Lenguajes y Ordenadores: Von Neuman

INTRODUCCIÓN
La creación de la maquina de Von neuman fue surgió a raíz de la época llamada Revolución Industrial, ya que
en esta época surgió la gran mayoría de las maquinas que hoy en día utilizamos, aunque eran especificas para
una sola función.
La primera maquina que se creo, se hizo pensando en darle una utilidad meramente de trabajo en las fabricas
de la época para adelantar el trabajo y reducir la mano de obra, por ejemplo una de las primeras maquinas que
se hicieron fue la computadora del proyecto ENIAC dirigido por Mauchly, la cual ocupaba 16000 metros
cuadrados y pesaba 30 toneladas, contenía 17000 válvulas de vació consumía 100kw y funcionaba con una
frecuencia 100khz, lo resaltable fue que en 1946 resolvió en dos horas un problema de física nuclear, el cual
trabajo para el hombre hubiese llevado mas 100 años de trabajo. Unos años mas tarde el húngaro Jhon Von
Neuman propuso modificar el ENIAC por EDVAC el cual presentaba tres modificaciones importantes las
cuales hablaremos mas adelante, de igual modo que de su creador Von Neuman.
ENIAC − El primer ordenador de válvulas
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En 1943, en los momentos más críticos de la segunda guerra mundial, un coronel del Ejército de los Estados
Unidos solicitó una máquina calculadora para la artillería. El reto fue aceptado por la Universidad de
Pennsylvania, que presentó en 1946, después de 7237 horas−hombre para perfeccionarlo. A la máquina se le
dió el nombre de ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator) y fue el primero ordenador de
válvulas. El ENIAC utilizaba 18000 válvulas, 1500 relees y emitía el calor equivalente a 200 kilovatios. Esta
enorme construcción fue instalada en una sala de 9x30 cm. Los primeros problemas fueron la escasa
capacidad de memoria y la falta de fiabilidad. El ENIAC solamente podía almacenar 20 números de 10 dígitos
y todo el programa tenía que hacerse reordenando las conexiones. En 1952 tuvieron que sustituirse más de
19000 válvulas, debido a que la máquina solamente podía funcionar unos dos minutos antes de que las
válvulas empezaran a fundirse. La vida del ENIAC fue corta, siendo retirado de funcionamiento en 1952.
EDVAC. Primera computadora programable. Fue un prototipo de laboratorio, pero ya incluía en su diseño, las
ideas centrales que conforman a las computadoras actuales.
UNIVAC 1. Primera computadora comercial, producto del trabajo que los doctores Mauchly y Eckert. Su
primer uso fue en las oficinas de censos de los EE.UU.
Lo más resaltante que yo observo desde mi punto de vista es que la diferencia que hay entre la maquina de
Von Neuman y las computadoras de hoy en día es el tamaño de la maquina y la velocidad ; pero sobre todas
las cosas es que el ordenador de nuestro tiempo en relación al otro es que este esta presente en casi todas las
casas del mundo desarrollado y en todos los comercios o fabricas.
VON NEUMAN (1903−1957)
−1903 El 28 de diciembre nace en Budapest (Hungría) Janos Louis Neuman
−1921 Primer escrito matemático publicado junto con su tutor.
−1933 Es nombrado profesor en la Universidad de Princeton (Nueva Jersey, EEUU), refugio de Einstei y de
otros matemáticos emigrados de Europa
−1942 Publica un libro sobre la aplicación de la teoría de juegos a la economía
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−1944 Tiene noticias sobre el proyecto secreto ENIAC
−1945 Asiste a las primeras pruebas de la bomba atómica
−1947 Informe sobre el ENIAC y el bosquejo del diseño de un nuevo ordenador, que recibirá el nombre de
EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) y será construido según sus ideas
−1951 JOHNIAC, el ordenador diseñado personalmente por Neuman, entra en funcionamiento en la
Universidad de Princeton
−1951−1953 Presidente de la American Mathematical Society. Trabaja en la teoría de autómatas
−1955 El presidente Eisenhower le nombre comisionado de la US Atomic Energy
−1957 El 8 de febrero muere de cáncer en Washington D.C (U.S.A). Como un honor especial se dedica un
volumen completo del Bulletin of the American Mathematical Society a su vida y obra. (Fuente: propia).
