Ensayo Historia de la Computación

Ensayo Historia de la Computación Rodrigo Olave Vera. Sección 6. Ciencias de la Computación.

Introducción

El desarrollo y aplicación de la electrónica ha permitido el desarrollo de un área llamada computación, esta ha cambiado de una manera inimaginable para las personas de principios de siglo, el desenvolvimiento del mundo, ya que nos permite una facilidad en el manejo y organización de la información, instantaneidad en la comunicación a escala global, nuevas medicinas y modelos científicos. En toda área de producción esta ha multiplicado el ritmo de avance, especialización y desarrollo tecnológico logrando una transformación de la humanidad en todo ámbito. Todo este desarrollo nos hace preguntarnos sobre los inicios de aquella área que actualmente nos ha facilitados una herramienta de tal sofisticación y utilidad sin precedentes. En esta pequeña investigación descubriremos a grandes rasgos algunos creadores y características de las primeras computadoras.

Principios de la Computación Charles Babbage Babbage intentó encontrar un método por el cual se pudieran hacer cálculos automáticamente por una máquina, eliminando errores debidos a la fatiga o aburrimiento que sufrían las personas encargadas de compilar las tablas matemáticas de la época. Esta idea la tuvo en 1812. Entre 1833 y 1842, Babbage lo intentó de nuevo esta vez, intentó construir una máquina que fuese programable para hacer cualquier tipo de cálculo, no sólo los referentes al cálculo de tablas logarítmicas o funciones polinómicas. Ésta fue la máquina analítica. El diseño se

basaba en el telar de Joseph Marie Jacquard, el cual usaba tarjetas perforadas para determinar como una costura debía ser realizada. Babbage adaptó su diseño para conseguir calcular funciones analíticas. La máquina analítica tenía dispositivos de entrada basados en las tarjetas perforadas de Jacquard, un procesador aritmético, que calculaba números, una unidad de control que determinaba qué tarea debía ser realizada, un mecanismo de salida y una memoria donde los números podían ser almacenados hasta ser procesados. Se considera que la máquina analítica de Babbage fue la primera computadora del mundo. Un diseño inicial plenamente funcional de ella fue terminado en 1835. Sin embargo, debido a problemas similares a los de la máquina diferencial, la máquina analítica nunca fue terminada por Charles.

Ada Lovelace Ada Lovelace es recordada principalmente por haber escrito una descripción de la antigua máquina analítica de Charles Babbage, también desarrolló instrucciones para hacer cálculos en una versión inicial del computador. En sus notas, Ada Augusta dice que la «máquina analítica» sólo podía dar información disponible que ya era conocida: vio claramente que no podía originar conocimiento. Su trabajo fue olvidado por muchos años, atribuyéndole exclusivamente un papel de transcriptora de las notas de Babbage. Este mismo caracterizó su aporte al llamarla su intérprete aunque recientes investigaciones muestran la originalidad de su punto de vista sobre las instrucciones necesarias para el funcionamiento de la «máquina analítica». Sugirió el uso de tarjetas perforadas como método de entrada de información e instrucciones a la máquina analítica, además introdujo una notación para escribir programas, ello principalmente basado en el dominio que Ada demuestra en las notas que escribe sobre el texto de Luigi Menabrea en 1842, notas por cierto más extensas que el texto mismo, sobre el funcionamiento del telar de Jacquard así como de la máquina analítica de Babbage, resalta además que ella menciona que en las tarjetas perforadas hay ceros o estado neutro siendo que las tarjetas representaban para la máquina de Babbage números decimales y no binarios (8 perforaciones equivaldrían entonces a 8 unidades)

Colossus Las máquinas Colossus fueron los primeros dispositivos calculadores electrónicos usados por los británicos para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial. Colossus fue uno de los primeros computadores digitales. Se usaron en el criptoanálisis para las comunicaciones de alto nivel alemanas, mensajes que habían sido cifrados usando la máquina Lorenz SZ 40/42. Parte de la operación era emular electrónicamente la máquina mecánica de Lorenz.

