COMPUTADORA
Máquina capaz de efectuar una
secuencia de operaciones mediante un programa, de tal manera, que se realice un
procesamiento sobre un conjunto de datos de entrada, obteniéndose otro conjunto
de datos de salida.
TIPOS DE COMPUTADORAS
Se clasifican de acuerdo al
principio de operación de Analógicas y Digitales.
·
COMPUTADORA ANALÓGICA
Aprovechando el hecho de que diferentes fenómenos físicos se describen
por relaciones matemáticas similares (v.g. Exponenciales, Logarítmicas, etc.)
pueden entregar la solución muy rápidamente. Pero tienen el inconveniente que
al cambiar el problema a resolver, hay que realambrar la circuitería (cambiar
el Hardware).
·
COMPUTADORA DIGITAL
Están basadas en dispositivos biestables, i.e., que sólo pueden tomar
uno de dos valores posibles: ‘1’ ó ‘0’.
Tienen como ventaja, el poder ejecutar diferentes programas para diferentes
problemas, sin tener que la necesidad de modificar físicamente la máquina.
HISTORIA DE LA COMPUTACIÓN
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. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones
representan valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que este
representa y almacena datos. A este dispositivo no se le puede llamar
computadora por carecer del elemento fundamental llamado programa.
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 estableciendo 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 en el
siglo XIX. 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. En 1823 el gobierno Británico lo apoyo para crear el proyecto de una
máquina de diferencias, un dispositivo mecánico para efectuar sumas repetidas.
Mientras tanto Charles Jacquard
(francés), fabricante de tejidos, había creado un telar que podía reproducir
automáticamente patrones de tejidos leyendo la información codificada en
patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rígido. Al enterarse de
este método Babbage abandonó la máquina de diferencias y se dedico al proyecto
de la máquina analítica que se pudiera programar con tarjetas perforadas para
efectuar cualquier cálculo con una precisión de 20 dígitos. La tecnología de la
época no bastaba para hacer realidad sus ideas.
El mundo no estaba listo, y no lo
estaría por cien años más.
En 1944 se construyó en la Universidad
de Harvard, la Mark I, diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken.
Esta máquina no está considerada como computadora electrónica debido a que no
era de propósito general y su funcionamiento estaba basado en dispositivos
electromecánicos llamados relevadores.
En 1947 se
construyó en la Universidad de Pennsylvania la ENIAC (Electronic Numerical
Integrator And Calculator) que fue la primera computadora electrónica, el
equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta
máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18 000 tubos de
vacío, consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de aire
acondicionado, pero tenía la capacidad de realizar cinco mil operaciones
aritméticas en un segundo.
El proyecto, auspiciado por el
departamento de Defensa de los Estados Unidos, culminó dos años después, cuando
se integró a ese equipo el ingeniero y matemático húngaro John von Neumann
(1903 - 1957). Las ideas de von Neumann resultaron tan fundamentales para su
desarrollo posterior, que es considerado el padre de las computadoras.
La EDVAC (Electronic Discrete
Variable Automatic Computer) fue diseñada por este nuevo equipo. Tenía
aproximadamente cuatro mil bulbos y usaba un tipo de memoria basado en tubos
llenos de mercurio por donde circulaban señales eléctricas sujetas a retardos.
La idea fundamental de von Neumann
fue: permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones, para que
entonces la computadora pueda ser programada en un lenguaje, y no por medio de
alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, como
en la ENIAC.
Todo este desarrollo de las
computadoras suele divisarse por generaciones y el criterio que se determinó
para determinar el cambio de generación no está muy bien definido, pero resulta
aparente que deben cumplirse al menos los siguientes requisitos:
·
La forma en que están construidas.
·
Forma en que el ser humano se comunica con ellas.
Primera Generación
En esta generación había una gran
desconocimiento de las capacidades de las computadoras, puesto que se realizó
un estudio en esta época que determinó que con veinte computadoras se saturaría
el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos.
Esta generación abarco la década de
los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían
las siguientes características:
·
Estas máquinas estaban construidas por medio de tubos de vacío.
·
Eran programadas en lenguaje de máquina.
En esta generación las máquinas son
grandes y costosas (de un costo aproximado de ciento de miles de dólares).
En 1951 aparece la UNIVAC (NIVersAl
Computer), fue la primera computadora comercial, que disponía de mil palabras
de memoria central y podían leer cintas magnéticas, se utilizó para procesar el
censo de 1950 en los Estados Unidos.
