Historia y evolución de las computadoras

Introducción El hombre siempre ha tenido la necesidad de ir mejorando cada día. Si bien, no lo necesita pero tiene la curiosidad y la ambición de querer hacer mejor las cosas para su mayor comodidad y facilitar su trabajo. A lo largo de la historia se han desarrollado diversidad de artefactos, de inventos que cumplen con el objetivo establecido. Pero hay uno que ha sido y será unos de los mayores logros de la tecnología: la computadora. ?sta, como sus derivados, son con lo que vivimos el día a día y es complicado, sobre todo en las urbes, dejar de convivir y usar esa tecnología: «quítales la tecnología y erán los mismos animales que son» E-n esta presentación hasta nuestros d[as. principal de lo que a cualquier otra cosa: De La Calculadora A PACE 1 or to next*ge ó y su evolución y estructura os»mas que John Napier (1550-1617), famoso por su invención de los logaritmos, desarrolló un sistema para realizar operaciones aritméticas manipulando barras: «Los huesos de Naipefi, construidas con material de hueso o marfil, y en los que estaban plasmados los dígitos.

Tuvieron una fuerte influencia en el desarrollo de la regla deslizante, llamada «Círculos de Proporción» (1624). Era un juego de discos rotatorios que se calibraron con los logaritmos de Naiper. Se usó como uno de los primeros aparatos de la informática analógica. Blaise Pascal Inventa la Pascalina en 1645. Una de las primeras calculadoras mecánicas, que funcionaba a base de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un díg next page dígito del O al 9 y que estaban conectadas de tal manera que pod(an sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto.

En 1670 Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar. En 1672 ideó un nuevo diseño, la Escalonada Reckoner, que podía realizar las operaciones de suma, resta, multiplicación y división Joseph Marie Jacquard, utilizó un mecanismo de tarjetas perforadas (1800) que permitían programar las puntadas del tejido, logrando una diversidad de tramas y figuras. Revolucionó el hilar de seda, estaba por formar la base de muchos aparatos de la informática e idlomas de la programaclón. 822 Charles Babbage diseñó su «Artefacto Analítico», un aparato de propósito general capaz de ejecutar cualquier cálculo matemático. Fue la primera conceptualización clara e una máquina que ejecutara cálculos computacionales: el corazón de informática. Nunca lo construyó pero influyó en toda computadora digital subsiguiente, incluidas las modernas. Fue construido por ingenieros en 1989. Babbage hoy se conoce como el «Padre de las Computadoras Modernas’ . 843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió la idea de que las tarjetas perforadas se adaptaran de manera que causaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones 1854 A causa del desarrollo del álgebra de Boole, es considerado como el padre de la teoría de la informática. 884 Dorr Felt desarrolló su Comptómetro, el cual fue la primera calculadora que se operaba con sólo presionar teclas Otto Steiger «El Millonario», automatizó la invención de Leibniz de 1673, siendo la primera máquina exitosa de multiplicación automátlca. 919 El primer circuito multivibrador o biest máquina exitosa de multiplicación automática. 1919 El primer circuito multivibrador o biestable (en léxico electrónico flip-flop) fue desarrollado por W. H. Eccles y F. W. Jordan. El flip-flop permitió dlseñar circultos electrónicos que podían tener dos estados estables: 0 como un estado y el otro on un 1. Siendo la base del almacenamiento y proceso del bit binario 1941 La computadora Z3, creada por Konrad Zuse, fue la primera máquina programable y completamente automática.

Primera Generación De Las Computadoras La primera generación de computadoras abarca desde el aho 1945 hasta el año 1958, época en que la tecnología electrónica era a base de bulbos o tubos de vacío, y la comunicaclón era en términos de nivel más bajo que puede existir, que se conoce como lenguaje de máquina. Características: * Estaban construidas con electrónica de válvulas * Se programaban en lenguaje de máquina