Colossus comparaba dos flujos de datos, contando cada coincidencia basada en una función programable booleana. El mensaje cifrado se leía a gran velocidad a través de una cinta de papel. El otro flujo de datos era generado internamente, y era una simulación electrónica de la máquina de Lorenz en varias combinaciones. Si el número de coincidencias para una combinación era superior a una cierta cantidad, la salida era escrita en una máquina de escribir eléctrica.

John von Neumann Fue uno de los más grandes matemáticos del siglo XX. Húngaroestadounidense que realizó contribuciones importantes en física cuántica, análisis funcional, teoría de conjuntos, ciencias de la computación, economía, análisis numérico, cibernética, hidrodinámica (de explosiones), estadística y muchos otros campos de la matemática. Al comenzar la Segunda Guerra Mundial comenzó a trabajar para el Gobierno de los EE.UU, hacia 1943 von Neumann empezó a interesarse por la computación para ayudarse en su trabajo, en aquellos años había numerosas computadoras en construcción, pero con la que von Neumann se involucró fue el ENIAC. Una vez finalizada la construcción del ENIAC y viendo sus limitaciones, decidieron definir todo un nuevo sistema lógico de computación basado en las ideas de Turing y se enfrascaron en el diseño y la construcción de una computadora más poderosa el EDVAC. En los años 50 construyó la computadora IAS, cuyo diseño ha sido una de las bases de la computadora actual, conociéndose como "arquitectura de von Neumann".

ENIAC ENIAC es una sigla de Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico), utilizada por el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los Estados Unidos. La ENIAC fue construida en la Universidad de Pennsylvania por John Presper Eckert y John William Mauchly, ocupaba una superficie de 167 m² y operaba con un total de 17.468 válvulas electrónicas o tubos de vacío que a su vez permitían realizar cerca de 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. La computadora podía calcular trayectorias de proyectiles, lo cual fue el objetivo primario al construirla. En 1,5 segundos era posible calcular la potencia 5000 de un número de hasta 5 cifras. La ENIAC podía resolver 5.000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo. Físicamente, la ENIAC tenía 17.468 tubos de vacío, 7.200 diodos de cristal, 1.500 relés, 70.000 resistencias, 10.000 condensadores y 5 millones de soldaduras. Pesaba 27 T, medía 2,4 m x 0,9 m x 30 m; utilizaba 1.500 conmutadores electromagnéticos y relés; requería la operación manual de unos 6.000 interruptores, y su programa o software, cuando requería modificaciones, demoraba semanas de instalación manual.

EDVAC La EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) por sus siglas en inglés, fue una de las primeras computadoras electrónicas. A diferencia de la ENIAC, no era decimal, sino binaria y tuvo el primer programa diseñado para ser almacenado. Este diseño se convirtió en el estándar de arquitectura para la mayoría de las computadoras modernas. El diseño de la EDVAC es considerado un éxito en la historia de la informática. El diseño de la EDVAC fue desarrollado aún antes de que la ENIAC fuera puesta en marcha y tenía la intención de resolver muchos de los problemas encontrados en el diseño de la ENIAC. La computadora fue diseñada para ser binaria con adición, sustracción y multiplicación automática y división programada. También poseería un verificador automático con capacidad para mil palabras (luego se estableció en 1.024). Físicamente la computadora fue construida de los siguientes componentes: Un lector-grabador de cinta magnética, una unidad de control con osciloscopio, una unidad para recibir instrucciones del control y la memoria y para dirigirlas a otras unidades, una unidad computacional para realizar operaciones aritméticas en un par de números a la vez y mandarlos a la memoria después de corroborarlo con otra unidad idéntica, un cronómetro, y una unidad de memoria dual. La EDVAC fue entregada al laboratorio militar en agosto de 1949 y después de varios ajustes, comenzó a operar hasta 1951. En 1960 corría por más de 20 horas diarias con lapsos sin error de 8 horas, en promedio. La EDVAC recibió varias actualizaciones, incluyendo un dispositivo de entrada/salida de tarjetas perforadas en 1953, memoria adicional en un tambor magnético en 1954 y una unidad de aritmética de coma flotante en 1958. La EDVAC corrió hasta 1961 cuando fue reemplazada por BRLESC. En su vida, demostró ser altamente confiable y productiva.

