HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS

 

 Las computadoras aparecen a finales de la década de 1950.

La computadora resulta ser un medio mecánico (electrónico, de hecho) para representar descripciones libre de ambigüedad y obtener un resultado útil.

Más aún, podría decirse que la computadora aparece cuando los niveles tecnológicos (electrónico fundamentalmente) alcanzan el grado de avance y refinamiento que ya tenían las ideas y conceptos matemáticos, lo cual sucede a mediados del siglo XX.

Uno de los problemas que siempre nos ha cautivado es el relacionado con la actividad de contar y con el concepto de número.  De ahí que las primeras herramientas que se inventaron en esté ingenio mecánico capaz de liberarnos de la pesada tarea de calcular a mano. 

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 El abaco, es la primera calculadora mecánica, aunque no se puede llamar computadora porque carece de un elemento fundamental, el   programa,   que no se logrará hasta mucho tiempo después.

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La maquina de calcular de Blaise Pascal (1623-1662).  Se trata de engranes en una caja, que proporcionan resultados de operaciones de suma y resta en forma directa – mostrando un numero a través de una ventanita-

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  La máquina analítica  de Charles Babbage, nació alrededor de 1830, esta podría considerarse la primer computadora.  Este diseño, nunca llevado por completo a la práctica, contenía todos los elementos que configuran una computadora moderna y la diferencian de una calculadora.

 La máquina analítica estaba dividida funcionalmente en dos grandes  partes: una que ordenaba y otra que ejecutaba las ordenes.  La que ejecutaba las ordenes era una versión muy ampliada de la máquina de Pascal, mientras que la otra era la parte clave.  La innovación consistía en que el usuario podía, cambiando las especificaciones de control, lograr que la misma máquina ejecutara operaciones complejas, diferentes de las hechas antes.

 Esta verdadera antecesora de las computadoras contaba también con una sección en donde recibían los datos para trabajar.  La maquina seguía instrucciones dadas por la unidad de control, las cuales indicaban qué hacer con los datos de entrada, para obtener luego resultados deseados.    La aplicación fundamental para la que se elaboro esta maquina era, elaborar tablas de funciones matemáticas usuales (logaritmos, tabulaciones trigonometricas, etc.)  que requerían mucho esfuerzo manual.

 Esta leía los datos por medio de tarjetas perforadas.      

No obstante esta nunca pudo entrar en circulación porque cada que se quería calcular una función diferente se debían cambiar las especificaciones.

Es valido referirse a esta maquina como la primera computadora digital, porque el termino digital no presupone el concepto “electrónico”,  como ahora se explicará.

 Los procesos naturales comparten la característica del tipo continuo; es decir, la escala de manifestaciones de un fenómeno cualquiera no tiene singularidades ni puntos muertos, sino que se extiende de manera continua desde la parte inferior a la superior. La altura de la columna de mercurio de un termómetro clínico puede variar entre las marcas, 30 y 45 grados, y en todo momento puede estar en cualquier punto de la escala.  Este se conoce como un fenómeno analógico.

 No ocurre lo mismo, sin embargo, con otro tipo de fenómenos.  Si averigua la cantidad de ventanas que hay en un edificio, por ejemplo puede llegar a la conclusión que son 140, pero no 140 ½ .  Estos fenómenos reciben el nombre de digitales, talvez porque se pueden contar con los dedos de la mano.  En estos fenómenos se habla de estados (posiciones o manifestaciones discretas) y de transición entre ellos, y puede ser representado mediante un modelo matemático conocido como autómata finito.

 Resumiendo, un fenómeno se llama analógico o continuo cuando entre dos manifestaciones cualesquiera de el siempre puede haber una tercera.  En contraposición, un fenómeno se conoce como digital o discontinuo cuando entre dos de sus manifestaciones no existe nada, si no solo una transición entre ambos estados.

 Así, puede hablarse de computadoras analógicas y computadoras digitales: son computadoras digitales aquellas que manejan información de manera discreta (en bits – dígitos binarios-) y son analógicas las que trabajan por medio de funciones continuas – generalmente representación de señales eléctricas-.

