HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA COMPUTADORA 1. INTRODUCCIÓN Aunque los antecedentes del computador se remontan al ábaco (que en su presente forma, fue introducido en China sobre el 1200 d. C.), se puede afirmar que no existieron los computadores, tal como hoy se les considera, al contrario la tecnología que hoy en día disfrutamos no nació de la noche a la mañana, sino que paso por una serie de etapas, las cuales según algunos autores está formada por cinco generaciones, pero existen algunos que afirman que actualmente nos encontramos en una sexta, esto debido a que ellos consideran el procesamiento en paralelo como una gran evolución. Al comienzo estos computadores tenían un gran tamaño y su uso era exclusivo para entendidos en el área e instituciones grandes, aquello que fue cambiando a la vez que esta fue modernizándose, haciéndose más pequeña, personal y necesaria. A continuación daremos una reseña con respecto a la evolución que se llevo a cabo. 2. DESARROLLO Uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ábaco, cuya historia se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana. Este dispositivo es muy sencillo, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular. Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina inventada por Blaise
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HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA COMPUTADORA
1. INTRODUCCIÓN
Aunque los antecedentes del computador se remontan al ábaco (que en su presente forma, fue introducido en China sobre el 1200 d. C.), se puede afirmar que no existieron los computadores, tal como hoy se les considera, al contrario la tecnología que hoy en día disfrutamos no nació de la noche a la mañana, sino que paso por una serie de etapas, las cuales según algunos autores está formada por cinco generaciones, pero existen algunos que afirman que actualmente nos encontramos en una sexta, esto debido a que ellos consideran el procesamiento en paralelo como una gran evolución. Al comienzo estos computadores tenían un gran tamaño y su uso era exclusivo para entendidos en el área e instituciones grandes, aquello que fue cambiando a la vez que esta fue modernizándose, haciéndose más pequeña, personal y necesaria. A continuación daremos una reseña con respecto a la evolución que se llevo a cabo.
2. DESARROLLO
Uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ábaco, cuya historia se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana. Este dispositivo es muy sencillo, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular.
Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina inventada por Blaise Pascal (1623 - 1662) de Francia y la de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716) de Alemania. Con estas máquinas, los datos se representaban mediante las posiciones de los engranajes, y los datos se introducían manualmente dichas posiciones finales de las ruedas, de manera similar a como leemos los números en el cuentakilómetros de un automóvil.
La primera computadora fue la máquina analítica creada por Charles Babbage, profesor matemático de la Universidad de Cambridge e Ingeniero Ingles en el siglo XIX. En 1823 el gobierno Británico lo apoyo para crear el proyecto de una máquina de diferencias, un dispositivo mecánico para efectuar sumas repetidas. La idea que tuvo Charles Babbage sobre un computador nació debido a que la elaboración de las tablas matemáticas era un proceso tedioso y propenso a errores. Las características de está maquina incluye una memoría que puede almacenar hasta 1000 números de hasta 50 dígitos cada uno. Las operaciones a ejecutar por la unidad aritmética son almacenados en una tarjeta perforadora. Se estima que la maquina tardaría un segundo en realizar una suma y un minuto en una multiplicación.
2.1. LA PRIMERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1938 – 1952)
La primera generación ocupó la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:
Usaban tubos al vacío para procesar información. Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas. Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas. Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran
cantidad de calor y eran sumamente lentas. Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.
En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado de 10,000 dólares).
La computadora más exitosa de la primera generación fue la IBM 650, de la cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un esquema de memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el antecesor de los discos actuales.
Figura 1.Dibujo simplificado de un tubo de vacío.
Fuente:(Angulo et all, 1995).
En 1946 aparece el primer computador fabricado con Electrónica Digital, el computador ENIAC. Éste soportaba una estructura de 20 registros de 10 dígitos, tenía tres tipos de tablas de funciones y la entrada y salida de datos y resultados se realizaban mediante tarjetas perforadas. Tenía unos 18.000 tubos de vacío, pesaba 30 toneladas, ocupaba 1.500 pies cuadrados y realizaba 5.000 sumas por segundo.
