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Programas A década de 1970 cartões perfurados contendo uma linha de um programa FORTRAN. A carta diz: "Z (1) = Y + W (1)" e é rotulado de "PROJ039" para fins de identificação.
Em termos práticos, um programa de computador pode ser executado a partir de apenas algumas instruções para muitos milhões de instruções, como em um programa para um processador de texto ou um navegador da web. Um computador moderno típico pode executar milhões de instruções por gigahertz (GHz ou segundo) e raramente comete um erro ao longo de muitos anos de operação. Grandes programas de computador que consiste de vários milhões de instruções pode levar as equipes de programadores anos para escrever, e devido à complexidade da tarefa quase certamente conter erros.
Erros em programas de computador são chamados de "bugs". Bugs podem ser benignos e não afetam a utilidade do programa, ou têm apenas efeitos sutis. Mas em alguns casos eles podem causar o programa para "travar" tornar-se insensível à entrada, como cliques do mouse ou as teclas digitadas, ou completamente falhar ou "crash". Caso contrário bugs benigna pode, por vezes podem ser aproveitadas para a intenção maliciosa por um usuário sem escrúpulos escrever uma "proeza" código projetado para aproveitar de um erro e perturbar a boa execução de um programa. Erros são normalmente não é culpa do computador. Desde que os computadores apenas executar as instruções que são dadas, os erros são quase sempre o resultado de erro do programador ou um descuido fez na concepção do programa [18].
Na maioria dos computadores, instruções individuais são armazenadas como código de máquina, com cada instrução a ser dada um número único (o seu código de operação ou opcode para o short). O comando para somar dois números teria um código de operação, o comando para multiplicá-las teria um opcode diferentes e assim por diante. Os computadores mais simples são capazes de realizar quaisquer de um punhado de instruções diferentes, os computadores mais complexos têm várias centenas por onde escolher, cada um com um código numérico único. Como a memória do computador é capaz de armazenar números, ele também pode armazenar os códigos de instrução. Isto leva ao fato de que importantes programas inteiros (que são apenas listas de instruções) podem ser representados como listas de números e pode-se ser manipulado dentro do computador os dados tal como se fossem numéricos. O conceito fundamental de armazenar programas na memória do computador juntamente com os dados que eles operam é o cerne da von Neumann, ou armazenadas programa, arquitetura. Em alguns casos, um computador pode armazenar a totalidade ou parte de seu programa na memória que é mantida separada dos dados que opera. Isso é chamado de arquitetura de Harvard, após o Harvard Mark I computador. Os computadores modernos von Neumann mostrar alguns traços da arquitetura de Harvard, em seus projetos, como em caches de CPU.
Embora seja possível escrever programas de computador como uma longa lista de números (linguagem de máquina) e esta técnica foi usada com muitos computadores antigos [19], que é extremamente entediante para fazê-lo em prática, especialmente para programas complicados. Em vez disso, cada instrução básica pode ser dado um nome curto que é indicativo da sua função e fácil de lembrar, como um mnemônico ADD, SUB, MULT ou saltar. Estes mnemônicos são conhecidas coletivamente como uma linguagem de montagem do computador. Convertendo programas escritos em linguagem de montagem em algo que o computador pode realmente entender (linguagem de máquina) é feito geralmente por um programa de computador chamado de assembler. Máquina de línguas e as línguas de montagem que os representam (em conjunto denominadas linguagens de programação de baixo nível) tendem a ser exclusivo para um determinado tipo de computador. Por exemplo, um computador de arquitetura ARM (como pode ser encontrado em um PDA ou um videogame de mão) não podem entender a linguagem de máquina de um processador Intel Pentium ou AMD Athlon 64 computador que pode estar em um PC [20].
