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 sinnúmero 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 el, una característica importante de este modelo es
que tanto los datos como los programas, se almacenan en la memoria
antes de ser utilizados.