Figura 2. ENIAC
Fuente:(Angulo et all, 1995)
Años posteriores el científico matemático Von Neumann propuso modificar el ENIAC en dos importantes aspectos, que dieron lugar al EDVAC. Estos aspectos fueron el programa almacenado en sustitución del programa cableado y la utilización de la aritmética binaria codificada en lugar del decimal.
En 1951 aparece la primera computadora comercial: la UNIVAC I. Esta máquina, que disponía de mil palabras de memoria central y podía leer cintas magnéticas, fue usada para procesar los datos del censo de 1950 en los Estados Unidos.
Figura 3.1951 UNIVAC (Universal Automatic Computer) de John Mauchly y J. Presper Eckert
Fuente:(Angulo et all, 1995)
Además del UNIVAC I se considera modelo representativo de esta época el IBM 701, al que siguieron el 704 y 709 (Angulo et all, 1995).
Evolución: Desde 1952, ha habido miles de nuevos computadores que han utilizado un amplio rango de tecnologías y ofrecido un amplio espectro de capacidades. En un intento de dar una perspectiva a los desarrollos, la industria ha intentado agrupar los computadores en generaciones. Esta clasificación, con frecuencia, está basada en la tecnología de implementación que se ha utilizado en cada generación, como se muestra en la Figura 4. Normalmente, cada generación de computadores es de ocho a diez años, aunque la duración y fecha de comienzo -especialmente
para las generaciones recientes- están a debate. Por convenio, la primera generación se toma en los computadores electrónicos comerciales, en lugar de en las máquinas mecánicas o electromecánicas que les precedieron (Patterson, 1993).
Figura 4.Las generaciones de computadores están habitualmente determinadas por el cambio en la tecnología de implementación dominante. Normalmente, cada generación ofrece la oportunidad de crear una nueva clase de computadores y se crean nuevas compañías de computadores. Muchos investigadores piensan que el procesamiento paralelo utilizando microprocesadores de alto rendimiento será la base de la quinta generación de computadores.
Fuente:(Patterson, 1993)
2.2. La segunda generación de computadoras (1953 – 1962)
La tecnología de esta generación esta caracterizada por el descubrimiento del transistor, que se utilizan en la construcción de las Unidades Centrales de Proceso. El transistor, al ser más pequeño, más barato y de menor consumo que la válvula, hizo a los computadores mas asequibles en tamaño y precio. Las memorias empezaron a construirse con núcleos de ferrita.(Angulo 1995)Figura 5.RCA Junction Transistor Ad (1953)
Cerca de la década de 1960, las computadoras seguían evolucionando. Se reduce su tamaño y crece su capacidad de procesamiento. También en esta época se empezó a definir la forma de comunicarse con las computadoras, que se denominó programación de sistemas.Las características de la segunda generación son las siguientes:
Usaban transistores para procesar información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío. 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al
vacío. Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones.
cantidad de calor y eran sumamente lentas. Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la
primera generación. Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales
eran comercialmente accesibles. Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del
tráfico aéreo y simulaciones de propósito general. La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo, "Whirlwind I". Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.
Otra característica de este generación es de existía un tipo de compatibilidad entre computadoras del mismo de un mismo fabricante y se uso la cinta magnetica como dispositivo de almacenamiento auxiliar
Algunas de estas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras más por medio de cableado en un tablero. Los programas eran hechos a la medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas y cálculos solicitados por la administración.
Las computadoras de esta generación fueron: la Philco 212 (esta compañía se retiró del mercado en 1964), la UNIVAC M460, la Control Data Corporation modelo 1604, seguida por la serie 3000, IBM mejoró la 709 y sacó al mercado la 7090, National Cash Register empezó a producir máquinas para proceso de datos de tipo comercial introduciendo el modelo NCR 315. (Angulo 1995)
Figura 6. Philco 212
Entre las computadoras más sobresalientes de esta generación se encuentra la IBM 1401 que fue conocida como una computadora comercial de tamaño pequeña a mediana.