IBM International Business Machines o IBM es una empresa multinacional estadounidense que fabrica y comercializa herramientas, programas y servicios relacionados con la informática. IBM esta constituida como tal desde el 15 de junio de 1911, pero lleva operando desde 1888. Durante la Segunda Guerra Mundial, IBM comenzó a investigar en el campo de la informática. En 1944 terminó de construir el computador -Calculadora Controlada por Secuencia Automática-, también conocido como Mark I. El Mark I fue la primera máquina capaz de ejecutar cálculos complejos automáticamente, y estaba basada en interruptores electromecánicos. En 1953, IBM creó el IBM 701, el primer gran computador basado en válvulas de vacío, tecnología que substituyó a los interruptores electromecánicos. En 1954 introdujo la IBM 650. En 1959, los transistores empezaron a substituir a las válvulas de vacío. Uno de los primeros computadores de IBM basados en transistores fue el IBM 7090. Hasta aquel entonces, los computadores se usaban principalmente en centros de

investigación y del gobierno, pero la mejora de rendimiento alcanzada con las válvulas y especialmente con los transistores, hizo que algunas empresas comenzaran a utilizarlos. El primer sistema de almacenamiento informático basado en disco, llamado RAMAC, y el lenguaje de programación FORTRAN fueron creados por IBM en 1957. El RAMAC es el predecesor de los discos duros actuales y estaba formado internamente por cincuenta discos. A comienzos de los años 1960, IBM comenzó a transformarse en una empresa dedicada exclusivamente a la informática, dejando paulatinamente la fabricación de equipos para tarjetas perforadas y máquinas de escribir. Estas últimas las empezó a fabricar a mediados de los años 1930. El 7 de abril de 1964, IBM lanzó el System/360, la primera arquitectura de computadores que permitía intercambiar los programas y periféricos entre los distintos equipos componentes de la arquitectura, al contrario de lo existente anteriormente, en que cada equipo era una caja cerrada incompatible con los demás. La orden de crear esta arquitectura partió directamente del gerente de IBM de la época, Thomas J. Watson, Jr.. El desarrollo del System/360 fue tan costoso que prácticamente llevó a la quiebra a IBM, pero tuvo tal éxito al lanzarse al mercado que los nuevos ingresos y el liderazgo que consiguió IBM respecto a sus competidores les resarcieron de todos los gastos. Fue tal el éxito de IBM de mediados de los años 1960 que provocó que la empresa fuera investigada por monopolio. De hecho, tuvo un juicio, que comenzó en 1969, en el que fue acusada de intentar monopolizar el mercado de los dispositivos electrónicos de propósito general, concretamente el mercado de computadores empresariales. El juicio continuó hasta 1983 y tuvo gran impacto en las prácticas de la empresa. Durante los años 1970, IBM continuó creando nuevos dispositivos informáticos. En 1971 creó el disco flexible y poco después empezó a comercializar predecesores de los actuales lectores de códigos de barras y cajeros automáticos. En 1981, IBM creó el IBM PC, que es el computador personal de más éxito de todos los tiempos. Este éxito no era esperado por IBM, que creó el IBM PC de forma rápida y comprando componentes de gama baja a otros fabricantes, cosa que no había hecho hasta el momento, para que el IBM PC no absorbiera parte del mercado de computadores más potentes de IBM. Además, el sistema operativo del IBM PC tampoco fue creado por IBM, sino que fue contratado con Microsoft. Debido a que no estaba creado desde cero por IBM, poco después comenzaron a aparecer equipos compatibles con el IBM PC de otros fabricantes, y Microsoft empezó a crecer al vender licencias del sistema operativo del IBM PC a estos otros fabricantes. Durante los años 1980 IBM forjó cuatro premios Nobel.