En las dos primeras generaciones,
las unidades de entrada utilizaban tarjetas perforadas, retomadas por Herman
Hollerith (1860 - 1929), quien además fundó una compañía que con el paso del
tiempo se conocería como IBM (International Bussines Machines).
Después se desarrolló por IBM la IBM 701 de la cual se
entregaron 18 unidades entre 1953 y 1957.
Posteriormente, la compañía
Remington Rand fabricó el modelo 1103, que competía con la 701 en el campo
científico, por lo que la IBM desarrollo la 702, la cual presentó problemas en
memoria, debido a esto no duró en el mercado.
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.
Otros modelos de computadora que se pueden
situar en los inicios de la segunda generación son: la UNIVAC 80 y 90, las IBM
704 y 709, Burroughs 220 y UNIVAC 1105.
Segunda Generación
Cerca de la década de 1960, las
computadoras seguían evolucionando, se reducía su tamaño y crecía su capacidad de
procesamiento. También en esta época se empezó a definir la forma de
comunicarse con las computadoras, que recibía el nombre de programación de
sistemas.
Las características de la segunda
generación son las siguientes:
·
Están construidas con circuitos de transistores.
·
Se programan en nuevos lenguajes llamados lenguajes de alto nivel.
En esta generación las computadoras
se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas compañías y las
computadoras eran bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de
Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester.
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. El usuario final de la información
no tenía contacto directo con las computadoras.
Esta situación en un principio se produjo en las primeras computadoras
personales, pues se requería saberlas “programar” (alimentarle instrucciones)
para obtener resultados; por lo tanto su uso estaba limitado a aquellos audaces
pioneros que gustaran de pasar un buen número de horas escribiendo
instrucciones, “corriendo” el programa resultante y verificando y corrigiendo
los errores o bugs que aparecieran. Además, para no perder el “programa”
resultante había que “guardarlo” (almacenarlo) en una grabadora de astte, pues
en esa época no había discos flexibles y mucho menos discos duros para las PC;
este procedimiento podía tomar de 10 a 45 minutos, según el programa.
El panorama se modificó totalmente con la aparición de las computadoras
personales con mejore circuitos, más memoria, unidades de disco flexible y
sobre todo con la aparición de programas de aplicación general en donde el
usuario compra el programa y se pone a trabajar. Aparecen los programas
procesadores de palabras como el célebre Word Star, la impresionante hoja de
cálculo (spreadsheet) Visicalc y otros más que de la noche a la mañana cambian
la imagen de la PC. El sortware empieza
a tratar de alcanzar el paso del hardware. Pero aquí aparece un nuevo elemento:
el usuario.
El usuario de las computadoras va cambiando y evolucionando con el
tiempo. De estar totalmente desconectado a ellas en las máquinas grandes pasa
la PC a ser pieza clave en el diseño tanto del hardware como del software.
Aparece el concepto de human interface que es la relación entre el usuario y su
computadora. Se habla entonces de hardware ergonómico (adaptado a las
dimensiones humanas para reducir el cansancio), diseños de pantallas
antirreflejos y teclados que descansen la muñeca.
Con respecto al software se inicia una verdadera carrera para encontrar
la manera en que el usuario pase menos tiempo capacitándose y entrenándose y
más tiempo produciendo. Se ponen al alcance programas con menús (listas de
opciones) que orientan en todo momento al usuario (con el consiguiente
aburrimiento de los usuarios expertos); otros programas ofrecen toda una
artillería de teclas de control y teclas de funciones (atajos) para efectuar
toda suerte de efectos en el trabajo (con la consiguiente desorientación de los
usuarios novatos). Se ofrecen un sin número de cursos prometiendo que en pocas
semanas hacen de cualquier persona un experto en los programas comerciales.
Pero el problema “constante” es que ninguna solución para el uso de los
programas es “constante”. Cada nuevo programa requiere aprender nuevos
controles, nuevos trucos, nuevos menús. Se empieza a sentir que la relación
usuario-PC no está acorde con los desarrollos del equipo y de la potencia de
los programas. Hace falta una relación amistosa entre el usuario y la PC.
Las computadoras de esta generación
fueron: la Philco 212 (esta compañía se retiró del mercado en 1964) y la UNIVAC
M460, la Control Data Corporation modelo 1604, seguida por la serie 3000, la
IBM mejoró la 709 y sacó al mercado la 7090, la National Cash Register empezó a
producir máquinas para proceso de datos de tipo comercial, introdujo el modelo
NCR 315.
La Radio Corporation of America
introdujo el modelo 501, que manejaba el lenguaje COBOL, para procesos
administrativos y comerciales. Después salió al mercado la RCA 601.
