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CTG - EEP
INTRODUÇÃO À ENGENHARIA
Prof. Hélio Magalhães de OliveiraTKS prof Gilson Silva Jr, coordenador Eletrônica
17/07/2013 1
Assunto: ENGENHARIA
O primeiro estabelecimento dedicado ao ensino de Engenharia (engeigneur) foi a
Ecole Nationale de Ponts et Chaussées.
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Brasil•Escola Politécnica do RJ, 1875•Escola de Minas de Ouro Preto, 1876•Escola Politécnica da USP, 1894•Escola de Engenharia de Pernambuco, 1895
Lei estadual n.84 de 3/07/1895
engin « machine de guerre »
Paris, arrêt du Roi du 14 février 1747
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Dica: cada vez que aparecer um nome próprio, tenha curiosidade; Leia um pouco mais sobre o cientista/personagem. (link) – estágio ou contrato...
Ciência se constrói com pessoas!
Aristóteles, Arquimedes, Ampère, Gauss, Descartes, Fermat, Newton, Galileu, Maxwell, Tesla, ... E atualmente?
INVARIAVELMENTE, procure:
• Quem é o interlocutor (e.g. palestrante, professor)?• Qual a instituição e área de atuação?• Informações de redes e CV• Como é o curso equivalente em outras IES?
http://www2.ee.ufpe.br/codec/deOliveira.html
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Que falta faz um Engenheiro...
SEM ENGENHEIRO
http://www.greatachievements.org/
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Millau Viaduc 2005
20.000 veículos/dia
COM ENGENHEIRO
EVOLUÇÃO (um ponto de vista...)fixando-se em Eletrônica
Eletrônica - Telecomunicação >1900
Computação - Telemática >1950
Automatas – Sistemas inteligentes >2000.
CivilMecânicaElétrica
Desafio maior nos cursos de Engenharia: Motivação.6
O desenvolvimento da tecnologia da informação no período
pós Segunda Guerra Mundial através de combinação de
(micro, nano...)eletrônica, computadores e telecomunicações.
As atividades e ocupações de engenheiros eletrônicos/
computação/mecatrônica/automação-robótica são extremamente
diversificadas... TODAS COM MESMA BASE.
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Quando pesquisamos um problema …
• Observamos … comportamento & resposta• Medimos …usando números• Descrevemos … usando números• Comparamos … usando números• Relacionamos … usando números• Predizemos … usando números
COMPUTAR! Mas, lembremos R. Hamming: The purpose of computing is insight, not numbers.
When you cannot measure, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind. Kelvin, 1883
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TecnofobiaResistência e desconfiança ao novo apego ao “testado e
aprovado” O fogo 1M a.c. Algarismos arábicos 1202 L. Fibonacci Benefícios da autopsia e dissecação 1564 A.
Versalius Trens e automóveis 1800/1885• Teoria da evolução/seleção natural 1859 C. Darwin Luz elétrica 1881 T. Edison Aeroplano (cavalo do cão) 1906 S. Dumont Energia nuclear 1938 Otto Hahn• Transplante de órgãos 1954,1967,1990 J. Murray• Inseminação artificial 1978 R. Edwards• Manipulação genética (transgênicos, clonagem...) 1981,1997 Controle por satélite/GPS 1980 Autômatos: na direção de andróides 2000 Honda
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INTERNET: url "Estamos vivendo em tempos exponenciais."
“entrada” de milhões de novos cérebros contribuintes
para “AVANÇAR A CIÊNCIA”.
Proporção sem precedentes na história da humanidade:The digital revolution is far more significant than
the invention of writing or even of printing. D. Engelbart
Capacidade de avanços incrementada exponencialmente
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Principais tendências da nova era: População
A tendência social mais óbvia e bem conhecida é a curva de população.
curva J => explosão populacional 11
• Projeções estimam 100 bilhões de objetos identificáveis conectados à Internet até 2020.
Segurança Cibernética: ameaças, ataques, e danos
A visualização de massas de dados :
• Computação móvel em nuvem atender à Engenharia
• Censura e Controle na Internet (CUIDADO!)
• Técnicas 3D de Imagem e Aplicações Multimédia
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Perdão, Aaron SwartzTAMBÉM SOU PRÓ INTERNET LIVRE!