Embora consideravelmente mais fácil do que em linguagem de máquina, escrever programas em linguagem assembly tempo muitas vezes é difícil e propenso a erros. Portanto, os programas mais complicados são escritos no mais alto nível abstrato linguagens de programação que são capazes de expressar as necessidades do programador mais conveniente (e, assim, ajudar a reduzir o erro de programação). Linguagens de alto nível são geralmente "compilado" em linguagem de máquina (ou às vezes em linguagem de montagem e, em seguida, em linguagem de máquina), utilizando um outro programa de computador chamado compilador. [21] Desde linguagens de alto nível são mais abstrato do que língua de conjunto, é possível usar compiladores diferentes para traduzir o programa mesma linguagem de alto nível para a linguagem de máquina de muitos tipos diferentes de computador. Isso faz parte dos meios pelos quais o software como jogos de vídeo podem ser disponibilizados para diferentes arquiteturas de computador, tais como computadores pessoais e vários consoles de videogame.
A tarefa de desenvolver grandes sistemas de software apresenta um desafio intelectual significativa. Produção de software com uma alta confiabilidade aceitável dentro de um cronograma e um orçamento previsíveis historicamente tem sido difícil, a disciplina acadêmica e profissional de engenharia de software concentra-se especificamente a este desafio. Exemplo Um semáforo vermelho mostrando
Suponha que um computador está sendo utilizado para operar um semáforo em um cruzamento entre duas ruas. O computador tem a seguinte três instruções básicas.

   1. ON (StreetName, Color) acende a luz StreetName com uma cor especificada.
   2. OFF (StreetName, Color) acende a luz StreetName com uma cor especificada fora.
   3. WAIT (Segundos) espera um número Specifed de segundos.
   4. START Inicia o programa
   5. Informa o computador REPEAT para repetir uma determinada parte do programa em um loop.
Comentários estão marcadas com um / / na margem esquerda. Comentários em um programa de computador não afetam o funcionamento do programa. Eles não são avaliados pelo computador. Assuma a streetnames são Broadway e principal.

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Arquitetura de programa armazenado Ver artigo principal: Programa de computador e programação de computadores
A característica definidora de computadores modernos que os distingue de todas as outras máquinas é que elas podem ser programadas. Isso quer dizer que uma lista de instruções (o programa) pode ser dada para o computador e vai guardá-las e realizá-los em algum momento no futuro.
Na maioria dos casos, as instruções de computador são simples: acrescentar um número a outro, passar alguns dados de um local para outro, enviar uma mensagem a algum dispositivo externo, etc Estas instruções são lidas da memória do computador e geralmente são realizadas (executado) na ordem em que foram dadas. Instruções Entretanto, há geralmente especializado para dizer ao computador para saltar para a frente ou para trás, para algum outro lugar no programa e para continuar executando a partir daí. Estes são chamados de "pular" as instruções (ou ramos). Além disso, instruções de salto pode ser feita a acontecer sob certas condições para que diferentes seqüências de instruções podem ser utilizadas, dependendo do resultado de algum cálculo anterior ou algum evento externo. Muitos computadores diretamente rotinas de apoio, fornecendo um tipo de salto que se "lembra" o local em que saltou de instrução e outro para voltar para a instrução seguinte à instrução de salto.
A execução do programa pode ser comparado ao ler um livro. Quando uma pessoa normalmente ler cada palavra e linha em sequência, podem, às vezes, voltar para um lugar anteriormente no texto ou pular as seções que não são de interesse. Da mesma forma, um computador pode, por vezes, voltar atrás e repetir as instruções em alguma parte do programa de uma e outra vez até que alguma condição interna é satisfeita. Isso é chamado de fluxo de controle dentro do programa e é o que permite ao computador executar tarefas repetidas sem intervenção humana.
Comparativamente, uma pessoa usando uma calculadora de bolso pode executar uma operação aritmética básica como a adição de dois números com apenas alguns cliques. Mas a somar todos os números de 1 a 1.000 levaria milhares de prensas de botão e um monte de tempo com uma quase certeza de cometer um erro. Por outro lado, um computador pode ser programado para fazer isso com apenas algumas instruções simples. Por exemplo:
MOV # 0, soma; montante definido para 0 mov # 1, num; num conjunto de 1 Loop: add num, soma; adicionar num montante de Adicionar # 1, num; adicionar 1 a num num CMP, # 1000; comparar num para 1000 loop ble; se num <= 1000, voltar a 'loop' halt; final do programa. parar de correr
Uma vez disse para executar este programa, o computador irá executar a tarefa adição repetida sem intervenção humana. Será quase nunca cometer um erro e um PC moderno pode concluir a tarefa em cerca de um milionésimo de um segundo [16].