El 19 de enero de 1993, IBM anunció unas pérdidas de cerca de 8.000 millones de dólares, lo que fue el récord de pérdidas en una empresa de toda la historia de los Estados Unidos. Parte de esas pérdidas se deben a que el IBM PC absorbió gran parte del mercado de computadores más potentes y a que los fabricantes de computadores compatibles con el IBM PC cada vez tenían más cuota de mercado. El gran cambio en IBM se da en 1993 cuando se elige como Chief Executive Officer a Louis V. Gerstner, el primer ejecutivo de alto nivel en la historia de IBM que no provenía de sus propias filas. Lou, como se le conoce, había sido CEO en empresas de fabricación de alimentos, cigarrillos y tarjetas de crédito, pero jamás de empresas de tecnología. A partir de entonces, IBM comenzó a transformarse en una empresa de servicios, reduciendo su dependencia económica de la venta de equipos. Esta tendencia se incrementó, especialmente desde que en 2002 Samuel J. Palmisano, sucesor de Lou, dejara de dirigir la rama de servicios de IBM para convertirse en el nuevo primer ejecutivo de la empresa. En el 2003, alrededor del 50% de los ingresos de IBM provienen de la rama de servicios, mientras que la venta de equipos supone aproximadamente el 30%. El 10 de diciembre de 2004, IBM terminó las negociaciones encaminadas a vender la división de PC al grupo chino Lenovo por 650 millones de dólares en efectivo y 600 millones más en acciones (un 19% de Lenovo). Junto con la división de PC, Lenovo consigue alrededor de 10.000 empleados de IBM y el derecho a usar las marcas IBM y Thinkpad durante cinco años.

Generaciones de la computación Las computadoras se comenzaron a clasificar en generaciones, aquí una breve reseña de cada una. PRIMERA GENERACIÓN: (1945-1956) Esta generación se identifica por el hecho que la tecnología electrónica estaba basada en "tubos de vacío", más conocidos como bulbos electrónicos, del tamaño de un foco de luz casero. Los sistemas de bulbos podían multiplicar dos números de diez dígitos en un cuarentavo de segundo. Lo revolucionario, con respecto a las máquinas de cálculo anteriores, consiste en que ahora el procesador electrónico puede tomar decisiones lógicas y, aplicándolas, podrá realizar o bien una operación u otra. Esto es posible, lógicamente, si el hombre a comunicado previamente a la máquina cómo de comportarse en los diferentes casos posibles. Las características generales de estas máquinas incluyen:

- El almacén primario se basaba en tarjetas perforadas, pero en 1957 se introduce la cinta magnética como método más rápido y compacto de almacenamiento. - Tiempos de operación (ejecución de instrucciones) del rango de milésimas de segundo. - El lenguaje utilizado para programarlas era el Lenguaje Máquina, basado únicamente en número binarios (los lenguajes actuales se asemejan mucho al lenguaje natural), lo que hacia difícil y tardado el proceso de programar la computadora. - Válvula electrónica (tubos al vacío.) - Alto consumo de energía. - Almacenamiento de la información en tambor magnético interior. Un tambor magnético disponía de su interior del ordenador, recogía y memorizaba los datos y los programas que se le suministraban mediante tarjetas. - Lenguaje de máquina. La programación se codifica en un lenguaje muy rudimentario denominado lenguaje de máquina. Consistía en la yuxtaposición de largo bits o cadenas de cero y unos. - Fabricación industrial. La iniciativa se aventuro a entrar en este campo e inició la fabricación de computadoras en serie. Aplicaciones comerciales. La gran novedad fue el uso de la computadora en actividades comerciales.

