- Historia de la
computación - Generaciones de
computadoras - Esquema general de un
computador - Conclusiones
- Bibliografía
Las computadoras
no han nacido en los últimos años, en realidad
el hombre
siempre buscó tener dispositivos que le ayudaran a
efectuar cálculos precisos y rápidos. Desde la
aparición de las calculadoras binarias hasta nuestros
días, hay muy pocas actividades humanas que no
estén ligadas en una u otra forma a las máquinas
electrónicas. De tal forma podemos definir a la computadora
como un dispositivo electrónico capaz de recibir un
conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando
cálculos sobre los datos
numéricos, o compilando y correlacionando otros tipos de
información para obtener otro conjunto de
datos o información como respuesta.
La informática, por su rapidez de crecimiento
y expansión, ha venido transformando rápidamente
las sociedades
actuales; sin embargo el público en general solo las
conoce superficialmente. Lo importante para entrar en el
asombroso mundo de la computación, es perderle el miedo a
esa extraña pantalla, a ese complejo teclado y a
esos misteriosos discos y así poder entender
lo práctico, lo útil y sencillo que resulta
tenerlas como nuestro aliado en el día a día de
nuestras vidas.
El presente trabajo esta diseñado de forma
práctica y sencilla para comenzar a conocer un poco de
esta extraordinaria herramienta, recorriendo la historia de las mismas, su
origen, evolución, clasificándolas por
generaciones y dando una breve descripción de los principales componentes
de un computador.
Uno de los primeros dispositivos mecánicos para
contar fue el ABACO, cuya historia se remonta a 3000
años AC desarrollada por los chinos y utilizado por
civilizaciones griegas y romanas. Este dispositivo es muy
sencillo, consta de un marco rectangular de madera
ensartado de varillas en las que se desplazaban bolas agujereadas
de izquierda a derecha. Al desplazar las cuentas (bolas)
sobre las varillas, sus posiciones representan valores
almacenados, y es mediante estas posiciones que se representa y
almacena datos. A este dispositivo no se le puede llamar computadora
pues carece de un elemento fundamental llamado programa.
En el siglo XVII, el creciente interés en
Europa por las
ciencias,
tales como la astronomía y la navegación,
impulsó a las mentes creativas a simplificar los
cálculos, se encontraba en uso "la regla del cálculo",
calculadora basada en las invenciones de y Napier,
Gunther Bissaker. En 1614, el escocés
Napier había anunciado el descubrimiento de los
logaritmos permitiendo que los resultados de complicadas
multiplicaciones se redujeran a un proceso simple
de suma; Edmund Gunther se encarga de enmarcar los
logaritmos de Napier en líneas, por su parte Bissaker
coloca las líneas de ambos sobre un pedazo de madera,
creando de esta manera la regla del cálculo.
Blaise Pascal a la edad de 19 años,
además de escribir tratados
filosóficos, literarios, científicos y
matemáticos inventó una máquina para
calcular capaz de realizar sumas y restas, parecida a los cuenta
kilómetros de los automóviles, el cual utilizaba
una serie de ruedas de 10 dientes en las que cada uno de los
dientes representaba un dígito del 0 al 9; las ruedas
estaban conectadas de tal manera que podían sumarse
números haciéndolas avanzar el número de
dientes correctos.
Los conceptos de esta máquina se utilizaron
durante mucho tiempo, pero
estas calculadoras exigían intervención de un
operador, pues este debía escribir cada resultado parcial
en una hoja de papel. Esto
era sumamente largo y por lo tanto produce errores en los
informes.
En 1670 el filósofo y matemático
alemán Gottfried Wilhelm Leibnizf fue el siguiente
en avanzar en el diseño
de una máquina calculadora mecánica, perfeccionó la anterior
inventada además de añadir la función de
multiplicar, efectuaba divisiones y raíces
cuadradas.
