UN COMPUTADOR

HISTORIA DE LOS COMPUTADORES ANTECEDENTES Por siglos los hombres han tratado de usar fuerzas y artefactos de diferente tipo para realizar sus trabajos, para hacerlos más simples y rápidos. La historia conocida de los artefactos que calculan o computan, se remonta a muchos años antes de Jesucristo. Dos principios han coexistido respecto a este tema. Uno es usar cosas para contar, ya sea los dedos, piedras, conchas, semillas. El otro es colocar esos objetos en posiciones determinadas. Estos principios se reunieron en el ábaco, instrumento que sirve hasta el día de hoy, para realizar complejos cálculos aritméticos con enorme rapidez y precisión. En el Siglo XVII en occidente se encontraba en uso la regla de cálculo, calculadora basada en las investigaciones de Nappier, Gunther y Bissaker. John Napier (1550-1617) descubre la relación entre series aritmética y geométricas, creando tablas que llama logaritmos. Edmund Gunter se encarga de marcar los logaritmos de Napier en líneas. Bissaker por su parte coloca las líneas de Nappier y Gunter sobre un pedazo de madera, creando de esta manera la regla de cálculo. Durante más de 200 años, la regla de cálculo es perfeccionada, convirtiéndose en una calculadora de bolsillo, extremadamente versátil. Por el año 1700 las calculadoras numéricas digitales, representadas por el ábaco y las calculadoras análogas representadas por la regla de cálculo, eran de uso común en toda Europa.  La primera máquina de calcular mecánica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar. El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. Durante la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos. La máquina analítica También en el siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Inventó una serie de máquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos. Muchos historiadores consideran a Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron (1815-1852), hija del poeta inglés Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las caracteristicas de un ordenador moderno. Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro. Primeros Ordenadores Los ordenadores analógicos comenzaron a construirse a principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante otros métodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron sistemas informáticos analógicos, primero mecánicos y más tarde eléctricos, para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo a distancia de las bombas en la aviación.  Ordenadores electrónicos 1944 marca la fecha de la primera computadora, al modo actual, que se pone en funcionamiento. Es el Dr. Howard Aiken en la Universidad de Harvard, Estados Unidos, quien la presenta con el nombre de Mark I. Es esta la primera máquina procesadora de información. La Mark I funcionaba eléctricamente, instrucciones e información se introducen en ella por medio de tarjetas perforadas y sus componentes trabajan basados en principios electromecánicos. A pesar de su peso superior a 5 toneladas y su lentitud comparada con los equipos actuales, fue la primer máquina en poseer todas las características de una verdadera computadora. La primera computadora electrónica fue terminada de construir en 1946, por J.P.Eckert y J.W.Mauchly en la Universidad de Pensilvania, U.S.A. y se le llamó ENIAC. Con ella se inicia una nueva era, en la cual la computadora pasa a ser el centro del desarrollo tecnológico, y de una profunda modificación en el comportamiento de las sociedades. Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente electrónico: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford Berry ya habían construido un prototipo de máquina electrónica en el Iowa State College (EEUU). Este prototipo y las investigaciones posteriores se realizaron en el anonimato, y más tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador numérico electrónico (en inglés ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Computer) en 1945. El ENIAC, que según se demostró se basaba en gran medida en el ordenador Atanasoff-Berry (en inglés ABC, Atanasoff-Berry Computer), obtuvo una patente que caducó en 1973, varias décadas más tarde. El ENIAC contenía 18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John Von Neumann. Las instrucciones se almacenaban dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador. A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata. Circuitos integrados A finales de la década de 1960 apareció el circuito integrado (CI), que posibilitó