 A continuación se describen algunas características de la maquina inventada por Charles Babbage.

 

Almacén o Memoria

Entrada(Tarjetas perforadas)

Calculos

Salida

Control

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  Cien años después de Babbage, en 1947 se diseño la primera computadora electrónica digital, que tenia gran parecido funcional con la maquina analítica de Babbage, aunque antes hubo algunos esfuerzos.

o       En 1932  Vannevar Bush construyo en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) una calculadora electromecánica conocida como el analizador diferencial, pero era de propósito especifico y no tenia capacidad de programación.

o       Igualmente en 1944 se construyo en la Universidad de Harvard la computadora MARK I, diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken.  No obstante no era de propósito general y su funcionamiento estaba basado en relevadores.

Un equipo dirigido por los Doctores John Mauchly y John Ecker de la Universidad de Pennsylvania, termino en 1947 la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) que puede ser considerada como l a primera computadora digital, electrónica de la historia.

 Esta maquina era enorme media 10 x 16 metros, ocupaba el sótano de una Universidad, pesaba 30 tonelada, tenia 17,468 tubos  de vació y 60000 relevadores, consumía 140 Kw y requería un sistema de aire acondicionado industrial.  Pero era capaz de efectuar alrededor de 5000 sumas o 2800 multiplicaciones en un segundo, calculo el valor de la constate pi.  Como entre otras cosas iba a reemplazar a un grupo de matemáticas que hacia cómputos numéricos para una oficina especializada, recibió el nombre de “computadora”.

*      El proyecto concluyo 2 años después cuando se integro al equipo John Von Neuman (1903-1957), quien es considerado el padre de las computadoras.

 El nuevo equipo diseño la EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), tenia cerca de 40,000 bulbos y usaban un tipo de memoria basado en tubos de mercurio donde circulaban señales eléctricas sujetas a retardos.

 La nueva idea fundamental resulta muy sencilla, pero de vital importancia: permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones, para que entonces la computadora pueda ser programada de manera “suave” y no por medio de alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, como la ENIAC.

 Esta idea, que incluso obliga a una completa revisión de la arquitectura de las computadoras , recibe desde entonces el nombre del modelo de Von Neuman.  Alrededor de este concepto gira toda la evolución posterior de la industria y la ciencia de la computación.

Comparación entre la ENIAC y un procesador ya obsoleto

 

 

ENIAC

Intel 8080

Año

1947

1974

Componentes electrónicos

Casi 18,000 bulbos

Un circuito integrado con mas de 6000 transistores

Tamaño

160 m.

Menos de 1cm²

Requerimientos de Potencia

140 Kilowatts

Pocos miliwatts

Frecuencia de Reloj

100 KHz

2 MHz

Costo

Varios millones de

150 dlls

    

GENERACIONES DE LAS COMPUTADORAS

 

Esta clasificación se emplea poco ya, y además el criterio para determinar cuando se dio el cambio de una generación a otra no está claramente definido, aunque proponemos que al menos debieran cumplirse los dos requisitos estructurales :

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     Cambios estructurales en su construcción.

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Avances significativos en la forma de comunicación con las computadoras.

  Primera Generación.

El arranque de la industria de la computación se caracteriza por un gran desconocimiento de las capacidades y alcances de las computadoras.  Por ejemplo, según un estudio de esa época, se suponía que iban a ser necesarias alrededor de 20 computadoras para saturar la capacidad del mercado de Estados Unidos en el campo del procesamiento de datos.  Esta primera etapa abarcó la década de 1950 y se conoce como la primera generación de computadoras.  Las maquinas de esta generación cumplen los requisitos antes mencionados de la siguiente manera:

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     Su construcción estaba basada en circuitos de tubos de vacío o bulbos.

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 La comunicación se establecía por medio de programación en lenguaje máquina (binario).