Charles Babbage (1792-1781), profesor de matemáticas de la Universidad de
Cambridge, Inglaterra,
desarrolla en 1823 el concepto de un
artefacto, que el denomina "máquina diferencial". La
máquina estaba concebida para realizar cálculos,
almacenar y seleccionar información, resolver problemas y
entregar resultados impresos. Babbage imaginó su
máquina compuesta de varias otras, todas trabajando
armónicamente en conjunto: los receptores recogiendo
información; un equipo transfiriéndola; un elemento
almacenador de datos y operaciones; y
finalmente una impresora
entregando resultados. Pese a su increíble
concepción, la máquina de Babbage, que se
parecía mucho a una computadora, no llegó
jamás a construirse. Los planes de Babbage fueron
demasiado ambiciosos para su época. Demasiado y demasiado
pronto. Este avanzado concepto, con respecto a la simple
calculadora, le valió a Babbage ser considerado el
precursor de la computadora. La novia de Babbage, Ada Augusta
Byron, luego Condesa de Lovelace, hija del poeta inglés
Lord Byron, que le ayuda en el desarrollo del
concepto de la Máquina Diferencial, creando programas para la
máquina analítica, es reconocida y respetada, como
el primer programador de computadoras.
Joseph Jacquard (1752-1834),
industrial francés es el siguiente en aportar algo al
moderno concepto de las computadoras, para seguir
adelante.
Jacquard tuvo la idea de usar tarjetas
perforadas para manejar agujas de tejer, en telares
mecánicos. Un conjunto de tarjetas constituían un
programa, el cual creaba diseños textiles.
Una ingeniosa combinación de los conceptos de
Babbage y Jacquard, dan origen en 1890 a un equipo
electromecánico, que salva del caos a la Oficina de Censo
de Estado Unidos.
Hermann Hollerith usa una perforadora mecánica para
representar letras del alfabeto y dígitos en tarjetas de
papel, que tenían 80 columnas y forma rectangular. La
máquina de Hollerith usando información perforada
en las tarjetas, realiza en corto tiempo la tabulación de
muchos datos.
En el año 1944 se construyó en la
Universidad de Harvard, la MARK I, diseñada por un
equipo encabezada por el Dr. Howard Aiken,
es esta la primera máquina procesadora de
información. La Mark I funcionaba eléctricamente,
tenia 760.000 ruedas y relés y 800 Km. de cable y se
basaba en la máquina analítica de Babbage., a pesar
de su peso superior a 5 toneladas y su lentitud comparada con los
equipos actuales fue la primera máquina en poseer todas
las características de una verdadera
computadora.
La primera computadora electrónica fue terminada de construir en
1946, por J.P.ECKERT y J.W MAUCHLY en la Universidad de
Pensilvania y se llamó ENIAC(Electric Numeric
Integrator And Calculador); podía multiplicar 10.000 veces
más rápido que la máquina de Airen pero
tenía problemas pues estaba construida con casi 18.000
válvulas
de vacío, era enorme la energía que consumía
y el calor que
producía; esto hacia que las válvulas se quemaran
rápidamente y que las casas vecinas tuviesen cortes de
luz.
Considerado como el padre de las computadoras el
matemático JOHNN VON NEUMANN propuso almacenar el
programa y los datos en la memoria del
ordenador, su idea fundamental era 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, a este
se le llamó EDVAC (Electronic Discrete Variable
Automatic Computer).
Todo este desarrollo de las computadoras suele dividirse
por generaciones y el criterio que se empleo para
determinar el cambio de
generación no está muy bien definido, pero por lo
menos deben cumplirse al menos los siguientes requisitos: La
forma en que están construidas y la forma en el ser humano
se comunica con ellas.
GENERACION CERO (1942 – 1945)
Aparecieron los primeros ordenadores analógicos:
comenzaron a construirse a principios del
siglo XX los primeros modelos
realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes
giratorios. Con estas máquinas se calculaban las
aproximaciones numéricas de ecuaciones
demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante
otros métodos.