Ilustrador: Indio San
http://www.guardian.co.uk/commentisfree/2013/jan/12/aaron-swartz-heroism-suicide1
http://revistaforum.com.br/blog/2013/01/aaron-swartz-guerrilheiro-da-internet-livre/
http://revistaepoca.globo.com/Sociedade/eliane-brum/noticia/2013/01/perdao-aaron-swartz.html
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Minha opinião favorável à:
• Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page• creative commons http://creativecommons.org/• open library http://openlibrary.org/• Tradutores on line http://translate.google.com.br/ etc.• TTS http://www2.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php • TED talks http://www.ted.com/ • Veduca- http://veduca.com.br/ aulas acesso livre do MIT, Harvard, Yale, ...
Você não lê jornais? Acredita em tudo que dizem? Leia. Dê um desconto e use o que julga “aproveitável”...
Saúde e Riqueza
O rápido crescimento e evolução da população tem sido
acompanhado por uma melhoria constante, geralmente em
condições econômicas e de saúde, com melhoria acelerada nos
últimos 100 anos.
• (Hans Roseling) gapminder.org VIDE TED
• (Peter Diamandis): Abundância é nosso futuro TED
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A tendência: dobrar a capacidade nos computadores
Natureza da evolução rápida: Lei de Moore.
Ela tem se mantido fiel desde a década de 1950.previsões de Kurzweil.
Computadores quânticos: Nível atômico para resolver problemas atualmente insolúveis.
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A tendência de ritmo rápido em Mudança Cultural
Alvin Toffler observa (1970) que a mudança cultural
na era da informação estava ocorrendo mais
rapidamente do que em épocas anteriores.
Mudança rápida suficiente produz choque cultural,
=> Lei de Toffler.
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Lee de Forest, 1906
Triodo (pai da eletrônica)
1926 trilha sonora em filmes
Nasce a Eletrônica!
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Eniac
18.000 Válvulas 70.000 resistores 10.000 capacitores 6.000 chaves 30 m 3 m 1 m
MTBF # 1h
140 kW consumo100 kHz relógio 5.000 adições por segundo500 multiplicações por segundo
1946: ENIAC
ENIAC & MARK 1
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Conheci!
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Transistor
Invenção 1947 / Patente 1948Produção comercial 1954Prêmio Nobel em 1956
Bardeen, Schockley, Brattain
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Armazenagem
1951 Disco duro IBM 195* Memórias toroidais
5 Mbytes50 discos60 cm
Claude Elwood Shannon, 1948 - Teoria da Informação
Eletrônica DigitalComunicação Digital
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Circuitos Integrados
1958 : Primeiro CI (Texas / Kilby) Fim 1958 / 5 componentes / Nobel
1959 : Transistor planar 1960 : primeiro verdadeiro circuito integrado por Noyce1961 : Fabricação em escala (10 +caros que discretos)
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processador
– 1970 : DRAM 1Kbit (1103 d’INTEL)
– 1971 : Processador 4004 INTEL : 15/11/1971(2250 Transistores 108 kHz, 4 bits)1969 Ted Hoff
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Evolução dos Processadores
PCB 4004
Pentium III EON
100 kHz 3,0 GHz
PentiumIV : 42.106 TMOS(0,18m)
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Evolução : PLD/FPGA
1983 : DLP PAL22V10
Dispositivos Lógicos ProgramáveisField Programmable Gate Array
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Evolução da Programação
1950 : Invenção do assembler1951 : Invenção do primeiro compilador1957 : criação da 1a linguagem universal, FORTRAN John Backus1958 : LISP (LISt Processing)1960 : publicação do COBOL fazendo sumir o ALGOL. 1964 : BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code)1964 : IBM cria a PL/I (Programming Language I). 1964 : criação do código ASCII (padronizado em 1966). 1968 : PASCAL por Niklaus Wirth. 1970 : Ken Thompson cria B (em referência a BCPL). 1971 : Dennis Ritchie faz evoluir B para C (compilado)1972 : primeira linguagem orientada a objeto, SmallTalk1973 : UNIX em C1979 : ADA (Jean Ichbiah) escolhida pelo Pentagono1983 : C++ de Bjarn Stroustrup 1995 : JAVA
Seymour Rubinstein 1979
www – world wide web 1990’s
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http – hypertex transfer protocol.