Hasta 1945 la arquitectura física de todo ordenador servía a la par de programa en el plano más estricto, y por
lo tanto los cometidos de estas máquinas eran inamovibles, a menos que los ingenieros se atreviesen a cambiar
las conexiones, esto además de ser una tarea dura y a veces casi imposible de realizar, hacia que fuese caro.
John Von Neuman sugirió en 1945 una alternativa hacia una arquitectura más versátil. Nacido en Budapest
en 1903, Neuman a ofrecido a la humanidad muchas y muy variadas aportaciones científicas, como la teoría
de los juegos, teoría de los autómatas, cálculo de la propagación de las ondas de choque, ensayo sobre la
matemática de la teoría cuántica, etc. La arquitectura de "Von Neuman" fue adoptada por todos los
ordenadores desde la Segunda Guerra Mundial, dicha arquitectura hace una diferenciación del ordenador en
dos partes, que son las siguientes: CPU (Unidad Central de Procesamiento): que opera sobre los datos que hay
que manipular. MEMORIA: es aquí donde están guardados los datos.
Las máquinas con arquitectura Von Neuman operan al compás de ciclos definidos con precisión:
− Toma de la memoria la 1º instrucción.
− Toma de otra parte de la memoria el dato sobre el que hay que operar.
− Ejecuta la operación.
− Toma de la memoria la siguiente instrucción (en este caso la segunda)
− Etc...
BREVE HISTORIA DE LOS LENGUAJES
En los años 50 se realizaron varios compiladores primitivos y fue en 1957 cuando apareció el primer
compilador de FORTRAN. El compilador de FORTRAN, estaba diseñado para traducir a lenguaje máquina
expresiones y operaciones matemática, e incluso permitía la manipulación de matrices. La aparición del
FORTRAN fue un gran cambio para los programadores que no todos aceptaron de buen grado; no les gustaba
que sus programas fueran tratados por el ordenador como meros datos, y argumentaban que el código
máquina generado por el compilador nunca podría ser tan eficiente como el escrito por ellos directamente.
Esto no era generalmente así, puesto que el FORTRAN no fue diseñado pensando en crear un lenguaje bien
estructurado sino pensando en crear un traductor de expresiones aritméticas a código máquina muy eficiente.
Por ello, el diseño lógico del ordenador IBM 704 para el que fue creado casi puede deducirse del lenguaje
FORTRAN. En diferentes versiones, cada vez más estructuradas, el lenguaje ya mencionado se ha utilizado
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extensivamente desde que apareció hasta hoy en día, y puede considerarse el lenguaje estándar del cálculo
científico.
Unos años después de aparecer el FORTRAN apareció el lenguaje ALGOL 60, que fue diseñado para ser
independiente del ordenador con una gramática bien definida. También de aquella época es el COBOL que se
diseño para las manipulaciones de datos normales en aplicaciones de negocios y con un uso mayor del
lenguaje inglés en sus frases. Las versiones modernas del COBOL siguen usándose en la actualidad y es el
lenguaje estándar en aplicaciones informáticas bancarias.
Desde entonces han aparecido diversos lenguajes de alto nivel entre los que podemos mencionar el BASIC ,
PL/I , APL, PASCAL, ADA, MODULA , C , RPG, PROLOG, LISP, del cual acontinuacion mencionare
un poco más extenso:
BASIC:
Es un lenguaje de programación de alto nivel (Código de Instrucciones Simbólicas multipropósito para
principiantes), es un sistema desarrollado en la Universidad de Dartmouth en 1964 bajo la dirección de J.
Kemeny y T. Kurts. Se llevó a cabo para los G.E.225; esto significa ser un idioma muy simple para aprender
y también que sería fácil de traducir.
En los 70 cuando Allen convenció a Gates para ayudarle a desarrollar un Idioma Básico; es decir el futuro de
BASIC y el PC empezó y esta versión tomó un total de 4K de memoria, incluía el código y los datos que se
usaron para el código fuente.
VISUAL BASIC:
Este programa fue creado por Microsoft. Es un programa moderno que da apoyo a las características y
métodos orientados a los objetos. Las metas de la programación orientada al objeto son mejorar la
productividad de los programadores haciendo más fácil de rehusar y extender los programas y manejar sus
complejidades. De esta forma, se reduce el costo de desarrollo y mantenimiento de los programas. En los
lenguajes orientados al objeto los datos son considerados como objetos que a su vez pertenecen a alguna clase.