 Estos aparatos son grandes y costosos (Decenas o cientos de miles de dolares).

En 1951 aparece la primera computadora comercial, es decir fabricada para ser vendida: La INIVAC I (UNIVersal Computer).  Esta maquina, que disponía de 1000 palabras de memoria central y podía leer cintas magnéticas, se utilizó para procesar los datos del censo de 1950 en Estados Unidos.

Durante la primera generación ( y hasta parte de la tercera), las unidades de entrada estaban por completo dominadas por las tarjetas perforadas.  A la UNIVAC I siguió una máquina desarrollada por IBM(Internacional Bussiness Machines), que apenas incursionaba en el campo; es la IBM 701.  Hubo otras máquinas que competían con ella, de diferentes compañías.  La más exitosa de las computadoras fue el modelo 650 de IBM, de la cual se produjeron varios cientos.

Esta tenía un sistema de memoria secundaria llamado tambor magnético, antecesor de  los discos empleados actualmente.

La competencia contestó con modelos UNIVAC 80 y 90, que pueden situarse ya en los inicios de la segunda generación.     

Segunda generación

Cerca de la década de 1960 las computadoras seguían en constante evolución, reduciendo su tamaño y aumentado sus capacidades de procesamiento. Al mismo tiempo se iba definiendo con mayor claridad una nueva ciencia: la de comunicarse con la computadora, que recibía el nombre de programación de sistemas (software de base).

En esta etapa puede hablarse ya de la segunda generación de computadoras, que se caracteriza por los siguientes aspectos primordiales.

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Estaban construidas por circuitos de transistores.

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Se programaban con nuevos lenguajes llamados de “alto nivel”.

En general las computadoras de la segunda generación son de tamaño más reducido y menor costo que las anteriores. En la segunda generación hubo mucha competencia y muchas compañías nuevas, y se contaba con maquinas bastante avanzadas para su época, como la serie 5000 de Burroughs y la máquina ATLAS, de la Universidad de Manchester. Entre los primeros modelos que se pueden mencionar esta la Philco 212 y la UNIVAC M460.

IBM mejoro la 709 y produjo la 7090 (luego ampliada a la 7094), que gano el mercado durante la primera parte de la segunda generación. UNIVAC continuo con el modelo 1107, mientras NRC (National Cash Register) empezó a producir maquinas más pequeñas para proceso de datos comercial como la NCR 315.

RCA (Radio corporation of America) introdujo el modelo 501 y más tarde el RCA 601.

Esta generación no duro mucho, solo cinco años.

Tercera Generación

A mediados de la década de 1960, con la aparición de nuevas y mejores formas de comunicarse con la máquina, además de procesos adicionales en electrónica, surge la tercera generación de computadoras. Se inaugura con la presentación, en abril de 1964 , de la serie 360 de IBM, como culminación de una enorme estrategia comercial y de mercadotecnia.

Las características de la tercera generación consisten en :

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Su fabricación electrónica está basada en circuitos integrados: agrupamiento de circuitos de transistores grabados en milimétricas placas de silicio.

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Su manejo es por medio de los lenguajes de control de los sistemas operativos.

Las computadoras de la serie IBM 360 (modelos 20, 22,30,40,50,65,75, 85, 90, 195 ) incluían técnicas especiales del manejo de procesador, unidades de cinta magnética para nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características ahora usuales.

El sistema operativo de esta serie, llamado OS (Operative System), en varias configuraciones, incorporaba un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron es estándares.

Esta serie alcanzo un éxito enorme de tal forma que la gente en general, pronto llego a identificar el concepto de computadora con IBM. Sin embargo sus maquinas no fueron las únicas, ni necesariamente las mejores. También existían CDC serie 600 modelo 6600, que durante varios años fue considerada la mas rápida.

A mediados de 1970, IBM produjo la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168) como mejora de la serie 360. UNIVAC compitio con los modelos 1108 y 1110, CDC inauguro se serie 7000 con el modelo 7600, reformando después para introducir el modelo Cyber.