la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados. El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. El microprocesador se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970, con la introducción del circuito de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated) y, más tarde, con el circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de transistores interconectados soldados sobre un único sustrato de silicios           Las primeras máquinas En el siglo XVII el famoso matemático escocés John Napier, distinguido por la invención de los logaritmos, desarrolló un ingenioso dispositivo mecánico que utilizando unos palitos con números impresos permitía realizar operaciones de multiplicación y división. En 1642, el matemático francés Blaise Pascal construyó la primera calculadora mecánica. Utilizando una serie de piñones, la calculadora de Pascal sumaba y restaba. A finales del siglo XVII el alemán Gottfried Von Leibnitz perfeccionó la máquina de Pascal al construir una calculadora que mecánicamente multiplicaba, dividía y sacaba raíz cuadrada. Propuso desde aquella época una máquina calculadora que utilizara el sistema binario. A mediados del siglo XIX, el profesor inglés Charles Babbage diseñó su "Máquina Analítica" e inclusive construyó un pequeño modelo de ella. La tragedia histórica radica en que no pudo elaborar la máquina porque la construcción de las piezas era de precisión muy exigente para la tecnología de la época. Babbage se adelantó casi un siglo a los acontecimientos. Su Máquina Analítica debía tener una entrada de datos por medio de tarjetas perforadas, un almacén para conservar los datos, una unidad aritmética y la unidad de salida. Desde la muerte de Babbage, en 1871, fue muy lento el progreso. Se desarrollaron las calculadoras mecánicas y las tarjetas perforadas por Joseph Marie Jacquard para utilizar en los telares, posteriormente Hollerith las utilizó para la "máquina censadora", pero fue en 1944 cuando se dio un paso firme hacia el computador de hoy. La Era Electrónica En la Universidad de Harvard, en 1944, un equipo dirigido por el profesor Howard Aiken y patrocinado por la IBM construyó la Mark I, primera calculadora automática. En lugar de usar piñones mecánicos, Mark I era un computador electromecánico: utilizaba relevadores electromagnéticos y contadores mecánicos. Sólo dos años más tarde, en 1946, se construyó en la Escuela Moore, dirigida por Mauchly y financiada por el Ejército de los Estados Unidos, la ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), la cual podía ejecutar multiplicaciones en 3 milésimas de segundo (Mark I tardaba 3 segundos). Sin embargo, las instrucciones de ENIAC debían ser dadas por medio de una combinación de contactos externos, ya que no tenía cómo almacenarlas internamente. A mediados de los años 40 el matemático de Princeton John Von Neumann diseñó las bases para un programa almacenable por medio de codificaciones electrónicas. Esta capacidad de almacenar instrucciones es un factor definitivo que separa la calculadora del computador. Además propuso la aritmética binaria codificada, lo que significaba sencillez en el diseño de los circuitos para realizar este trabajo. Simultáneamente se construyeron dos computadores: el EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) y en 1949 en la Universidad de Cambridge el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), que fue realmente la primera computadora electrónica con programa almacenado. En 1951 John W. Mauchly y J. Presper Eckert Jr. construyen el UNIVAC I, el primer computador para el tratamiento de información comercial y contable. UNIVAC (Universal Automatic Computer) reemplazó el objetivo de sus antecesoras que era científico y militar, abriendo paso a la comercialización de los computadores; aquí se inician las generaciones de computadores. Las Generaciones de los Computadores A partir de ese momento, la evolución de los computadores ha sido realmente sorprendente. El objetivo inicial fue el de construir equipos más rápidos, más exactos, más pequeños y más económicos. Este desarrollo se ha clasificado por "generaciones de computadores", así: Primera generación de computadores 1950 - 1958 En esta generación nace la industria de los computadores. El trabajo del ENIAC, del EDVAC, del EDSAC y demás computadores desarrollados en la década de los 40 había sido básicamente experimental. Se habían utilizado con fines científicos pero era evidente que su uso podía desarrollarse en muchas áreas. La primera generación es la de los tubos al vacío. Eran