A las operaciones que se definen sobre los objetos son llamados métodos.
PASCAL:
El lenguaje de programación PASCAL de alto nivel, fue desarrollado originalmente por Niklaus Wirth,
desarrolló Pascal para proporcionar rasgos que estaban faltando en otros idiomas en ese entonces. Los
principales objetivos para PASCAL eran que el lenguaje sea eficiente para llevarlos a cabo y que permita bien
el desarrollo de estructuras y la organización de los programas programas. Se llamo al programa PASCAL
gracias al matemático Blaise Pascales .
El original idioma de PASCAL aparecido en 1971 con última revisión publicada en 1973. Fue diseñado para
enseñar las técnicas de programación y otros temas a los estudiantes de la universidad y era el idioma de
opción de los años 60 al 80, y se emplea generalmente en ingeniería, artes gráficas y ofimática. Al igual que el
C, se trata de un Lenguaje de Programación estándar para microcomputadoras.
LENGUAJE C:
El lenguaje C reúne características de programación intermedia entre los lenguajes ensambladores y los
lenguajes de alto nivel; con gran poderío basado en sus operaciones a nivel de bits (propias de ensambladores)
y la mayoría de los elementos de la programación estructurada de los lenguajes de alto nivel, por lo que
resulta ser el lenguaje preferido para el desarrollo de software de sistemas y aplicaciones profesionales de la
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programación de computadoras.
En 1970 Ken Thompson se había propuesto desarrollar un compilador para el lenguaje Fortran que corría en
la primera versión del sistema operativo UNIX tomando como referencia el lenguaje BCPL; el resultado fue
el lenguaje B (orientado a palabras) que resultó adecuado para la programación de software de sistemas. Este
lenguaje tuvo la desventaja de producir programas relativamente lentos.
En 1971 Dennis Ritchie, con base en el lenguaje de B desarrollo NB que luego cambio su nombre por C; en
un principio sirvió para mejorar el sistema UNIX por lo que se le considera su lenguaje nativo. Su diseño
incluyó una sintaxis simplificada, la aritmética de direcciones de memoria (permite al programador manipular
bits, bytes y direcciones de memoria) y el concepto de apuntador; además, se busco que generase códigos que
pudiese correr en cualquier máquina; Logrados los objetivos anteriores, C se convirtió en el lenguaje preferido
de los programadores profesionales.
LENGUAJE C++:
Se pronuncia ce plus plus; Fue desarrollada por Bjarme Stroustrup en los Bell Laboratories a principios de
la década de los 80. C++ introduce la programación orientada al objeto en C, es un lenguaje extremadamente
poderoso y eficiente.
C, luego aprender programación orientada al objeto y el uso de éstas con C++.C++ es un super conjunto de C,
para aprender C++ significa aprender todo del lenguaje C.
HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES
1−Microprocesadores Antiguos.
2−Microprocesadores Modernos.
3−Microprocesadores Actuales.
1) Antiguos: (8086, 8088, 286). Los pongo juntos por ser todos prehistóricos y de rendimiento similar. Los
ordenadores con los 8086, 8088 eran en ocasiones conocidos como ordenadores XT, mientras que los que
tenían un 286 se conocían como AT. En España se vendieron muchos ordenadores con estos micros por la
firma Amstrad.
Ninguno era de 32 bits, sino de 8 ó 16, bien en el bus interno o el externo. Esto significa que los datos iban
por buses que eran de 8 ó 16 bits, bien por dentro del chip o cuando salían al exterior, por ejemplo para ir a la
memoria. Este número reducido de bits limita sus posibilidades en gran medida.
Estos ordenadores tenian casi toda la obligación de funcionar en un entorno MSDOS, aunque puede hacerse
correr Windows 3.1 sobre un 286 a 16 ó 20 MHz si no pedimos mucho y no tenemos prisa todo hay que
decirlo.
Los 386, 386 SX ya son más modernos, aunque aún muy anticuados para nuetra epoca todo sea dicho . Su
ventaja es que son de 32 bits; o mejor dicho, el 386 es de 32 bits; el 386 SX es de 32 bits internamente, pero
de 16 en el bus externo, lo que le hace hasta un 25% más lento que el original, conocido como DX.
