EL ÁBACO Los chinos (3000 AC –3500 AC) desarrollaron el

EL ÁBACO
Los chinos (3000 AC –3500 AC) desarrollaron el ábaco con el
cuál podía desarrollar cálculos complejos en forma rápida. Es
uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el
ábaco.
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.
MÁQUINA SUMADORA
En el siglo XV hallamos el que podemos calificar como el
primer antecedente de la calculadora: el diseño de una
máquina sumadora realizado por Leonardo Da Vinci
(1452-1519). Una máquina de sumar es un tipo de
calculadora, generalmente especializada para los
cálculos de contabilidad. En los Estados Unidos, las
máquinas sumadoras muy viejas generalmente fueron
construidas para leer en dólares y céntimos.
REGLETAS DE NAPIER
En 1614 el escocés John Napier (1550-1617) desarrolló
los logaritmos que permitieron reducir complejas
multiplicaciones y divisiones en sumas y restas. Ideó un
dispositivo basado en varillas cifradas que contenían
números y era capaz de multiplicar y dividir en forma
automática, regletas de Napier. También ideó un
dispositivo una calculadora con tarjetas que permitía
multiplicar, recibiendo ésta el nombre de estructuras de
Napier. Constituyó un dispositivo intermedio entre el
ábaco y las primeras calculadoras mecánicas.
RELOJ CALCULANTE
Con la difusión de las ruedas dentadas en el siglo XVII se
desarrollaron varias máquinas capaces de sumar, restar,
multiplicar y dividir.
Hacia el año 1623 el científico alemán Schickard ideó una
calculadora mecánica denominada reloj calculante, que
funcionaba con ruedas dentadas y era capaz de sumar y
restar, pero no se pudo montar en aquella época. A
principios del siglo XX fue construida según el diseño de
su autor, por ingenieros de IBM. Fue considerada la
primera máquina de calcular de origen mecánico.
PASCALINA
Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina
inventada por Blaise Pascal (1623 - 1662) de Francia. Era
una máquina de sumar y restar. El motivo impulsor de
Pascal fue ayudar a su padre, un recaudador de
impuestos, en su tarea.
La máquina resultó un éxito en cuanto a su
funcionamiento y fue reconocida en toda Europa, sin
embargo, su fabricación y venta fracasó
económicamente, debido a su alto costo de elaboración y
reparación. Resultaba más barato contratar personal para
hacer cuentas que comprar la pascalina y mantenerla en
funcionamiento.
MÁQUINA UNIVERSAL
Pocos años más tarde, el filósofo y
matemático alemán Gottfried Wilhelm von
Leibniz (1646-1716) mejoró la máquina de
Pascal construyendo la máquina universal,
capaz de sumar, restar, multiplicar, dividir y
extraer raíces cuadradas, caracterizándose
por hacer la multiplicación en forma directa,
en vez de realizarla por sumas sucesivas,
como la máquina de Pascal.
TELAR DE JACQUARD
Ya en el siglo XIX, en el año 1805, el francés
Joseph Marie Jacquard construyó un telar
automático que realizaba un control perfecto sobre
las agujas tejedoras, utilizando tarjetas perforadas
que contenían los datos para el control de las
figuras y dibujos que había que tejer. Se puede
considerar al telar de Jacquard como la primera
máquina mecánica programada. La máquina
resultó un éxito al aumentar la productividad del
sector.
MÁQUINA DIFERENCIAL
El matemático inglés y profesor de la Universidad de
Cambridge Charles Babbage (1792-1871) diseñó dos
máquinas de calcular que rompían la línea general de las
máquinas de aquella época por su grado de complejidad.
La primera de ellas fue la máquina diferencial o máquina
de diferencias. Sus aplicaciones más importantes fueron
la resolución de funciones y las tablas de dichas
funciones. La construcción resultó más larga y cara de lo
previsto y se interrumpió en 1842, momento en el cual el
gobierno retiró su apoyo económico.
MÁQUINA ANALÍTICA
En 1833 comenzó a diseñar su segunda máquina, denominada máquina
analítica. , capaz de realizar todas las operaciones y con posibilidad de ser
programada por medio de tarjetas perforadas.
Ambos equipos eran totalmente mecánicos: usaban ejes, engranajes y
poleas para poder ejecutar cálculos. Por este motivo los diseños funcionaba
n en teoría, pero en la práctica las maquinarias y herramientas de fabricación
de la época eran imprecisas y no pudieron construir las piezas con la
necesaria exactitud.
Los planos y modelos de ambas máquinas sirvieron como puntos
referenciales de muchos de los conceptos de computación aplicados hoy en
día, y para muchos, Charles Babbage es considerado el padre de las
computadoras. En 1991 el Museo de Londres construyó un modelo de
máquina diferencial basado en los planos originales de Babbage, llegando a
un prototipo de dos metros de altura, tres metros de largo, más de cuatro mil
piezas y un peso cercano a las tres toneladas.