máquinas muy grandes y pesadas con muchas limitaciones. El tubo al vacío es un elemento que presenta gran consumo de energía, poca duración y disipación de mucho calor. Era necesario resolver estos problemas. UNIVAC I fue adquirido por el Census Bureau de los Estados Unidos para realizar el censo de 1951. IBM perdió este contrato porque sus máquinas de tarjetas perforadas fueron desplazadas por el computador. Fue desde ese momento que la IBM empezó a ser una fuerza activa en la industria de los computadores. En 1953 IBM lanzó su computador IBM 650, una máquina mediana para aplicaciones comerciales. Inicialmente pensó fabricar 50, pero el éxito de la máquina los llevó a vender más de mil unidades. Segunda generación 1959 - 1964 En 1947 tres científicos: W. Shockley, J. Bardeen y H.W. Brattain, trabajando en los laboratorios Bell, recibieron el premio Nobel por inventar el transistor. Este invento nos lleva a la segunda generación de computadores. El transistor es mucho más pequeño que el tubo al vacío, consume menos energía y genera poco calor. La utilización del transistor en la industria de la computación conduce a grandes cambios y una notable reducción de tamaño y peso. En esta generación aumenta la capacidad de memoria, se agilizan los medios de entrada y salida, aumentan la velocidad y programación de alto nivel como el Cobol y el Fortran. Entre los principales fabricantes se encontraban IBM, Sperry - Rand, Burroughs, General Electric, Control Data y Honeywell. Se estima que en esta generación el número de computadores en los Estados Unidos pasó de 2.500 a 18.000. Tercera generación 1965 - 1971 El cambio de generación se presenta con la fabricación de un nuevo componente electrónico: el circuito integrado. Incorporado inicialmente por IBM, que lo bautizó SLT (Solid Logic Technology). Esta tecnología permitía almacenar los componentes electrónicos que hacen un circuito en pequeñas pastillas, que contienen gran cantidad de transistores y otros componentes discretos. Abril 7 de 1964 es una de las fechas importantes en la historia de la computación. IBM presentó el sistema IBM System/360, el cual consistía en una familia de 6 computadores, compatibles entre sí, con 40 diferentes unidades periféricas de entrada, salida y almacenaje. Este sistema fue el primero de la tercera generación de computadores. Su tecnología de circuitos integrados era mucho más confiable que la anterior, mejoró además la velocidad de procesamiento y permitió la fabricación masiva de estos componentes a bajos costos. Otro factor de importancia que surge en esta tercera generación es el sistema de procesamiento multiusuario. En 1964 el doctor John Kemeny, profesor de matemáticas del Darmouth College, desarrolló un software para procesamiento multiusuario. El sistema Time Sharing (tiempo compartido) convirtió el procesamiento de datos en una actividad interactiva. El doctor Kemeny también desarrolló un lenguaje de tercera generación llamado BASIC. Como consecuencia de estos desarrollos nace la industria del software y surgen los minicomputadores y los terminales remotos, aparecen las memorias electrónicas basadas en semiconductores con mayor capacidad de almacenamiento. Cuarta generación 1972 - ? Después de los cambios tan específicos y marcados de las generaciones anteriores, los desarrollos tecnológicos posteriores, a pesar de haber sido muy significativos, no son tan claramente identificables. En la década del 70 empieza a utilizarse la técnica LSI (Large Scale Integration) Integración a Gran Escala. Si en 1965 en un "chip" cuadrado de aproximadamente 0.5 centímetros de lado podía almacenarse hasta 1.000 elementos de un circuito, en 1970 con la técnica LSI podía almacenarse 150.000. Algunos investigadores opinan que esta generación se inicia con la introducción del sistema IBM System/370 basado en LSI. Otros dicen que la microtecnología es en realidad el factor determinante de esta cuarta generación. En 1971 se logra implementar en un chip todos los componentes de la Unidad Central de Procesamiento fabricándose así un microprocesador, el cual a vez dio origen a los microcomputadores. Algunas características de esta generación de microelectrónica y microcomputadores son también: incremento notable en la velocidad de procesamiento y en las memorias; reducción de tamaño, diseño modular y compatibilidad entre diferentes marcas; amplio desarrollo del uso del minicomputador; fabricación de software especializado para muchas áreas y desarrollo masivo del microcomputador y los computadores domésticos.