Lo curioso es que el original 386 sea el más potente y a versión SX que fue sacada al mercado por Intel sea
menos potente pero eso si mas economico en el mercado. La cuestión es que ambos pueden usar software de
32 bits, pero no puede utilizar el comercial ningun sistemea operativo potente(win95) por que yo lo he tenido
y eso es realmente desesperante.
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Con los 486, 486 SX, DX, DX2 y DX4 la historia se repite y pasa lo mismo que con los anteriores el 486 es el
original (80486 DX) y el mas potente, consiste en un 386 actualizado, depurado y afinado, un coprocesador
matemático para coma flotante integrado, una memoria caché (de 8 Kb en el DX original de Intel)
Y tiene unas derivaciones que son:
486 SX: un DX sin coprocesador.
486 DX2: un 486 "completo" que va internamente el doble de rápido que externamente lo cual hace que un
486 DX2−66 va a 66 MHz en su interior y a 33 MHz en sus comunicaciones.
486 DX4: es lo mismo que antes pero forzándolo mas. Y con este ordenador ya si se puede hacer varias cosas
o como dijo usted, es el ultimo modelo en la NASA.
2)Modernos: Cuando hablamos de modernos ya estamos hablando del imperio Pentium, puesto que ahora la
dicha compañía es cuando empieza a poner firma en todos sus procesadores como el 586.
Los primeros Pentium eran los de 60 y 66 MHz, y no iban nada bien ya que fallaban bastante por que se
calentaban, aunque mas tarde consiguieron que no se calentase tanto.
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Por esta epoca surgieron lo AMD que sacó su "Pentium clónico el K5 que era mas rápido para labores de
oficina pero con peor procesador matemático que el Pentium, aunque era mas barato.
Luego surgieron los PR75, PR90 y PR100 que eran iguales, después sacaron los PR120, PR133 y PR166 que
funcionaban menos forzados. Unos años mas tarde Pentiun creo un "súper−micro", el Pentium Pro que era
mas rapido que el anterior y tenia el cache de segundo nivel, el problema era que este ordenador corria bien
con sistemas operativos potentes a 32 bits ya que sino no se apreciaba diferencia. Mas tarde surgio el Pentium
MMX surgio con la intencio de que el ordenador funcionase bien con la multimedia.
Llego la hora del Pentium II de la que hasta hoy en dia Intel sigue tirando de su nombre comercial, la saga de
los Pentium........Los cuales estaban optimizados para MMX, conector a la placa, el rendimiento mojorado,
etc.
Mientra AMD crea el K6 con un chip mejor que el anterior tambien incluye MMX y con una cache interna de
64Kb.
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3)Actuales: Hoy en dia ya los ordenadores los compramos y en cosa de dos meses si uno se descuida se queda
desfasado, hay donde elegir y la mayoria es bastante rapido aunque menciono el principio sin ir a ningun
pentiun de 1Gb.
El Celeron incluye 128 KB de caché secundaria mientras que en los Pentium II dicha caché trabaja a la mitad
de la velocidad interna del; en los nuevos Celeron trabaja a la misma velocidad que el micro, o lo que es lo
mismova a 300 MHz o mas rapido.
Pentiun saca otro de su saga que es el Pentium III que prácticamente es como el anterior pero para mi gusto
mejor.
Mientras AMD créa le K6−2 (K6−3D) que es el anterior pero con mas prestaciones para 3D con la nueva
tecnología 3Dnow. Aunque este ordenador va mejor que el Pentium para los juegos. Mas adelante saca el
AMD K6−III con mejor rendimiento.
Ahora le toca el turno de nuevo a Pentium que saca el Pentium III el que actualmente tiene bastante gente
entre otros yo ya que funciona bien, de este ya hay varias versiones en cuanto a MHz.
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Entonces AMD crea el K7 Athlon el cual se vendio bastante y fue su gran apuesta, un micro con una
arquitectura totalmente nueva, que le permite ser el más rápido en todo tipo de aplicaciones. Su inconveniente
es que necesita placas base específicamente diseñadas para él, debido a su novedoso bus de 200 MHz y a sus
métodos de conexión, "Slot A". Tambien creo el AMD Duron que tiene un micro casi idéntico al Athlon
Socket A pero con menos memoria secundaria (64 KB), aunque con la cache mas rapida.
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