Y así varias empresas continuaron compitiendo con nuevas aportaciones.

Minicomputadoras.

A mediados de la década de 1970, surgió un gran mercado para computadoras de tamaño mediano, o minicomputadoras, no tan costosas como las grandes máquinas y con una gran capacidad de proceso. En un principio, el mercado de estas maquinas fue dominado por la serie PDP-8 de DEC (Digital Equipment Corporation).

Las computadoras de la serie IBM 360 (modelos 20, 22,30,40,50,65,75, 85, 90, 195 ) incluyan técnicas especiales del manejo de procesador, unidades de cinta magnética para nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características Haza usuales.

El sistema operativo de esta serie, llamado OS (Operative System), en varias configuraciones, incorporaba un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron es estándares.

Esta serie alcanzo un éxito enorme de tal forma que la gente en general, pronto llego a identificar el concepto de computadora con IBM. Sin embargo sus maquinas no fueron las únicas, ni necesariamente las mejores. También existían CDC serie 600 modelo 6600, que durante varios años fue considerada la mas rápida.

A mediados de 1970, IBM produjo la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168) como mejora de la serie 360. UNIVAC compitió con los modelos 1108 y 1110, CDC inauguro se serie 7000 con el modelo 7600, reformando después para introducir el modelo Cyber.

Y así varias empresas continuaron compitiendo con nuevas aportaciones.

Minicomputadoras.

A mediados de la década de 1970, surgió un gran mercado para computadoras de tamaño mediano, o minicomputadoras, no tan costosas como las grandes máquinas y con una gran capacidad de proceso. En un principio, el mercado de estas maquinas fue dominado por la serie PDP-8 de DEC (Digital Equipment Corporation).

Otras minicomputadoras fueron la serie PDP-11 de DEC , remplazada luego por las màquinas VAX (Virtual Addres eXtended) de la misma compañia: los modelos Nova y Eclipse de Data General; las series 3000 y 9000 de Hewlett-Packard, en varias configuraciones y el modelo 34 de IBM, que luego fue remplazado por los modelos 36 y 38.

En la ahora ex Uniòn Soviètica fueron de amplio uso las computadoras de la serie SU (sistema unificado Ryad), asì mismo los países ahora ex socialistas desarrollaron una serie de computadoras dedicadas al control industrial, además de las máquinas de la serie Mink y BESM.

En la actualidad el mercado de las minicomputadoras es muy dinámico, sobre todo para el uso de servidores.

Cuarta generación 

El adelanto de la microelectrónica prosiguió a una velocidad impresionante, y por el año de 1972, surgió en el mercado una nueva familia de circuitos integrados de alta densidad, que recibieron el nombre de microprocesadores.  Las microcomputadoras  diseñadas con base en estos circuitos de semiconductores eran extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extendió al mercado de consumo.

Sin embargo desde el punto de vista estricto, hace poco ingresamos a la cuarta generación , porque en la que podía llamarse la segunda parte de la tercera generación solo hubo adelantos significativos en el punto A y no en el punto B.  Con el uso masivo de internet ya también ya se puede hablar de un cambio sustancial en el punto B.

Por los que criterios son:

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Microelectrónica de alta integración y distribución de tareas específicas mediante microprocesadores acoplados.

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Acceso a la red desde una computadora personal, tanto en forma local como global.

La siguiente generación

Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los objetivos explícitos de introducir maquinas con innovaciones reales en los dos criterios mencionados, aunque a su termino en 1993 los resultados fueron bastante pobres.  La ACM Association for Computing Machering, que junto con la Computer Society de la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), después de leer detallados artículos, concluye que esta es una generación perdida.

En Estados Unidos estuvo en actividad un programa de desarrollo que perseguía objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente forma:

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Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales.

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Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.

El futuro de la computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia sigua siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.  Talvez las dos tecnologías que definirán los inicios del siglo XXI serán la computación y la ingeniería genética, y esta última depende en buena medida de las tecnologías de computo para proceder.