HISTORIA DE LAS

COMPUTADORAS

ENRIQUE FLORES ALONSO

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. 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.

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-

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.

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.

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 capacidadde 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 la 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.

EVOLUCIÓN DE LAS COMPUTADORAS

Generación de las computadoras

Primera generación: 1946-1955. La tecnología de esta generación se basaba en grandes y pesadas válvulas de vacío; las cuales se sobre calentaban, y había que cambiarlas con frecuencias.El ingreso y salida de los datos se realizaba mediante tarjetas o cintas perforadas, por lo que el procesamiento de la información era lento y secuencial. Segunda generación: 1956-1964. En esta generación las computadoras utilizaban transistores que eran mucho más pequeños y confiables que las válvulas de vacío. El tamaño de las computadoras se redujo considerablemente. Los datos comenzaron en cilindros y cintas magnéticas. También aparece un nuevo periférico de salida, la impresora y se desarrollan los primeros lenguajes de alto nivel: Fortran, Cobol. Se empezaron a usar con fines comerciales.

Tercera generación: 1965-1970. Esta generación se caracteriza por la utilización de chips de circuitos integrados. Un chip permite agrupar miles de transistores en una oblea de silicio apenas más grande que un transistor. De ese modo, la velocidad de procesamiento se incrementó sustancialmente, asimismo, se mejoran los sistemas de almacenamiento existentes y se desarrollaron nuevos lenguajes de programación: Pascal; Basic; logo. Las computadoras se comenzaron a utilizar con fines múltiples.

Cuarta generación: 1971-2000. Durante esta generación se optimizaron los sistemas de producción de chips logrando circuitos integrados de alta escala de integración (LSI) y muy alta escala de integración(VLSI). Surgieron las PC. Y las hogareñas, con lo cual su uso se popularizó. Internet que existía de la generación anterior, se volvió también accesible a los hogares, y todo el mundo comenzó a estar conectado con un precio bajo.

MÁQUINA DE VON NEUMANNVon Neumann estableció en 1945 un modelo de computador, que se considera todavía como la arquitectura básica de los computadores digitales. En la figura se muestra la estructura general de un computador con arquitectura Von Neumann.

Se compone de las siguientes unidades o bloques:

Unidad de Memoria Principal. Unidad Aritmético-lógica. Unidad de Control. Unidad de Entrada/Salida.

· En general, la función esencial de la máquina de Von Neumann, como la decualquier computador, es procesar información. Para ello, necesita saber el tipo de procesamiento y los datos que utilizará.

El tipo se especifica mediante un programa, que es un conjunto deinstrucciones u órdenes elementales, denominadas instrucciones máquina, queejecuta el computador (Aritméticas: suma, resta, multiplicación, división...,Lógicas: AND, OR, NOT, XOR ..., Transferencia de datos: cargar, almacenar, transferir ..., Saltos y Bifurcaciones condicionales, etc).

Por tanto, se necesita un soporte que almacene tanto el programa como losdatos. El bloque de Memoria Principal interna es el que realiza esta función.

La arquitectura de Von Neumann se basa en tres conceptos:

• Las instrucciones y los datos se almacenan en una misma memoria de lectura y escritura.

• El contenido de la memoria se direcciona por localidad, es decir, por la posición que ocupa y no por el tipo de datos.

• La ejecución de las instrucciones es secuencial. Después de una instrucción se ejecuta la ubicada en la siguiente posición de la memoria principal. No obstante, se puede modificar el orden de ejecución mediante instrucciones específicas.

COMPUTADORAS CISC Y RISC

La tecnología CISC (Complex Instruction Set Computer) nació de la mano de Intel, creador en 1971 del primer microchip que permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el 8080, primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras.Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos.

Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que en la actualidad la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples, llamadas generalmente microinstrucciones.

La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquítecturas CISC. La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es así entonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar una única operación.

Las características esenciales de una arquitectura RISC pueden resumirse como sigue:Estos microprocesadores siguen tomando como base el esquema moderno de Von Neumann.Las instrucciones, aunque con otras características, siguen divididas en tres grupos:

a) Transferencia.b) Operaciones.c) Control de flujo.

Reducción del conjunto de instrucciones a instrucciones básicas simples, con la que pueden implantarse todas las operaciones complejas.Arquitectura del tipo load-store (carga y almacena). Las únicas instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store'; registro a registro, con un menor número de acceso a memoria.

Casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de reloj. Con un control implantado por hardware (con un diseño del tipo load-store), casi todas las instrucciones se pueden ejecutar cada ciclo de reloj, base importante para la reorganización de la ejecución de instrucciones por medio de un compilador.Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones). Posibilidad de reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución de la instrucción, ya que esta técnica permite que una instrucción puede empezar a ejecutarse antes de que haya terminado la anterior.

RISC

http://www.cabinas.net/informatica/historia_de_la_computadora.asp

http://yaqui.mxl.uabc.mx/~eherrera/Historia.html

http://cristobaldominguez.com/ficheros/introduccion%20computadores.%20UCO.pdf

http://www.azc.uam.mx/publicaciones/enlinea2/num1/1-2.htm

REFERENCIAS