html – hypertext markup language
Tim Berners-Lee
Robert Cailliau
Conseil Européen pour la Recherche Nucleaire (CERN)
Memórias
30
5 Mbytes50 discos60 cm
Alec H. Reeves, 1937
PCM conversores AD / DA31
COMPARAÇÃO
TV OLD TV
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J. Baird
Estúdio Monrouge
COMPARAÇÃO
Gravador 196*mp3 3 GB
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iPodUsei muito!
COMPARAÇÃO
Disco duro 800 kB IBM/3 ~ IBM 1130
Pen driver 16 GB
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Philip Estridge, 1987 Hard driveConheci!
Em 1979, Philips e Sony formaram uma força tarefa de engenheiros para projetar um novo disco digital para áudio.
Kees Immink e Toshitada Doi
Kornelis ("Kees") Antonie Schouhamer Immink 35
Capacidade:
700 MB
4.10^8
Capacidade:
4,7 GB
4.10^9
Capacidade:
30-50 GB
4.10^10
Capacidade:
1-4 TB
4.10^12
Armazenamento Holográfico...
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Dennis Gabor 1946 Holografia, Informação (logon)
•armazenar informações de alta densidade dentro de cristais
ou de um fotopolímero.
•mais de 1 TB em um meio de armazenamento do tamanho
de um cubo de cristal de açúcar. 37
COMPARAÇÃO
Quick take Mac Celular
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Usei!
COMPARAÇÃO
Conexão fios Fibras ópticas
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C.K. Kao & G.A. Hockman, 1966Fibras ópticas (Prêmio Nobel 2009)
(Standard Telecomm. Laboratories, UK) 40
Steven Jobs, 1977
Stephen Wosniak, 1977
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Seymour Rubinstein 1979
Wordstar: Primeiro editor de texto
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Usei!!
EVOLUÇÃO:
43
Notebook thinpad
COMPARAÇÃO
44Palm top
Edward Roberts
Jack Kilby1972
(usei!)
Novas tecnologias
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GPSCarte à puce (smart cards)
Vigilância GPS Códigos de barras
IMPLANTES
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O FUTURO PRÓXIMO
coclearretina
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DE VOLTA AO FUTURO• Pode uma inteligência criar outra mais
inteligente que ela mesmo?
• Coisas simples devem ser simples; as complexas devem ser possíveis. Alan Kay (1968, icons, desktop)
Tarefas: mas é só...
• Jogar Xadrez, damas etc.• Reconhecimento de falante• Síntese de voz• Escrever poesias• Compor músicas• Tradutores de línguas• Reconhecimento de
pessoas• Subir escadas• Descer escadas: Bravo Asimo!
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Deep_Thought_I_Board
Teste de Turing Musical
1997 Steve Larson (Universidade de Oregon)
• Audiência – 3 trechos de música• Johann Bach e computador
Identificada a peça EMI (Experiments in music Intelligence)
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Gene music. M. Munakata
Codon TableSinfonia para bacilo & cordas...Cromossoma XGene BRACA1-2...
IAMUS –lançamento CD 2012Hello world – peça sinfônica
(atenção, preconceituosos!)
Evolução da máquinas• 1946 Jogando Xadrez C. Shannon• 1921 Termo Robot por Karel Čapek• Alan Turing 1950 Computing Machinery and Intelligence
• 1968 A. Clake computadores: ver, falar e ouvir
• 1972 Primeira calculadora de 4 operações• 1976 OCR Kurzweil
– Deep ×Kasparov 1990 – Deep blue 10 TIPS 1997
• 1995 Reconhecimento de ~50.000 palavras• 1997 Reconhecimento facial e de digitais• 2011 Computador × humano (Watson Ken
Jennings)• 2011 Mais de 50 Asimo 51
CRONOLOGIA1946 ENIAC1948 IBM SSEC1949 BINAC, EDSAC1953 Univac, IBM 7011955 IBM 704
1958 Univac II1959 IBM 70901960 DEC PDP-11964 CDC 66001965 IBM 11301966 DEC PDP-8, IBM 360
1968 DEC PDP-101975 ALTAIR 88001977 CRAY I, APPLE I1982 IBM AT 2861984 APPLE MAC1993 Pentium1998 Pentium II ...
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• Homem: A maior parte da complexidade é dedicada em garantir o processo vital, não nas habilidades de manipulação de informação.
