Antecedentes de las computadoras

INFORMÁTICA I

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE  PUEBLA PREPARATORIA REGIONAL ENRIQUE CABRERA BARROSO

Orígenes de la computadora

La computadora no es una invención de un creador en particular, sino el producto evolutivo de concepciones y realizaciones de varios personajes involucrados en esta área tales como la electrónica, la mecánica, los materiales semiconductores, la lógica, el álgebra y programación.

El nacimiento de la computadora (informática en general) esta relacionado con la necesidad de sentido siempre el hombre de disponer de un sistema que le permita manejar gran cantidad de información con relativa rapidez así como de efectuar cálculos a gran velocidad y de un modo mecánico que le libere de las penosas tareas asociadas con este tipo de actividades. 

Los primeros antecedentes de sistemas muy rudimentarios, destinados a resolver estos problemas, son...

Primeras maquinas de calculo 

Ábaco actual

• Ábaco 

Ábaco antiguo

Generalmente son marcos dotados de guías metálicas por las que se mueven cuentas ensartadas en ellas cuyas posiciones permiten realizar operaciones aritméticas sencillas y con rapidez. para muchos el origen de este instrumento de cálculo se encontraría en Asia, y más exactamente en China. Sin embargo, para otros historiadores aquel se hallaría en África pues parece ser que en el Sáhara ya se hacía uso de unos dameros tanto para llevar a cabo el cálculo necesario en las transacciones comerciales como para entretenerse a través de lo que era una serie de juegos tradicionales.Mas acerca del ábaco.

• Pascalina:

Interior de la pascalina

Exterior de la pascalina

Este artefacto fue creado por Blaise Pascal (1623-1662). Lo referente en cuanto al calculo, en aquella época, fue esta invención. Esta maquina era capaz de sumar y restar mediante la combinación de una serie de ruedas dentadas. Cada una de esas ruedas tenia diez dientes que correspondían a los números del 9 al 0, siendo el sistema de tal tipo que el paso de nueve a cero daba lugar a un salto de rueda inmediatamente continua por el lado izquierdo. El dispositivo, con dicho nombre, era semejante a los dispositivos mecánicos que se emplean en la actualidad en los cuentakilómetros de los vehículos automóviles. Pascal llego a introducir en versiones posteriores mejoradas un elemento de memoria mecánico que permitía acumular acumular resultados parciales durante la realización de las operaciones. Por parte de Gottfried Leibniz desarrollo y mejoro el dispositivo creado por Pascal, logrando que la maquina fuese capaz de realizar las cuatro operaciones aritméticas básicas, es decir, la suma, la resta, la división y la multiplicación de manera mecánica.

Mas acerca de Blaise Pascal 

• Tabuladora 

En sentido estricto, cabe considerar que los auténticos inicios de la informática datan del siglo XIX, mas concretamente por los trabajos realizados por Herman Hollerith (1860-1929), miembro de la oficina de censo de los Estados Unidos de Norteamérica. La contribución de Hollerith consistió en emplear  una cinta (que mas tarde se sustituyo en tarjetas) en la que se grababa la información mediante perforaciones en lugares determinados, siguiendo la idea de los telares automáticos desarrollados por el mecánico e inventor francés J. Marie Jacquard (1752-1834) en 1805 para la realización de copiar de ciertos prototipos de telas cuyas muestras eran de difícil reproducción. Gracias a dicho dispositivo, creado en 1890, era posible realizar mecánicamente operaciones tales como la clasificación, duplicación y copia de fichas perforadas (y por lo tanto de los datos en ellas contenidos). 

Las maquinas desarrolladas por Hollerith permitieron realizar el censo de E. U. (que en aquel entonces era de unos 60 millones de habitantes) en un tiempo de apenas dos años y medio. Los sistemas de este tipo, que reciben el nombre de preordenadores, se siguen empleando en la actualidad de un modo restringido.

• Ordenador ASCC o Mark I.