Figura 7. IBM 1401
Otra computadora fue la IBM 1620 que fue una computadora científica, y la IBM 7094 una computadora científica de mayor tamaño.
Figura 8. IBM 1620
2.3 TERCERA GENERACION (1964 - 1971)
En esta generación el elemento más significativo es el circuito integrado aparecido en 1964 y consistente en el encapsulamiento de gran cantidad de componentes discretos (resistencias, condensadores, diodos y transistores) conformados uno o varios circuitos en una pastilla.
Asimismo, el software evoluciono de forma considerable, con un gran desarrollo en los lenguajes estructurados ADA, PASCAL y los sistemas operativos, que incluían la multiprogramación, el tiempo real y el modo interactivo. Comenzaron a utilizarse como memorias primarias la RAM y ROM con semiconductores, con capacidad de 64 a 256 kilobytes.
En la memoria secundaria se utilizaron discos magnéticos, disquetes de 8 pulgadas y las tradicionales tarjetas perforadas. Su velocidad de procesamiento llego hasta los 5 MIPS (millones de instrucciones por segundos).
Las principales características de esta generación:
Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información. Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información. Un "chip" es una
pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores.
Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas.
Surge la multiprogramación. Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis
matemáticos. Emerge la industria del "software". Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1. Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes.
Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor.
FIGURA 9. Computadora IBM 360
EL computador principal en este periodo fue el IBM 360, apareció en 1965 y la primera minicomputadora fue el PDP-8 de Digital Equipment Corporation.
Figura 10. PDP-8
En 1971, la compañía American Intel Corporation lanzo al mercado el primer procesador completo en un circuito integrado. Pero la tercera generación de computadoras continuo hasta los años setenta del siglo XX.
Aparecieron las series 370 de IBM, 7000 de Burroughs, la familia 1100 de UNIVAC, la serie 7000 de CDC y la línea DPS de Honeywell-Bull.
2.4 CUARTA GENERACIÓN (1971-1988)
Aparecen los microprocesadores que es un gran adelanto de la microelectrónica, son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante. Las microcomputadoras con base en estos circuitos son extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extiende al mercado industrial. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada "revolución informática".
Características de está generación:
Se desarrolló el microprocesador. Se colocan más circuitos dentro de un "chip". "LSI - Large Scale Integration circuit". "VLSI - Very Large Scale Integration circuit". Cada "chip" puede hacer diferentes tareas. Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de
aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips".
Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips" de silicio. Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC. Se desarrollan las supercomputadoras. La micro miniaturización de los circuitos electrónicos.
En 1971, intel Corporation, que era una pequeña compañía fabricante de semiconductores ubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits, que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contenía 2 250 transistores. Este primer microprocesador que se muestra en la figura 1.14, fue bautizado como el 4004.
Silicon Valley (Valle del Silicio) era una región agrícola al sur de la bahía de San Francisco, que por su gran producción de silicio, a partir de 1960 se convierte en una zona totalmente industrializada
donde se asienta una gran cantidad de empresas fabricantes de semiconductores y microprocesadores. Actualmente es conocida en todo el mundo como la región más importante para las industrias relativas a la computación: creación de programas y fabricación de componentes.
Actualmente ha surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentes estructuras o arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computación, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los más grandes a nivel mundial; sobre todo, a partir de 1990, cuando se logran sorprendentes avances en Internet.
Esta generación de computadoras se caracterizó por grandes avances tecnológicos realizados en un tiempo muy corto. En 1977 aparecen las primeras microcomputadoras, entre las cuales, las más famosas fueron las fabricadas por Apple Computer, Radio Shack y Commodore Busíness Machines. IBM se integra al mercado de las microcomputadoras con su Personal Computer, de donde les ha quedado como sinónimo el nombre de PC, y lo más importante; se incluye un sistema operativo estandarizado, el MS- DOS (MicroSoft Disk Operating System).