Un programa es un conjunto de instrucciones para que la máquina efectúe alguna tarea, y el lenguaje más simple en el que puede especificarse un programa se llama lenguaje de máquina (porque el programa debe escrlbirse mediante algún conjunto de códigos binarios). 1946 ENIAC (Electronic Numerical ntegrator And Calculator), primera computadora electrónica de propósito general. Tenía más de 18. 000 tubos de vacío (bulbos), consum[a 200kW; tenía la capacidad para realizar cinco mil operaciones aritméticas por segundo. 947 Se inventa el transistor y en 1949 fue desarrollada la rmera memoria la cual reemplazó los no confiables tubos al vacío (bulbos) como la forma predominante de memoria por los próximos diez años. 1951 Comienza a operar la EDVAC, Segunda computadora programable que, a difer programable que, a diferencia de la ENIAC, no era decimal, sno binaria y tuvo el primer programa diseñado para ser almacenado. También fue un prototipo de laboratorio, pero ya incluía en su diseño las ideas centrales que conforman las computadoras actuales. 951 UNIVAC l. Primera computadora comercial. Mauchly y Eckert fundaron la compañía y su primer producto fue esta máquina. 953 IBM 701. Para introducir los datos, estos equipos empleaban tarjetas perforadas perfeccionadas por Herman Hollerith en 1890. La IBM 701 fue la primera de una larga serie de computadoras. Se amplía el uso del lenguaje ensamblador para la programación de las computadoras. Se crean memorias a base de magnetismo (conocidas como memorias de núcleos magnéticos). 954 IBM continuó con otros modelos, que incorporaban un mecanismo de almacenamiento masivo llamado tambor magnético, que evolucionaría convirtiéndose en el disco magnético Se desarrolla el lenguaje de programación de alto nivel dando nicio a la 2a generación Segunda Generación De Las Computadoras Ya no son de bulbos sino de electrónica de transistores que son más pequeñas y consumen menos electricidad. La comunicación con estas computadoras es con lenguajes más avanzados que el lenguaje de máquina: lenguajes de alto nivel o de programación.

El primer lenguaje de programación de propósito general de alto- nivel, FORTRAN 1951 Se Inventa la microprogramaclón, que simplifica mucho el desarrollo de las CPU 1959, IBM 1401. Computadora de propósito general basado en transistor, utilizaba tarjetas perforadas. Tenía una memoria de úcleo magnético de 4. 00 espues utilizaba tarjetas perforadas. Tenía una memoria de núcleo magnético de 4. 000 caracteres (después se extendió a 16. 000). 1960 IBM 1 620 basada en transistores, originalmente con solo una cinta de papel perforado, pero pronto se actualizó a tarjetas perforadas.

Utilizaba una memoria de núcleo magnético de más de 60. 000 dígitos decimales. Se crea el primer compilador de computador. 1963 Caracteres ASCII imprimibles, del 32 al 126. Un comité Industria-Gobierno define el código estándar de caracteres ASCII. Tercera Generación De Las Computadoras A mediados de los años 60 se produjo la invención del circuito integrado o microchip. Después fue la invención del microprocesador, en Intel. En 1965. a aparición del IBM 360 marca el comienzo de la tercera generación.

Las placas de circuito impreso con múltiples componentes elementales pasan a ser reemplazadas con placas de circuitos integrados. A finales de 1960, investigadores notaron que las secuencias de nucleótidos en el ADN formaban un código, otra forma de codificar o programar. A partir de esta fecha, empezaron a empaquetarse varios transistores diminutos y otros componentes lectrónicos en un solo chlp o encapsulado, que contenía en su interior un circuito completo: un amplificador, un oscilador, o una puerta lógica.

En 1964 se desarrolla el lenguaje BASIC Estas computadoras de tercera generación sustituyeron totalmente a los de segunda, introduciendo una forma de programar que aún se mantiene en las grandes computadoras actuales. Sus características son: Menor consumo de energía Apreciable reducción del espacio Aumento de fiabilidad Teleproceso Multiprogramación s OF Renovación de periféricos fiabilidad Renovación de perféricos Minicomputadoras, no tan costosas y con gran capacidad de procesamiento. Algunas de las más populares fueron la PDP-8 y la PDP-11 Se calculó TE (Número Pi) con 500. 00 decimales Cuarta Generación De Las Computadoras (1971 a la fecha) La microminiaturización de los circuitos electrónicos. El microprocesador es «una computadora en un chip», o sea un es un circuito electrónico que actúa como unidad central de proceso , proporcionando el control de las operaclones de cálculo, que dieron origen a las PC ‘s: computadoras para uso personal El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora. Contenía 2. 300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60. 00 operaciones por segundo Después surge el de 8 bits: Intel 8008, desarrollado en 1972 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3. 300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4. 500 transistores y podía ejecutar 200. 000 instrucciones por segundo. 1978. Intel 8086 y 8088 (en 1979) de 16 bits. Fueron el inicio y los rimeros miembros de la arquitectura x86 (286, 386, 486 de 1982 a 1989) actualmente usada en la mayoría de los computadores.

Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores, trabajan en arquitecturas de 64 bits, integran más de 700 millones de transistores, como es en el caso de las serie Core i7, y pueden operar a frecuencias normales algo superiores a los 3GHz (3000MHz). Los microprocesadores modernos incorporan normales algo superiores a los 3GHz (3000MHz). Los microprocesadores modernos incorporan hasta 10 millones de transistores y consta de vanas secciones diferentes. La unidad aritmético-lógica (AL U, siglas en inglés) efectúa cálculos con números y toma decisiones lógicas.

Los microprocesadores más complejos contienen otras secciones como las de memoria especializada «memoria cache», modernos funcionan con una anchura de bus de 64 bits: esto significa que pueden transmitirse simultáneamente 64 bits de datos. Desde 1993, se ha pasado por los procesadores Intel Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Intel Core Duo e Intel Core i7. Este último es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los rimeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es sucesor de la familia Intel Core 2.