La generación cero que abarcó la
década de la segunda guerra
mundial un equipo de científicos y matemáticos
crearon lo que se considera el primer ordenador digital
totalmente eléctrico: EL COLOSSUS, este incorporaba
1500 válvulas o tubos de vacío y era ya operativo.
Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turíng para
decodificar los mensajes de radio cifrado de
los Alemanes.
PRIMERA GENERACION (1951 – 1958)
En esta generación había un 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. Estas tenían las siguientes
características:
- Emplearon bulbos (Válvulas al vacío)
para procesar la información. - Esta generación de máquinas eran muy
grandes y costosas. - Alto consumo de
energía. El voltaje de los bulbos era de 300 v y la
posibilidad de fundirse era grande, además de que
requerían de sistemas de
aire
acondicionado especial. - Uso de tarjetas perforadas. Se utilizaba un modelo de
codificación de la información originado en el
siglo pasado, las tarjetas perforadas. - Almacenamiento de información en tambor
magnético interior. Un tambor magnético dispuesto
en el interior de la computadora, recogía y memorizaba
los datos y los programas que le suministraban mediante
tarjetas. - Lenguaje máquina. La programación se codificaba en un lenguaje
muy rudimentario denominado "Lenguaje Máquina" el cual
consistía en la yuxtaposición de largos bits o
cadenas de ceros y unos, la combinación de los elementos
del sistema
binarios era la única manera de "instruir a la
máquina", pues no entendía más lenguaje
que el numérico. - Tenían aplicaciones en el área
científica y militar. - Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de las
computadoras de la primera generación, formando una
compañía privada y construyendo la UNIVAC I, la
cual se utilizó para evaluar el censo de 1950 en los
Estados Unidos.
En las dos primeras generaciones, las unidades de
entrada utilizaban tarjetas perforadas, retomadas por Herman
Hollerith, quien además fundó una
compañía que con el paso del tiempo se
conocería como IBM (Internacional Bussines
Machines).
Después se desarrolló la IBM 701 de
la cual se entraron 18 unidades entre 1953 y 1957.
La computadora mas exitosa de esta generación fue
la IBM 650 la cuál usaba un esquema de memoria
secundaria llamado tambor magnético que es el antecesor de
los discos actuales.
SEGUNDA GENERACION (1959-1954)
La segunda generación se basa en el
funcionamiento del transistor, lo
que hizo posible una nueva generación de computadoras
más pequeñas, más rápidas y con
menores necesidades de ventilación, por todos estos
motivos la densidad del
circuito podía ser aumentada significativamente, lo que
quería decir que los componentes podían colocarse
mucho más cerca unos de otros y así ahorrar mas
espacio.
Diversas compañías como IBM,
UNIVAC, HONEYWELL, construyen ordenadores de este
tipo. Las principales características son:
- El componente principal es un pequeño trozo de
semiconductor: el transistor. - Disminución del tamaño.
- Disminución del consumo y la producción de calor.
- Aumento de la factibilidad.
- Mayor rapidez.
- Memoria interna de núcleo de ferrita y tambor
magnético. - Instrumento de almacenamiento: accesorio para almacenar en el
exterior información (Cintas y discos). - Mejoran los dispositivos de entradas y salidas, para
la mejor lectura de
las tarjetas perforadas, se disponía de células
fotoeléctricas. - Introducción de elementos
modulares. - Las impresoras
aumentan su capacidad de trabajo. - Lenguajes de programación más potentes,
ensambladores y de alto nivel (Fortran, Cobol y
Algol). - Se usaban para nuevas aplicaciones, como en los
sistemas de reservación de líneas aéreas y
simulaciones para uso general. Las empresas
comenzaron a usarlas en tareas de almacenamiento de registros,
nóminas
y contabilidad.
TERCERA GENERACION (1964-1971)
Con los progresos de la electrónica y los avances
en comunicación con las computadoras en la
década de 1960, surge la tercera generación
de las computadoras. Se inaugura con la IBM 360 en
abril de 1064. Las principales características
son:
- Circuito integrado. Miniaturización y
reunión de centenares de elementos en una placa de
silicio o "Chip". - Menor consumo de energía.