No entanto, os computadores não podem "pensar" por si mesmos, no sentido de que eles só resolver os problemas exatamente da forma como eles são programados. Um homem inteligente diante da tarefa acima disso logo pôde perceber que na verdade, em vez de somar todos os números de um pode simplesmente usar a equação

    1 +2 +3 +...+ n = ((n (n +1)) \ over 2)
e chegar à resposta correta (500.500) com pouco trabalho. [17] Em outras palavras, um computador programado para somar os números um por um, como no exemplo acima seria fazer exatamente isso sem levar em conta a eficiência ou soluções alternativas. Programas

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Uma sucessão de dispositivos de computação cada vez mais poderosa e flexível foram construídos na década de 1930 e 1940, gradualmente, acrescentando as principais características que são vistos em computadores modernos. A utilização de eletrônica digital (em grande parte inventado por Claude Shannon em 1937) e mais flexível de programação foram medidas de importância vital, mas para definir um ponto ao longo desta estrada como "o primeiro computador digital eletrônico" é difficult.Shannon 1940 realizações notáveis incluem: EDSAC foi um dos primeiros computadores para implementar o programa armazenado (von Neumann) arquitetura. Die 80486DX2 de um microprocessador Intel (tamanho real: 12 × 6,75 milímetros), em sua embalagem.

    Eletromecânica * Konrad Zuse "máquinas Z". O Z3 (1941) foi a primeira máquina de trabalho com aritmética binária, incluindo a aritmética de ponto flutuante e um acto de programação. Em 1998, o Z3 foi provado ser Turing completa, sendo, portanto, o primeiro computador do mundo operacional [13].
    * A não-programáveis Atanasoff-Berry Computer (1941) que utilizou tubo de vácuo com base de cálculo, números binários e memória capacitor regenerativa. O uso de memória regenerativa permitiu que ele fosse muito mais compacto, em seguida, seus pares (sendo aproximadamente o tamanho de uma grande mesa ou bancada), uma vez que os resultados intermediários podem ser armazenados e então alimentado de volta para o mesmo conjunto de elementos de computação.
    * O segredo computadores britânico Colossus (1943) [14], que tinha programação limitada, mas demonstrou que um dispositivo com milhares de tubos poderiam ser razoavelmente confiável e eletronicamente reprogramável. Foi utilizado para quebrar os códigos de guerra alemão.
    * O Harvard Mark I (1944), um computador de grande escala eletromecânica com programação limitada.
    * O Exército E.U.'s Ballistic Research Laboratory ENIAC (1946), que utilizava aritmética decimal e às vezes é chamado o primeiro computador de uso geral electrónicos (desde Z3 Konrad Zuse de 1941 eletroímãs utilizados em vez de eletrônica). Inicialmente, no entanto, o ENIAC tinha uma arquitetura rígida que essencialmente necessária religação de mudar sua programação.
Vários desenvolvedores da empresa, reconhecendo suas falhas, surgiu com um design muito mais flexível e elegante, que veio a ser conhecida como a "arquitetura armazenada do programa" ou arquitetura de von Neumann. Este projeto foi inicialmente descrita formalmente por John von Neumann, no Livro Primeiro esboço de um relatório sobre o EDVAC, distribuídos em 1945. Um número de projectos a desenvolver computadores baseados na arquitetura do programa armazenado começou por volta dessa época, a primeira delas a ser concluída na Grã-Bretanha. O primeiro a ser demonstrada de trabalho foi o Manchester-Small Scale Experimental Machine (ssem ou "Baby"), o EDSAC tempo, completou um ano ssem depois, foi a primeira aplicação prática do projeto de programa armazenado. Pouco tempo depois, a máquina de papel, originalmente descrito por von Neumann-EDVAC foi concluído, mas não vi completo o uso do tempo por mais dois anos.