Tercera generación
Con los progresos
de la electrónica y los avances de comunicación con las computadoras en la
década de los 1960, surge la tercera generación de las computadoras. Se
inaugura con la IBM 360 en abril de 1964.3
Las características de esta
generación fueron las siguientes:
·
Su fabricación electrónica esta basada en circuitos integrados.
·
Su manejo es por medio de los lenguajes de control de los sistemas
operativos.
La IBM produce la serie 360 con los
modelos 20, 22, 30, 40, 50, 65, 67, 75, 85, 90, 195 que utilizaban técnicas
especiales del procesador, unidades de cinta de nueve canales, paquetes de
discos magnéticos y otras características que ahora son estándares (no todos
los modelos usaban estas técnicas, sino que estaba dividido por aplicaciones).
El sistema operativo de la serie
360, se llamó OS que contaba con varias configuraciones, incluía un conjunto de
técnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron en
estándares.
En 1964 CDC introdujo la serie 6000
con la computadora 6600 que se consideró durante algunos años como la más
rápida.
En la década de 1970, la IBM produce
la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168). UNIVAC compite son los
modelos 1108 y 1110, máquinas en gran escala; mientras que CDC produce su serie
7000 con el modelo 7600. Estas computadoras se caracterizan por ser muy
potentes y veloces.
A finales de esta década la IBM de
su serie 370 produce los modelos 3031, 3033, 4341. Burroughs con su serie 6000
produce los modelos 6500 y 6700 de avanzado diseño, que se reemplazaron por su
serie 7000. Honey - Well participa con su computadora DPS con varios modelos.
A mediados de la década de 1970,
aparecen en el mercado las computadoras de tamaño mediano, o minicomputadoras que no son
tan costosas como las grandes (llamadas también como mainframes que
significa también, gran sistema), pero disponen de gran capacidad de
procesamiento. Algunas minicomputadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la
PDP - 11 de Digital Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address eXtended) de
la misma compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y
9000 de Hewlett - Packard con varios modelos el 36 y el 34, la Wang y Honey -
Well -Bull, Siemens de origen alemán, la ICL fabricada en Inglaterra. En la
Unión Soviética se utilizó la US (Sistema Unificado, Ryad) que ha pasado por
varias generaciones.
Cuarta Generación
Aquí 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”.
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs
inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la
compañía conocida como la Apple que fue la segunda compañía más grande del
mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta por su parte es aún de las cinco
compañías más grandes del mundo.
En 1981 se vendieron 800 00
computadoras personales, al siguiente subió a 1 400 000. Entre 1984 y 1987 se
vendieron alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no
queda duda que su impacto y penetración han sido enormes.
Con el surgimiento de las
computadoras personales, el software y los sistemas que con ellas de manejan
han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la
comunicación con el usuario. Surgen otras aplicaciones como los procesadores de
palabra, las hojas electrónicas de cálculo, paquetes gráficos, etc.
También las industrias del Software
de las computadoras personales crece con gran rapidez, Gary Kildall y William
Gates se dedicaron durante años a la creación de sistemas operativos y métodos
para lograr una utilización sencilla de las microcomputadoras (son los
creadores de CP/M y de los productos de Microsoft).
No todo son microcomputadoras, por
su puesto, las minicomputadoras y los grandes sistemas continúan en desarrollo.
De hecho las máquinas pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de los grandes
sistemas de 10 o 15 años antes, que requerían de instalaciones costosas y
especiales, pero sería equivocado suponer que las grandes computadoras han
desaparecido; por el contrario, su presencia era ya ineludible en prácticamente
todas las esferas de control gubernamental, militar y de la gran industria. Las
enormes computadoras de las series CDC, CRAY, Hitachi o IBM por ejemplo, eran
capaces de atender a varios cientos de millones de operaciones por segundo.
Quinta Generación
En vista de la acelerada marcha de
la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner
también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se
manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del
mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo,
no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con
la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes
de control especializados.
Japón lanzó en 1983 el llamado
“programa de la quinta generación de computadoras”, con los objetivos
explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios
mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en
desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la
siguiente manera:
·
Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y
circuitos de gran velocidad.
·
Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.
El futuro previsible de la
computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia siga siendo
objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.
MODELO DE VON NEUMANN
Las computadoras digitales actuales
se ajustan al modelo propuesto por el matemático John Von Neumann. De acuerdo
con él, una característica importante de este modelo es que tanto los datos
como los programas, se almacenan en la memoria antes de ser utilizados.