- Apreciable reducción de espacio.
- Aumento de la fiabilidad.
- Teleprocesos. Se instalan terminales remotos que
acceden a la computadora central para realizar operaciones,
extraer o introducir información en bancos de
datos, etc. - Trabajo a tiempo compartido: uso de las computadoras
por varios clientes a
tiempo compartido, pues el aparato puede discernir entre
diversos procesos que
realiza simultáneamente. - Multiprogramación.
- Renovación de periféricos.
- Generalización de los lenguajes de alto
nivel - Instrumentalización del sistema.
- Compatibilidad.
- Ampliación de aplicaciones: en procesos
industriales, en la
educación, en el hogar, agricultura,
etc. - La miniaturización de los sistemas
lógicos conduce a la fabricación de la mini
computadora, que agiliza y descentraliza los
procesos.
CUARTA GENERACION (1972-1984)
El Microprocesador:
el proceso de reducción del tamaño de los
componentes llega a operar a escalas microscópicas. La
microminiaturización permite construir el microprocesador,
circuito integrado que rige las funciones
fundamentales del ordenador.
Las aplicaciones del microprocesador se han proyectado
más allá de la computadora y se encuentra en
multitud de aparatos, sean instrumentos médicos,
automóviles, juguetes, electrodomésticos,
etc.
Memorias Electrónicas: 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 fabricación en serie.
Sistema de tratamiento de base de datos: el
aumento cuantitativo de las bases de datos
lleva a crear formas de gestión
que faciliten las tareas de consulta y edición. Lo
sistemas de tratamiento de base de datos consisten en un conjunto
de elementos de hardware y software interrelacionados
que permite un uso sencillo y rápido de la
información. Las principales características
son:
- Aparición del microprocesador.
- Memoria electrónica.
- Sistema de tratamiento de base de datos.
- Se fabrican computadoras personales y
microcomputadoras. - Se utiliza el disquete (Floppy Disk) como unidad de
almacenamiento. - Aparecieron gran cantidad de lenguajes de
programación y las redes de
transmisión de datos
(Teleinformática).
ESQUEMA
GENERAL DE UN COMPUTADOR
Es un sistema compuesto de cinco elementos
diferenciados: 1.- CPU (unidad
central de Procesamiento), 2.-Dispositivo de entrada, 3.-Dispositivos de
almacenamiento, 4.-Dispositivos de salida y 5.-Una red de comunicaciones, denominada bus, que enlaza todos los
elementos del sistema y conecta a éste con el mundo
exterior.
1. –CPU (UNIDAD CENTRAL DEL
PROCESO):
Interpreta y lleva a cabo las instrucciones de los
programas, efectúa manipulaciones aritméticas y
lógicas con los datos y se comunica con las demás
partes del sistema. Una CPU es una colección compleja de
circuitos
electrónicos. Cuando se incorporan todos estos circuitos
en un chip de silicio, a este chip se le denomina
microprocesador. La CPU y otros chips y componentes
electrónicos se ubican en un tablero de circuitos o
tarjeta
madre.
La mayoría de los chips de CPU y de los microprocesadores
están compuestos de 4 secciones funcionales:
- Una unidad aritmética/lógica que proporciona al chip su
capacidad de cálculo. - Unos registros que son áreas de almacenamiento
temporal que contienen datos, realizan seguimiento de
instrucciones y conservan la ubicación y los resultados
de las operaciones. - Una sección de control que temporiza y regula
las operaciones de la totalidad del sistema informático,
lee las configuraciones de datos en un registro
designado y las convierte en una actividad e indica en que
orden utilizará la CPU las operaciones individuales y el
tiempo que consumirá cada operación. - Bus interno, red de líneas de
comunicación que conecta los elementos internos del
procesador y
envía también información a los conectores
externos que enlazan al procesador con los demás
elementos del sistema informático.
Hay 3 tipos de bus en la CPU: bus de control, bus de
dirección y bus de datos.