Quase todos os computadores modernos, de alguma forma de implementar a arquitetura de programa armazenado, tornando-se o traço único, que a palavra "computador" está definida. Enquanto as tecnologias utilizadas nos computadores tem mudado dramaticamente desde os primeiros eletrônicos, computadores de uso geral da década de 1940, a maioria ainda utilizam a arquitetura de von Neumann.
Computadores usando tubos de vácuo como elementos eletrônicos foram utilizados em toda a década de 1950, mas em 1960 tinha sido suplantada pelo transistor baseado em máquinas, que eram menores, mais rápido, mais barato de produzir, necessitou de menos poder, e eram mais confiáveis. O primeiro computador transistorizados foi demonstrado na Universidade de Manchester, em 1953. [15] Na década de 1970, a tecnologia de circuito integrado e subsequente criação de microprocessadores, como o Intel 4004, diminuiu ainda mais o tamanho eo custo e aumentou ainda mais velocidade e confiabilidade de computadores . Até o final dos anos 1970, muitos produtos, tais como gravadores de vídeo dedicada contidas computadores chamados microcontroladores, e eles começaram a aparecer como um substituto para controles mecânicos de aparelhos domésticos, como máquinas de lavar. A década de 1980 testemunhou computadores em casa e no computador agora onipresente pessoal. Com a evolução da Internet, os computadores pessoais estão se tornando tão comum como a televisão eo telefone na casa [carece de fontes?].
Smartphones modernos são totalmente computadores programáveis, por direito próprio e, a partir de 2009 pode muito bem ser a forma mais comum de computadores, como na existência [carece de fontes?]. Arquitetura de programa armazenado

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Ver artigo principal: História da informática O tear Jacquard, em exposição no Museu da Ciência e Indústria em Manchester, Inglaterra, foi um dos primeiros dispositivos programáveis.
O primeiro uso da palavra "computador" foi gravado em 1613, referindo-se a uma pessoa que realizou os cálculos, ou cálculos, ea palavra continuou a ser usado, nesse sentido, até meados do século 20. A partir do final do século 19 em diante, porém, a palavra começou a ter seu significado mais familiar, descrevendo uma máquina que realiza cálculos [3].
A história do computador moderno começa com duas tecnologias separadas cálculo automatizado e programação, mas nenhum dispositivo pode ser identificado como o mais antigo computador, em parte devido à aplicação inconsistente do termo. Exemplos dos primeiros dispositivos mecânicos de cálculo incluem o ábaco, a régua de cálculo e, possivelmente, o astrolábio eo mecanismo de Antikythera (que data de cerca de 150-100 aC). Hero de Alexandria (c. 10-70 dC) construiu um teatro mecânico que efectuou um jogo com duração de 10 minutos e foi operado por um complexo sistema de cordas e bateria que pode ser considerado como um meio de decidir quais as partes do mecanismo executada que ações e quando. [4] Esta é a essência da programação.
O relógio "castelo", um relógio astronômico inventado por Al-Jazari em 1206, é considerado o mais antigo computador programável analógico. [5] É exibido o Zodíaco, as órbitas solar e lunar, uma lua crescente ponteiro em forma de viajar através de um Gateway causando portas automáticas para abrir todas as horas, [6] [7] e cinco músicos robótico que tocava música quando é atingido por alavancas operados por um eixo ligado a uma roda d'água. A duração do dia e da noite poderia ser re-programado para compensar os comprimentos de mudança de dia e noite durante todo o ano [5].
A Renascença viu um revigoramento da matemática e da engenharia européias. Dispositivo Wilhelm Schickard 1623 foi o primeiro de uma série de calculadoras mecânicas construídas por engenheiros europeus, mas nenhum deles se encaixam na definição de um computador moderno, porque não podiam ser programadas.
Em 1801, Joseph Marie Jacquard fez uma melhoria para o tear têxtil através da introdução de uma série de cartões de papel perfurado como um modelo que permitiu que seu tear para tecer intrincados padrões automaticamente. O resultado tear Jacquard foi um passo importante no desenvolvimento de computadores porque o uso de cartões perfurados para definir padrões de tecido pode ser visto como um começo, embora limitada, sob forma de programação.