Está fabricado a arquitecturas de 45 nmy 32 nm y posee 731 millones de transistores su versión más potente. Se estima su llegada para 2012 de Intel Core Sandy Bridge. Máquina De Von Neumann Es una arquitectura utilizada en las computadoras, la principal diferencia es que utiliza un mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucclones como para la información. La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de ecablear la máquina para cada nueva tarea.

En 1949 había encontrado y desarrollado la solución a este problema, consistente en poner la información sobre las operaciones a realizar en la misma memoria utilizada para los datos, escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario. Su «EDVAC» fue el modelo de las computadora escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario. Su «EDVAC» fue el modelo de las computadoras de este tipo construidas a continuación. Se habla desde entonces de la arquitectura de Von Neumann, aunque también diseñó otras formas de construcción.

El primer computador comercial construido en esta forma fue el UNIVAC l, fabricado en 1951 Los ordenadores con esta arquitectura constan de cinco partes: La unidad aritmético-lógica o ALU, la unidad de control, la memoria, un dispositivo de entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos entre las distintas partes. Un ordenador con esta arquitectura realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente: 1. Enciende el ordenador y obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la direccion indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción. Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente. 3. Decodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada. 4. Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda ‘tomar decisiones’, que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, ediante la aritmética y lógica anteriores.

La máquina de Van Neumann es un concepto teórico: supóngase a un determinado problema simple, repetitivo y prolongado en el tiempo: por ejemplo, la extracción de mineral de hierro en la superfic prolongado en el tiempo: por ejemplo, la extracción de mineral de hierro en la superficie de Marte: Una solución posible es enviar máquinas robotizadas que, de forma autónoma, extraigan el mineral y lo conviertan en lingotes de hierro, bien para su envío a la Tierra, bien para su uso por colonias locales.

Si una máquina extrae n toneladas en un eterminado período de tiempo (ciclo), en m ciclos se tendrá m x n toneladas. Supóngase ahora un segundo tipo de máquina: una máquina que, además de producir lingotes de hierro, los trabaja para autorreplicarse, construyendo una máquina igual a ella misma. El rendimiento será menor que el de la primera máquina, pues parte del hierro lo utiliza en producir la segunda máquina, pero al cabo de un tiempo (generación), no se tendrá una sino dos máquinas trabajando.

Tras dos generaciones se tendré cuatro máquinas, tras tres generaciones ocho máquinas, etcétera. Se rata de una población que crece de forma exponencial. Así, aunque el rendimiento sea menor, la producción tenderá a crecer hasta superar la de la primera máquina. Como ejemplo, tras diez generaciones habrá más de mil máquinas de Von Neumann (exactamente 1. 024 210), de manera que, aunque su rendmiento fuera del 5% de la primera máquina, la producción total sería más de 50 veces mayor. Este concepto no es solamente teórico: los virus informáticos son máquinas de Von Neumann.

Ante el ingente trabajo de infectar el mayor número posible de ordenadores, los virus se autorreplican asando de ordenador a ordenador, aumentando su población de forma exponencial e infectando así millones de ordenadores en pocas horas. Sin embargo, no sólo hay aplicaciones negativas de este concepto. Los autómat ordenadores en pocas horas. concepto. Los autómatas celulares tienen alto rango de aplicaclones en la ciencia, modelando y simulando gran cantidad de sistemas físicos, como fluidos, flujo de tráfico, etc.

Computadoras CISC y RISC CISC (Complex Instruction Set Computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones complejo. RISC (Reduced Instruction Set Computer) Computadoras con un onjunto de instrucciones reducido. Los términos complejo y reducido, expresan muy bien una importante característica definitiva, siempre que no se tomen solo como referencia las Instrucciones, sno que se considere también la complejidad del hardware del procesador.

Con tecnologías de semiconductores comparables e igual frecuencia de reloj, un procesador RISC típico tiene una capacidad de procesamiento de dos a cuatro veces mayor que la de un CISC, pero su estructura de hardware es tan simple, que se puede realizar en una fracción de la superficie ocupada por el circuito integrado de un procesador CISC. La meta principal es incrementar el rendimiento del procesador, ya sea optimizando alguno existente o se desee crear uno nuevo.

Para esto se deben considerar tres áreas principales a cubrir en el diseño del procesador y estas son: La arquitectura. – lo que hace la diferencia entre el rendimiento de una CPU y otra. La tecnología de proceso. – Materiales y técnicas utilizadas en la fabricación del circuito integrado El encapsulado. – Integración de un procesador con lo que lo rodea en un sistema funcional, que de alguna manera determina la velocidad total del sistema. -asc Es un modelo de arquitectura de computadora. La microprogra 4