2.-DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Son todos aquellos elementos que permiten la
interacción del usuario con la unidad de procesamiento
central y la memoria.
En esta se encuentran:
- Teclado.
- Mouse o Ratón.
- Escáner o digitalizador de imágenes.
- Lápices ópticos.
- Joysticks.
- Micrófonos.
El Teclado:
Es un dispositivo periférico de entrada, que
convierte la acción mecánica de pulsar una serie de
pulsos eléctricos codificados que permiten identificarla.
Las teclas que lo constituyen sirven para entrar caracteres
alfanuméricos y comandos a una
computadora es similar al de las máquinas de
escribir.
Mouse y Joysticks:
Son dispositivos que convierten el movimiento
físico en señales eléctricas binarias que
permitan reconstruir su trayectoria con el fin de que la misma
sea repetida en el monitor.
Escáner o digitalizador de
imágenes:
Están concebidos para interpretar caracteres,
combinación de caracteres, dibujos
gráficos escritos a mano o en maquinas o
impresoras y traducirlos al lenguaje que la computadora
entiende.
Lápices ópticos:
Transmiten información gráfica desde
tabletas electrónicas hasta el ordenador.
Micrófonos:
Módulos de reconocimiento de voz que convierten
la palabra hablada en señales digitales comprensibles para
el ordenador.
3.-DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO:
En esta se encuentran:
- Disco Duro.
- Disquettes 3 ½.
- Maletón-ópticos de 5,25.
- DVD.
- Cintas magnéticas.
Disco Duro:
Este esta compuestos por varios platos, es decir, varios
discos de material magnético montados sobre un eje central
sobre el que se mueven. Para leer y escribir datos en estos
platos se usan las cabezas de lectura / escritura que
mediante un proceso electromagnético codifican /
decodifican la información que han de leer o escribir. La
cabeza de lectura / escritura en un disco duro
está muy cerca de la superficie, de forma que casi da
vuelta sobre ella, sobre el colchón de aire formado por
su propio movimiento. Debido a esto, están cerrados
herméticamente, porque cualquier partícula de polvo
puede dañarlos.
Este dividen en unos círculos concéntricos
cilíndricos (coincidentes con las pistas de los
disquetes), que empiezan en la parte exterior del disco (primer
cilindro) y terminan en la parte interior (ultimo). Asimismo,
estos cilindros se dividen en sectores, cuyo numero esta
determinado por el tipo de disco y su formato, siendo todos ellos
de un tamaño fijo en cualquier disco. Cilindros como
sectores se identifican con una serie de números que se
les asigna, empezando por el 1, pues el numero 0 de cada cilindro
se reservan para propósitos de identificación mas
que para almacenamientos de datos. Estos escritos / leídos
en el disco deben ajustarse al tamaño fijado del
almacenamiento de los sectores. Habitualmente, los sistemas de
discos duros
contienen mas de una unidad en su interior, por lo que el
número de caras puede ser mas de dos. Estas se identifican
con un numero, siendo el 0 para la primera. En general su
organización es igual a los disquetes. La
capacidad del disco resulta de multiplicar el número de
caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista,
al total por el numero de bytes por sector.
Disquetes 3 ½:
Son disco de almacenamiento de alta densidad de 1,44 MB,
este presenta dos agujeros en la parte inferior del mismo, uno
para proteger al disco contra escritura y el otro solo para
diferenciarlo del disco de doble densidad.
Maletón-Ópticos De 5,25(CD):
Este se basa en la misma tecnología que sus
hermanos pequeños de 3,5", su ventajas: Gran fiabilidad y
durabilidad de los datos a la vez que una velocidad
razonablemente elevada Los discos van desde los 650 MB hasta los
5,2 GB de almacenamiento, o lo que es lo mismo: desde la
capacidad de un solo CD-ROM hasta
la de 8.