Ada Byron, hija del poeta inglés lord Byron, fue la primera persona que
realizó programas para la máquina analítica de Babbage, de tal forma ha sido
considerada la primera programadora de la historia. En la década de los 80,
el Departamento de los Estados Unidos desarrolló un lenguaje en honor a la
condesa, al cual nombró ADA.
MÁQUINA DE TABULAR
En 1854, el ingeniero sueco Pehr George Scheutz,
apoyado por el gobierno de su país, construyó una
máquina diferencial similar a la de Babbage, denominada
máquina de tabular, que tuvo un gran éxito y se utilizó
fundamentalmente para la realización de cálculos
astronómicos y la confección de tablas para las
compañías de seguros.
También, en 1854, el matemático inglés George Boole
desarrolló la teoría del álgebra de Boole, que permitió a
sus sucesores el desarrollo matemático del álgebra
binaria y con ella la representación de circuitos de
conmutación y la aparición de la llamada “Teoría de los
circuitos Lógicos”.
MÁQUINA CENSADORA
En 1885, el norteamericano y funcionario de la oficina del censo
de Estados Unidos Herman Hollerith vio cómo se tardaba 10 años
en realizar el censo anual de su país y observó que la mayoría de
las preguntas del censo tenían como respuesta un sí o un no, lo
que le hizo idear en 1886 una tarjeta perforada para contener la
información de las personas censadas y una máquina capaz de
leer y tabular dicha información. Construyó su máquina
censadora que fue capaz de reducir el trabajo manual a la tercera
parte. Con lo cual el censo de 1890 tardó tan solo tres años,
perforándose un total de 56 millones de tarjetas. En 1895 incluyó
en su máquina la capacidad de sumar con el fin de utilizarla en la
contabilidad de los Ferrocarriles Centrales de Mueva York.
Luego del éxito para tabular datos censales y durante la primera
mitad del siglo XX, las tarjetas perforadas tuvieron una
significativa importancia.
Se desarrolló toda una serie de máquinas denominadas
genéricamente EAM, que incluía diferentes dispositivos como:
Perforadoras de tarjetas
Verificadoras de tarjetas
Lectora de tarjetas
Clasificación de tarjetas
Máquina de contabilidad, con unidad impresora.
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
Los cambios tecnológicos producidos han originado una clasificación
de las computadoras en generaciones:
PRIMERA GENERACIÓN
Durante 1936 y 1939 el ingeniero alemán Zuse construyó
la primera computadora electromecánica binaria
programable. Sin embargo solo se fabricó un prototipo
llamado Z1. En 1940 Zuse terminó su modelo Z2, la cual
fue la primera computadora electro-mecánica funcional
del mundo. En 1941 fabricó su modelo Z3. Sin embargo
esta computadora fue destruida a causa de la guerra,
Entre 1945 y 1946 creó el “Plan de cálculos”, predecesor
de los lenguajes modernos.
El matemático húngaro, John Louis Von Neumann realizó
importantes aportes a las computadoras de la primera
generación. Asesoró a Eckert y Machly, creadores de la
ENIAC y que construyeron además la UNIVAC en 1950.
Durante esa década trabajó como consultor para la IBM
colaborando con Howard Aiken para la construcción de la
Mark I.
La ABC empezó a ser concebida por el profesor
Atanasoff a partir de 1933, formulando la idea de usar el
sistema de números binarios para su funcionamiento.
Con la ayuda de Berry, entre los años 1937 y 1942
construyó su prototipo. Fue la primera computadora
electrónica digital, aunque sin buenos resultados.
Entre los años 1943 y 1946 se construyó la computadora
ENIAC.
La Collosus (1941) usaba miles de válvulas y 2.400
bombas de vidrio al vacío.
La Mark I es la primera computadora construida por IBM a
gran escala. Medía 15 metros de largo, 2,40 metros de
alto y pesaba 5 toneladas.
La almirante Grace Hooper creó el lenguaje Flowmatic y
en 1951 produjo el primer compilador. En 1960 presentó
su primera versión del lenguaje Cobol.
En 1946 se construyó la ENIAC. Medía 2,40 metros de
ancho por 30 metros de largo y pesaba 80 toneladas.
Podía resolver 5.000 sumas y 360 multiplicaciones por
segundo.
La computadora EDVAC construida en 1949 fue el primer
equipo con capacidad de almacenamiento de memoria e
hizo desechar a los otros equipos que tenía que ser
reconfigurados cada vez que se usaban.
La UNIVAC fue diseñada con propósitos de uso general
pues ya podía procesar problemas alfanuméricos y de
datos.
Características principales:
Válvulas (tubos al vacío).
Alto consumo de energía. El voltaje de los tubos era de
300 v y la posibilidad de fundirse era grande.