El siguiente paso en el camino en el tratamiento automático de la información se debió a los trabajos de Howard H. Aiken (1900-1973), quien desarrollo, entre 1939 y 1944 y en el seno de la compañía IBM (creada en 1924 a partir de la Tabulating Machine Company fundada por H. Hollerith), el ordenador conocido por ASCC (siglas de Automatic Sequence Controlled Caculator) o MARK I. Esta maquina se basaba, desde el punto de vista del sistema físico, en un dispositivo eléctrico simple, el relé, y su programación se llevaba a cabo mediante una cinta perforadora (es decir, seguía las ideas de la "maquina analítica" capaz de realizar cualquier operación matemática sin intervención humana, diseñada por Charles Babbage (1792-1871) pero que no pudo construirse ya que el nivel técnico de la época no lo permitía). El ASCC, puede considerarse como el primer ordenador de la historia, se basaba, como ya hemos dicho, en el empleo del relé (es decir, un dispositivo electrónico que permite abrir y cerrar un circuito) y disponía de una capacidad de memoria de 72 números de 23 cifras decimales. Sin embargo, era extraordinariamente lento ya que necesitaba unos 10 segundos para llevar a cabo la multiplicación de 2 números de 10 cifras. Ademas, su peso era de unas cinco toneladas, incorporaba unos 5.000 relés y ocupaba mucho espacio. Dicha instalación funciono desde 1944 hasta 1959.

Mas sobre la maquina analítica  

Campo teórico  

Cabe decir que el matemático y astrónomo persa musa Al-Juarismi inventó el algoritmo, es decir, la resolución metódica de problemas de álgebra y calculo numérico mediante una lista bien definida, ordenada y finita de operaciones.

 También el investigador John Von Neumann(1903-1957) creó, en la década de los años cuarenta, el modelo teórico de la configuración de los ordenadores modernos, desarrollando las ideas de que el programa debe almacenarse en el sistema del mismo modo que se hace con los datos, que el sistema debe disponer de capacidad lógica y que el propio programa debe estar formado por un encadenamiento de sentencias lógicas.

 Generaciones de las computadoras

Los ordenadores modernos. El siguiente paso se produjo gracias a la aplicación de la electrónica a la resolución de este tipo de problemas. En 1946, la Escuela Moore de Ingeniería Electrónica, situada en Filadelfia, construyo la primera maquina electrónica de calcular. Había sido diseñada en la universidad de Pensilvana, entre 1943 y 1946, por J. Mauchly, J. P. Eckert  y H. H. Goldstine. Se llamaba ENIAC (siglas inglesas de Electronic Numerical Integrator and Computer, calculador e integrador, numérico electrónico). Fue el primer calculador digital carente de piezas móviles (salvo los dispositivos de entrada y salida de la información). El ENIAC estaba formado por 18.000 válvulas, pesaba unas 30 toneladas y consumía 150 KW. Sus dimensiones eran tales que se encontraba albergado en un edificio expresamente construido para tal fin. Su reconstrucción costó aproximadamente unos millones de dolares. Sin embargo, a pesar de sus dimensiones ciclópeas, un micro ordenador moderno compuesto, por un único chip de 25 milímetros cuadrados de superficie es capaz de trabajar unas 100 veces mas rápido que el ENIAC (ya que este necesitaba 0,003 segundos para resolver una multiplicación de dos números de 10 dígitos) con un consumo de tal solo un W.

La programación del ENIAC se llevaba a cabo mediante el establecimiento de conexiones entre cables eléctricos y el accionamiento de gran cantidad de interruptores. En, las décadas siguientes, el progreso de este tipo de instalaciones fue cada vez mas acelerado y siguió una serie de etapas que reciben el nombre de generaciones y que abarcan periodos determinados según se trate del sistema físico o del lógico, si bien las generaciones están interrelacionadas, ya que uno y otro dependen entre si.  

1. Primera generación.

La primera generación la constituyen los ordenadores que se construyeron entre los años 1950 y 1960. Se trata de las primeras maquinas de este tipo que se fabricaron con fines comerciales, siendo el componente electrónico básico que hacia posible su funcionamiento la válvula de vacío (dispositivo electrónico formado por dos electrodos encerrados en una ampolla el la que se ha practicado el vacío). Estas maquinas se programaban directamente en lenguaje maquina y eran capaces de realizar hasta 1.000 instrucciones por segundo; disponían asimismo de una capacidad de memoria que podía llegar hasta las 20.000 posiciones.Imagen de válvula de vacío.