Las principales tecnologías que dominan este mercado son:
IBM y sus compatibles llamadas clones, fabricadas por infinidad de compañías con base en los procesadores 8088, 8086, 80286, 80386, 80486, 80586 o Pentium, Pentium II, Pentium III y Celeron de Intel y Apple Computer, con sus Macintosh y las Power Macintosh, que tienen gran capacidad de generación de gráficos y sonidos gracias a sus poderosos procesadores Motorola serie 68000 y PowerPC, respectivamente. Este último microprocesador ha sido fabricado utilizando la tecnología RISC (Reduced Instruc tion Set Computing), por Apple Computer Inc., Motorola Inc. e IBM Corporation, conjuntamente.
Los sistemas operativos han alcanzado un notable desarrollo, sobre todo por la posibilidad de generar gráficos a gran des velocidades, lo cual permite utilizar las interfaces gráficas de usuario (Graphic User Interface, GUI), que son pantallas con ventanas, iconos (figuras) y menús desplegables que facilitan las tareas de comunicación entre el usuario y la computadora, tales como la selección de comandos del sistema operativo para realizar operaciones de copiado o formato con una simple pulsación de cualquier botón del ratón (mouse) sobre uno de los iconos o menús.
2.5 QUINTA GENERACIÓN (1984-1990)
Cabe mencionar que no se tiene muy definido cuando empieza la quinta generación y la sexta generación del computador, esto debido a que los avances en la tecnología de la computación se vienen dando de manera muy rápida, todo lo contrario con lo que sucedió en las primeras generaciones del computador.
Pero si queremos darle una fecha podemos decir que la quinta generacion se situa entre los años 1982 a 1989, en estos años las empresas encargadas de construir computadoras contaron con grandes avances de microelectrónic y en avances de software, es en este periodo cuando surge la "red de redes" o Internet, y es ahi donde se dan los mas grandes avances, se da inicio a la inteligencia artificial, que tenia el proposito de equipar a las computadoras con la capacidad de razonar para encontrar soluciones a sus propios problemas siguiendo patrones y secuencias, estas computadoras podian operar en grandes compañias como es la construcción de automoviles, y otras que podrian hacer diversas tareas y a un ritmo impresionante.
Es en esta epoca donde aparecen las computadoras portatiles, ademas las grandes computadoras podian trabajar en procesos en paralelo que era el trabajo de la computadora por medio de varios microprocesadores cada uno realizaba un trabajo distinto.
Los dispositivos de almacenamiento de informacion surgen un cambio pudiendo ahora almacenar mayor cantidad de información, se lanza al mercado el CD como estandar para el almacenamiento de musica y vídeo.
Como ya se sabe la sexta generación se viene dando a partir de 1990 hasta la fecha, en estos ultimos años hemos venido viendo que las computadoras ahora son mas pequeñas, son mas versatiles, ahora internet es una herramienta indispensable tanto en los centros de labores como en el hogar, casi el 90% de la población hace uso en algun momento de internet, y por consiguiente de una computadora.
Ahora vemos que el costo de una PC es relativamente bajo asi como el de una Laptop, las computadoras de ahora vienen trabajando con arquitecturas paralelas / vectoriales lo que hace que sean muy rapidas, pueden almacenar una cantidad enorme de informacion hablamos de terabites, ahora las computadoras practicamente toman decisiones propias alcanzando casi la misma del ser humano, tenemos computadoras tactiles que casi no ocupan espacion en el hogar y el trabajo, tambien con diseño holográfico, lo cual ha revolucionado el mercado de la informática.
Estamos entrando a una era donde las computadoras pueden desarrollar capacidades casi similiares al ser humano, ya hemos visto robots que puden jugar un encuentro de futbol, esperamos que el avance tecnologico en el mundo de la informatica y la computación nos facilite más las cosas asi como hasta ahora lo viene haciendo.
En la actualidad la informatica utiliza satelites, fibra optica, inteligencia artificial lo cual hace que el desarrollo en este campo sea enorme, estamos frente a un avance sin precedentes, y pensar que todo esto comenzo con una simple tabla de Abaco en la antiguedad.