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.
SEGUNDA GENERACIÓN
En 1948 se inventó el primer transistor. Un transistor contiene un
material semi-conductor que puede cambiar su estado eléctrico
cuando es pulsado. En las computadoras funcionan como un
swicht electrónico o puente.
Estos avances tecnológicos permitieron el reemplazo de los
tubos de vacío por los transistores, siendo éstos más
económicos, debido al menor consumo eléctrico y la mayor
durabilidad de los componentes, de menor tamaño y mucho más
velocidad de cómputo.
Entre estas máquinas se destacaron las series IBM 1400 y 1700, la
UNIVAC 1107, el Honeywell 400 y el 800 y el CDC 3600. El
mercado tuvo como líder en equipos entregados a IBM
Características principales:
Transistor. El componente principal es un pequeño trozo de
semiconductor, y se expone en los llamados circuitos
transistorizados.
Disminución del tamaño.
Disminución del consumo y de la producción del calor.
Su fiabilidad alcanza metas imaginables con los efímeros tubos al
vacío.
Mayor rapidez ala velocidades de datos.
Memoria interna de núcleos de ferrita.
Instrumentos de almacenamiento.
Mejora de los dispositivos de entrada y salida.
Introducción de elementos modulares.
Lenguaje de programación más potente.
TERCERA GENERACIÓN
En 1958, aparecen los circuitos integrados, capaces de realizar
las funciones de cientos de transistores. Los circuitos integrados
consistían en el encapsulamiento de una gran cantidad de
componentes: resistencias, condensadores, diodos y transistores,
conformando uno o varios circuitos con una función determinada,
sobre una pastilla de silicona o plástico. La miniaturización se
extendió a todos los circuitos de la computadora, apareciendo las
minicomputadoras.
La primera computadora que utilizó circuitos integrados fue la serie
IBM 360.
En esta etapa se inició el teleproceso, es decir, la utilización de
terminales remotas vinculadas a un equipo central por algún medio de
comunicación.
Características principales:
Circuito integrado, miniaturización y reunión de centenares de
elementos en una placa de silicio o (chip).
Menor consumo.
Apreciable reducción de espacio.
Aumento de fiabilidad.
Teleproceso. Multiprogramación.
Renovación de periféricos.
Compatibilidad.
Ampliación de las aplicaciones.
La minicomputadora.
CUARTA GENERACIÓN
La integración de circuitos siguió su avance,
dando paso a lo que se conoce como LSI
(integración a gran escala). En 1971 aparece
el microprocesador, consistente en la
integración de toda CPU.
Se fabricaron microcomputadoras y
computadoras personales. Se comenzó a
utilizar el diskette como unidad de
almacenamiento externo. Aparecieron una
gran variedad de lenguajes y las redes de
transmisión de datos. Se desechan las
memorias internas de los núcleos magnéticos
de ferrita y se introducen memorias
electrónicas, que resultan más rápidas. Al
principio presentan el inconveniente de su
mayor costo, pero este disminuye con la con
la fabricación en serie.
QUINTA GENERACION
La quinta generación de computadoras, también conocida por sus
siglas en inglés, FGCS (de Fifth Generation Computer Systems) fue un
ambicioso proyecto propuesto por Japón a finales de la década de
1970. Su objetivo era el desarrollo de una nueva clase de
computadoras que utilizarían técnicas y tecnologías de inteligencia
artificial tanto en el plano del hardware como del software,1 usando el
lenguaje PROLOG2 3 4 al nivel del lenguaje de máquina y serían
capaces de resolver problemas complejos, como la traducción
automática de una lengua natural a otra (del japonés al inglés, por
ejemplo).
Como unidad de medida del rendimiento y prestaciones de estas
computadoras se empleaba la cantidad de LIPS (Logical Inferences
Per Second) capaz de realizar durante la ejecución de las distintas
tareas programadas. Para su desarrollo se emplearon diferentes tipos
de arquitecturas VLSI (Very Large Scale Integration).
El proyecto duró once años, pero no obtuvo los resultados esperados:
las computadoras actuales siguieron así, ya que hay muchos casos en
los que, o bien es imposible llevar a cabo una paralización del mismo,
o una vez llevado a cabo ésta, no se aprecia mejora alguna, o en el
peor de los casos, se produce una pérdida de rendimiento. Hay que
tener claro que para realizar un programa paralelo debemos, para
empezar, identificar dentro del mismo partes que puedan ser
ejecutadas por separado en distintos procesadores. Además, es
importante señalar que un programa que se ejecuta de manera
secuencial, debe recibir numerosas modificaciones para que pueda
ser ejecutado de manera paralela, es decir, primero sería interesante
estudiar si realmente el trabajo que esto conlleva se ve compensado
con la mejora del rendimiento de la tarea después de paralelizarla.