade de aprendizagem. O termo foi inventado em 1956 por John McCarthy no Massachusetts Institute of Technology (MIT).

O conjunto de componentes da Inteligência Artificial incluem vários vertentes das quais se pode salientar:

->Jogos
->Sistemas periciais
->Linguagem natural
->Redes neuronais
->Robótica

Aplicações das TIC: Burótica, Domótica e Biometria

Burótica é o ramo das Tecnologias da informática e comunição que se, ocupa do funcionamento de um escritório, em todas as suas vertentes e em todas as suas capacidades.

A Domótica, é o ramo das tecnologias da informação e comunicação que se ocupa da casa.

A Biometria, (que não é a biotecnologia) é a ciência de medir características físicas, ou então comportamentos originais de forma digital, de casa ser humano para identificar.



Nas Comunicações


Telemática (Teleinformatica) é a aliança das telecomunicações com informática que visa produzir serviços que potenciem cada uma das componentes em função da outra.
Designação genérica do estudo das soluções que envolvem conjuntamenteos modelos informáticos e os das telecomunicações. Associa portanto o tratamento da informação á sua divulgação, através de procedimentos de comunicação à distância.