<<Computadores podem pensar, ou apenas calcular?>><<Humanos pensam ou simplesmente calculam?>>
• A máquina é programável: só faz o que o homem manda. Os que vêem os computadores como “máquinas de calcular científicas” estão tecnologicamente nos anos 40.
WATSON: computador da IBM (vence humanos no jogo: Jeopardy, sem auxílio externo). UMA PROEZA!
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Conformidade de Atuação:
robôs com toque suave
Quando os robôs interagem com os seres humanos, a
segurança é uma preocupação central.
toque suave é a chave para um futuro onde os seres
humanos e robôs possam colaborar estreitamente.
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Veículos auto-conduzidos:
veículos autônomos em breve, (Toyota Prius)
• legalmente conduzido em vias públicas – California • produzidos em massa
os carros estão cada vez mais robótico.
devemos começar a "mapa, e talvez até mesmo instrumento, o nosso meio ambiente" para ajudar carros autônomos e robôs navegar.
Carro de auto-condução autônoma Google55
Robôs de fábrica: o futuro da indústria
Fabricante de eletrônicos Foxconn (Taiwan, ~2013) =>
adicionar 1 milhão de robôs para suas linhas de
montagem nos próximos três anos.
Um milhão de robôs é um monte de robôs, mais que o
dobro da atual população de robôs industriais
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Cyborgs: linha difusa entre “humanos e máquinas”
Ciborgues e híbridos homem-máquina
próteses robóticas, exoesqueletos e interfaces cérebro-máquina parece ser a construção estão literalmente suportar para fora do laboratório.
http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&v=cy7xGwYdRk0&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=kThr6CMLrvg
DARPA patrocina implante cerebral que permite que os pacientes para controlar um braço robótico com antecedência com os seus pensamentos sozinho.
http://www2.ee.ufpe.br/codec/alem_do_humano.flv 57
Asimo no Salão do Automóvel 2008 Lisboa, São Paulo
http://www.youtube.com/watch?v=GuYY7Rvg1pY&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=4MTmN0mhWvw 58
ASIMO ( アシモ , ashimo) robô humanóide da Honda, criado 2000.
•130 centímetros & 54 quilogramas
Asimo Regendo Orquestra sinfônica de Chicago 2008
http://www.youtube.com/watch?v=qRUyVCfFh1U "Advanced Step in Innovative MObility".
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• Quanto mais olhamos para o passado, mais adiante podemos ver.
Sir Winston Churchill.
• Quando um cientista estabelece que algo é possível, ele está quase sempre correto. Quando ele clama que algo é impossível, ele está muito provavelmente errado.
• O único modo de descobrir os limites do possível é aventurar-se além do impossível.
Sir Arthur Clarke
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O futuro ? Acordem!: Século XXI começou...Vídeos recomendados: see url
(felizmente) Ainda resta tudo por fazer em áreas:Os desafios são imensos: uma luta que vale a pena ser lutada...
À vós jovens: o Verbo e a Ação! Ides determinados, semeiem pelos vossos caminhos, orgulhosos, porém sem alarde... Afinal, se o futuro se constrói, os Engenheiros estão entre os que mais constroem...
Boa caminhada em vossa porvindoura e bela profissão...
OBG ! Contato [email protected] Não hesite!
Conclusões
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Revelar “segredos de confissão” é proibido. Mas...
Utopia:Professores disputando o renhido privilégio de ministrar aulas de introdução à Engenharia aos “calouros”, ávidos de aprender novidades. Será que eu já tenho cacife de representar o Departamento? Como vou contribuir em motivar e estimular esta riqueza da universidade? Sinto-me honrado.
Realidade:Perder tempo com zé roelas que nada sabem, isso não me dá $, nem prestígio, nem conta pontos no curriculum. Deixa para um desocupado (ou um “idealista “) fazê-lo!