Disco de Video
Digital:
Disco de vídeo digital (DVD), un
dispositivo de almacenamiento masivo de datos cuyo aspecto es
idéntico al de un disco compacto, aunque contiene hasta 15
veces más información y puede transmitirla a la
computadora unas 20 veces más rápido que un CD-ROM.
El DVD, denominado también disco de Súper Densidad
(SD) tiene una capacidad de 8,5 gigabites de datos o cuatro horas
de vídeo en una sola cara. En la actualidad, están
desarrollándose discos del estilo del DVD regrabables y de
doble cara.
Cintas Magnéticas:
Utilizados por los grandes sistemas
informáticos.
4.-DISPOSITIVOS DE SALIDA:
Estos dispositivos permiten al usuario ver los
resultados de los cálculos o de las manipulaciones de
datos de la computadora. El dispositivo de salida más
común es el monitor, pantalla en la que se ve la
información suministrada por el ordenador. En el caso
más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de
rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras
que en los portátiles es una pantalla plana de cristal
líquido (LCD).
La resolución se define como el número de
puntos que puede representar el monitor por pantalla, en
horizontal x vertical. Así, un monitor cuya
resolución máxima sea de 1024×768 puntos puede
representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos
cada una, probablemente además de otras resoluciones
inferiores, como 640×480 u 800×600. Cuan mayor sea la
resolución de un monitor, mejor será la calidad de la
imagen en
pantalla, y mayor será la calidad (y por consiguiente el
precio) del
monitor.
Otro de los dispositivos de salida comunes es la
impresora es la que permite obtener en un soporte de papel
una copia visualizable, perdurable y transportable de la
información procesada por un computador.
Las primeras impresoras nacieron muchos años
antes que el PC e incluso antes que los monitores,
siendo durante años el método
más usual para presentar los resultados de los
cálculos en aquellos primitivos ordenadores, todo un
avance respecto a las tarjetas y cintas perforadas que se usaban
hasta entonces.
Por último se puede hacer mención a el
módem, el cual enlaza dos ordenadores transformando
las señales digitales en analógicas para que los
datos puedan transmitirse a través de las telecomunicaciones.
5.-RED DE COMUNICACIONES:
Un sistema computacional es un sistema complejo que
puede llegar a estar constituido por millones de componentes
electrónicos elementales. Esta naturaleza
multinivel de los sistemas complejos es esencial para comprender
tanto su descripción como su diseño. En cada nivel
se analiza su estructura y su función en el sentido
siguiente:
Estructura: La forma en que se interrelacionan
las componentes
Función: La operación de cada
componente individual como parte de la estructura.
Por su particular importancia se considera la estructura
de interconexión tipo bus. EI bus representa
básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden
cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a
la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos
dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador
con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la
CPU.
Con las "generaciones nace la industria de
los computadores. El trabajo de
los computadores desarrollados en la década de los 40
había sido básicamente experimental. Se
habían utilizado con fines científicos pero era
evidente que su uso podía desarrollarse en muchas
áreas.
Eran máquinas muy grandes y pesadas con muchas
limitaciones; el tubo de vacío, siendo su elemento
fundamental, tiene un gran consumo de energía, poca
duración y disipación de mucho calor. Estos eran
problemas necesarios de resolver.
La evolución de las computadoras nos ha servido
para hacer cálculos más rápidos,
también ha sido implicada en otras actividades humanas
facilitándolas y promoviendo su desarrollo.
Como vimos en este trabajo la computación
seguirá evolucionando como lo ha hecho hasta ahora para
cubrir las necesidades de la vida moderna y los nuevos proceso
industriales, de salud, educativos y de
comunicación.
NORTON, Norton. Introducción a la
Computación. México,
1995.
MARZULLO, Carmelo. Notas Sobre
Informática. Cumaná, 2003.
DE AGOSTINI, Juan. Herramientas Para
Microcomputadoras. Universidad Simón
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Biblioteca de Consulta Encarta 2001. Microsoft.
Lic. MILVIA BENITEZ
Dr. TULIO INFANTE
CUMANA. ESTADO SUCRE. VENEZUELA.