SEGUNDA GENERACIÓN: (1957-1963) Esta generación nace con el uso del "transistor", que sustituyó a los bulbos electrónicos. El invento del transistor, en 1948, les valió el Premio Nóbel a los estadounidenses Walter H. Brattain, John Bardeen y William B. Shockley. Con esto se da un paso decisivo, no sólo en la computación, sino en toda la electrónica. El transistor es un pequeño dispositivo que transfiere señales eléctricas a través de una resistencia variable. Entre las ventajas de los transistores sobre los bulbos se encuentran: su menor tamaño, no necesitan tiempo de calentamiento, consumen menos energía y son más rápidos y confiables. CARACTERISTICAS PRINCIPALES

1. Transistor. El componente principal es un pequeño trozo de

semiconductor, y se expone en los llamados circuitos transistorizados. 2. Disminución del tamaño. 3. Disminución del consumo y de la producción del calor. 4. Su fiabilidad alcanza metas imaginables con los efímeros tubos al vacío. 5. Mayor rapidez ala velocidades de datos. 6. Memoria interna de núcleos de ferrita. 7. Instrumentos de almacenamiento. 8. Mejora de los dispositivos de entrada y salida. 9. Introducción de elementos modulares. 10. Lenguaje de programación más potente.

TERCERA GENERACIÓN: (1964-1971) En esta época se desarrollan los circuitos integrados -un circuito electrónico completo sobre una pastilla (chip) de silicio-, que constaban inicialmente de la agrupación de unos cuantos transistores. Hechos de uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, el silicio, una sustancia no metálica que se encuentra en la arena común de las playas y en prácticamente en todas las rocas y arcilla. Cada pastilla, de menos de 1/8 de pulgada cuadrada, contiene miles o millones de componentes electrónicos entre transistores, diodos y resistencias. Los chips de circuitos integrados tienen la ventaja, respecto de los transistores, de ser más confiables, compactos y de menor costo. Las técnicas de producción masiva han hecho posible la manufactura de circuitos integrados de bajo costo.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES: 1. Circuito integrado, miniaturización y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio o (chip) 2. Menor consumo. 3. Apreciable reducción de espacio. 4. Aumento de fiabilidad. 5. Teleproceso. 6. Multiprogramación. 7. Renovación de periféricos.

8. Instrumentación del sistema. 9. Compatibilidad. 10. Ampliación de las aplicaciones. 11. La mini computadora. La época se refiere principalmente a las computadoras de 1980 y continúa hasta la fecha. Los elementos principales de las computadoras de esta generación son los microprocesadores, que son dispositivos de estado sólido, de forma autónoma efectúan las funciones de acceso, operación y mando del computador. También se hace posible la integración a gran escala muy grande (VLSI Very Large Scale Integration), incrementando en forma vasta la densidad de los circuitos del microprocesador, la memoria y los chips de apoyo aquellos que sirven de interfase entre los microprocesadores y los dispositivos de entrada / salida. A principios de los 90 se producen nuevos paradigmas en el campo. Las computadoras personales y las estaciones de trabajo ya eran computadoras potentes; de alguna manera alcanzaron la capacidad de las mini computadoras de diez años antes. Pero lo más importante es que se empezaron a diseñar para usarse como partes de redes de computadoras. Surgieron los conceptos de "computación distribuida" -hacer uso del poder de cómputo y almacenamiento en cualquier parte de la red- y "computación cliente-servidor" -una combinación de computadoras pequeñas y grandes, conectadas en conjunto, en donde cada una se usa para lo que es mejor. Otro proceso, llamado downsizing, se manifestó unas diversas instancias, donde las computadoras mayores (mainframes) con terminales dieron cabida a un sistema de redes con microcomputadoras y estaciones de trabajo. CUARTA GENERACIÓN: (1971-PRESENTE) QUINTA GENERACIÓN: (PRESENTE-FUTURO) El termino quinta generación fue acuñado por los japoneses para describir las potentes e "inteligentes" computadoras que deseaban producir a mediados de los noventa. La meta es organizar sistemas de computación que produzcan inferencias y no solamente realicen cálculos. En el proceso se han incorporado muchos campos de investigación en la industria de la computación, como la inteligencia artificial (IA), los sistemas expertos y el lenguaje natural. Se distingue normalmente dos clases de entorno: •