    2. Segunda generación.

  

La segunda generación es la que comprende los ordenadores construidos entre los años 1960 y 1965. Dicha generación se caracteriza por el hecho de que el componente electrónico básico sobre el que descansa es el transistor (dispositivo electrónico que actúa como un interruptor ya que determina el paso o no de la corriente entre dos puntos en función de la tensión aplicada a un tercero).  El empleo de este hace que dicha generación sobresalga por lograr una sustancial reducción del consumo de energía y del volumen ocupado por las maquinas, así como por un enorme aumento de la fiabilidad y de la velocidad de calculo de las instalaciones (que llegaba hasta el millón de instrucciones por segundo). Los progresos del sistema lógico de los ordenadores dieron paso asimismo a la aparición de los sistemas operativos, el procesamiento en régimen de tiempo compartido, los lenguajes de alto nivel, etc. Imagen de transistor.

  3. Tercera generación.

La tercera generación, que abarca desde 1965 a 1975, se caracteriza fundamentalmente por la reducción de las dimensiones de las instalaciones, ya que su construcción y funcionamiento se basa en el empleo de los circuitos integrados (hacia 1974 se logro obtener gracias a las técnicas VLSI (Very Large Scale Integration, integracion a muy gran escala) un circuito integrado que albergaba hasta 20.000 componentes en una superficie de 25 milímetros cuadrados. ¿Qué es un circuito integrado?

   4. Cuarta generación 

Esta generación abarca de 1975 a 1990. En esta generación se llega a tal grado de integración de los componentes electrónicos que todos los circuitos de la Unidad Central de Proceso se agrupan en un solo chip denominado microprocesador. Durante estos años se produce un importante aumento de la capacidad de cálculo y una gran reducción del tamaño de las máquinas. Aparecen nuevos lenguajes de programación de alto nivel como son Basic y Pascal. El hito más importante de esta generación es el lanzamiento en 1981 del IBM PC (primer ordenador PC de la historia). Llevaba un microprocesador Intel 8086 y funcionaba con el sistema operativo MS-DOS. Dicho modelo se convirtió en un estándar que marcó el posterior desarrollo de la informática de consumo.Mas sobre el Microprocesador.

     5. Quinta generación

La quinta y actual generación abarca desde 1990. Es la generación del multimedia y las intercambio de recursos, mensajes e información entre los ordenadores conectados a ella. Los ordenadores personales siguen aumentando en potencia bajando de precio y su utilización se generaliza en los hogares. Gracias a los avances de la electrónica surgen los microprocesadores de nueva generación que integran millones de transistores en un solo chip y son capaces de trabajar a velocidades de varios giga hercios (1GHz equivale a mil millones de operaciones por segundo). Por otro lado, debemos destacar también durante esta generación el uso casi universal de los sistemas operativos de interfaces gráfica como Windows, y la proliferación de redes informáticas.

Conclusiones 

Actualmente, gracias a los microprocesadores es posible controlar el correcto funcionamiento de casi todas las máquinas o aparatos fabricados por el hombre.Estos microprocesadores están presentes en los paneles de control de los aviones, los cajeros automáticos, en un reloj digital, en los autos, en las máquinas fotográficas y de video, en los robots, la tecnología médica, en los sensores de fenómenos físicos como la temperatura, clima, erupciones volcánicas, vientos y temblores y en los sistemas automáticos que controlan la temperatura de las habitaciones, entre otros.Hay computadoras que pueden reconocer la voz de alguien, otras que permiten esquivar obstáculos hasta llegar a un objetivo, como ocurre con los misiles inteligentes, e incluso algunos que permiten simular situaciones con gran realismo, como las experiencias de realidad virtual o los simuladores de vuelo.Además, enlazadas por medio de redes de comunicación internas o intranets como así también, a través de Internet, las computadoras permiten mantener interconectadas a las distintas filiales y empleados de una empresa, al sistema financiero, las entidades de seguridad pública o a cualquier sistema que requiera mantener información actualizada minuto a minuto.Por ejemplo, los medios de comunicación dependen en gran medida de las agencias de noticias, sobre todo cuando se trata de hechos sucedidos fuera del país, que por su lejanía son más difíciles o lentos de conocer.Podemos decir entonces que las computadoras, en cierta forma se han vuelto un equipo, del cual no podríamos al menos dejar de conocer su funcionalidad.