Foi a fusão de cálculo automático, com programação que produziu os primeiros computadores reconhecível. Em 1837, Charles Babbage foi o primeiro a conceitualizar e desenhar um computador mecânico totalmente programável, sua máquina analítica [8]. Finanças Limited ea incapacidade de Babbage para resistir a mexer com o projeto fez com que o dispositivo nunca foi concluído.
No final dos anos 1880, Herman Hollerith inventou a gravação de dados em uma máquina de suporte de leitura. Antes da utilização de suportes legíveis por máquina, sobretudo, fora de controle, não de dados. "Depois de alguns ensaios iniciais com fita de papel, ele se estabeleceu em cartões perfurados ..."[ 9] Para processar esses cartões perfurados ele inventou a tabulação, e as máquinas de perfurar. Estes três invenções foram a base da moderna indústria de processamento de informações. Em grande escala tratamento automatizado de dados de cartões perfurados foi realizada para o Censo 1890 Estados Unidos pela empresa de Hollerith, que mais tarde se tornou o núcleo da IBM. Até o final do século 19 uma série de tecnologias que viriam a revelar-se útil na realização de práticas computadores começaram a aparecer: o cartão perfurado álgebra, Boolean, o tubo de vácuo (válvula termiônica) eo telex.
Durante a primeira metade do século 20, muitas necessidades de computação científica foram recebidos por cada vez mais sofisticados computadores analógicos, que utilizou um modelo direto mecânica ou elétrica do problema como uma base para o cálculo. Contudo, estas não eram programáveis e geralmente não tinha a versatilidade e precisão dos modernos computadores digitais.
Alan Turing é amplamente considerado o pai da ciência da computação moderna. Em 1936, Turing apresentou uma formalização influente do conceito do algoritmo de cálculo e com a máquina de Turing. De seu papel no computador moderno, a revista Time na nomeação de Turing uma das 100 pessoas mais influentes do século 20, afirma: "A verdade é que bate todos os que em um teclado, abrir uma planilha ou um programa de processamento, é trabalhando em uma encarnação de uma máquina de Turing "[10].
O inventor do programa controlado por computador foi Konrad Zuse, que construiu o primeiro computador a trabalhar em 1941 e mais tarde em 1955 o primeiro computador baseado em armazenamento magnético [11].
George Stibitz é reconhecido internacionalmente como um pai do moderno computador digital. Enquanto trabalhava na Bell Labs, em novembro de 1937, Stibitz inventou e construiu um relé baseado em guias ele apelidado de "Model K" (de "mesa de cozinha", em que tinha montado ele), que foi o primeiro a usar circuitos binários para executar uma operação aritmética. Mais tarde modelos acrescentado maior sofisticação, incluindo aritmética complexa e programação [12].

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Um computador é uma máquina que manipula dados de acordo com um conjunto de instruções.
Embora exemplos mecânica de computadores ter existido por parte da história humana registada, os primeiros computadores eletrônicos foram desenvolvidos em meados do século 20 (1940-1945). Estes eram do tamanho de uma sala grande, consomem tanta energia como várias centenas de modernos computadores pessoais (PCs) [1]. Computadores modernos baseados em circuitos integrados são milhões de bilhões de vezes mais capazes do que as máquinas cedo, e ocupar uma fração do o espaço [2]. computadores simples são pequenos o suficiente para caber em um relógio de pulso, e pode ser alimentado por uma bateria de relógio. Os computadores pessoais nas suas diversas formas são ícones da Era da Informação, sendo que a maioria das pessoas pensa como "computadores". Os computadores encaixados encontrados em muitos dispositivos de leitores de MP3 e aviões de combate e de brinquedos para robôs industriais são, porém, os mais numerosos.
A capacidade de armazenar e executar instruções listas dos chamados programas de computadores torna extremamente versátil, distinguindo-os de calculadoras. A tese de Church-Turing é uma afirmação matemática desta versatilidade: qualquer computador com uma capacidade mínima é, em princípio, capaz de desempenhar as mesmas tarefas que qualquer outro computador pode executar. Portanto os computadores que vão desde um netbook de um supercomputador são capazes de executar as mesmas tarefas computacionais, dado tempo suficiente e capacidade de armazenamento.