ENTORNO DE PROGRAMACION.- orientado a la construcción de sistemas, están formados por un conjunto de herramientas que asisten al programador en las distintas fases del ciclo de

•

construcción del programa (edición, verificación, ejecución, corrección de errores, etc.) ENTORNO DE UTILIZACIÓN.- orientado a facilitar la comunicación del usuario con el sistema. Este sistema esta compuesto por herramientas que facilitan la comunicación hombre-máquina, sistemas de adquisición de datos, sistemas gráficos, etc.

Ejemplos concretos y explicación de la generación actual y las tendencias futuras. 1. Las características de los computadores de la generación actual

quedan recibidas en el numero de procesador (Pentium 4) el cual tiene una velocidad de procesamiento de 2.8 a 3.6 Giga hertz y los accesorios periféricos (de entrada y salida) tienen la características de ser de mas fácil y mas rápida instalación. 2. GENERACIONES ACTUALES: 3. TENDENCIAS FUTURAS: Una tendencia constante en el desarrollo de los ordenadores es la micro miniaturización, iniciativa que tiende a comprimir más elementos de circuitos en un espacio de chip cada vez más pequeño. Además, los investigadores intentan agilizar el funcionamiento de los circuitos mediante el uso de la superconductividad, un fenómeno de disminución de la resistencia eléctrica que se observa cuando se enfrían los objetos a temperaturas muy bajas. Las redes informáticas se han vuelto cada vez más importantes en el desarrollo de la tecnología de computadoras. Las redes son grupos de computadoras interconectados mediante sistemas de comunicación. La red pública Internet es un ejemplo de red informática planetaria. Las redes permiten que las computadoras conectadas intercambien rápidamente información y, en algunos casos, compartan una carga de trabajo, con lo que muchas computadoras pueden cooperar en la realización de una tarea. Se están desarrollando nuevas tecnologías de equipo físico y soporte lógico que acelerarán los dos procesos mencionados. Otra tendencia en el desarrollo de computadoras es el esfuerzo para crear computadoras de quinta generación, capaces de resolver problemas complejos en formas que pudieran llegar a considerarse creativas. Una vía que se está explorando activamente es el ordenador de proceso paralelo, que emplea muchos chips para realizar varias tareas diferentes al mismo tiempo. El proceso paralelo podría llegar a reproducir hasta cierto punto las complejas funciones de realimentación, aproximación y evaluación que caracterizan al pensamiento humano. Otra forma de proceso paralelo que se está investigando es el uso de computadoras moleculares. En estas computadoras, los símbolos

lógicos se expresan por unidades químicas de ADN en vez de por el flujo de electrones habitual en las computadoras corrientes. Las computadoras moleculares podrían llegar a resolver problemas complicados mucho más rápidamente que las actuales supercomputadoras y consumir mucha menos energía. Ejemplo: Micro miniaturización: este circuito integrado, un microprocesador F-100, tiene sólo 0,6 cm2, y es lo bastante pequeño para pasar por el ojo de una aguja. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Terminamos entonces esta pequeña reseña sobre algunos autores relevantes y sobre una actual denominación generacional sobre las computadoras.

Bibliografia: http://es.wikipedia.org/wiki/ENIAC http://es.wikipedia.org/wiki/EDVAC http://es.wikipedia.org/wiki/IBM http://es.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_hardware http://es.wikipedia.org/wiki/Colossus http://es.wikipedia.org/wiki/Ada_Lovelace http://es.wikipedia.org/wiki/Charles_Babbage http://www.monografias.com/trabajos34/generacionescomputador/generaciones-computador.shtml