Desarrollo Histórico del Hardware y el Software LOS PRIMEROS COMPUTADORES Historical Development of Hardware The first comput-ers

Desarrollo Histórico del Hardware y el Software LOS PRIMEROS COMPUTADORES José David Moreno Posada Autor Autor1

Por este motivo es importante conocer el desarrollo histórico de esta máquina, al final, esta herramienta está dictando nuestras vidas, puesto que controla desde nuestra red de acueducto y alcantarillado hasta los transformadores de energía.

Resumen Este documento contiene información acerca del desarrollo del hardware desde la antigüedad hasta la modernidad.

Hoy en día, muchas tareas, fáciles o difíciles, son realizadas por muchas maquinas, esto ha venido desplazando al hombre de su trabajo pero haciéndole la vida mucho más fácil.

Contiene información de los primeros computadores y como a través de los años ha mejorado su tecnología, además, el computador se ha convertido en una herramienta clave para nuestra vida.

2. Desarrollo Histórico

Palabras clave: hardware, procesador, computador, lenguajes de programación, estructura de un computador.

Para empezar, observaremos el desarrollo histórico del hardware.

2.1. El Abaco

Historical Development of Hardware The first computers

Considerado el primer dispositivo de contabilidad de la historia, se calcula que tuvo su origen hace más de 5000 años y su uso se ve hasta en nuestros días.

Abstract

El termino Abaco significa “superficie plana” o “tabla”. Es un instrumento de cálculo que utiliza cuentas (esferas) que se deslizan a lo largo de una serie barras fijadas en un marco. Estas barras hacían la representación de las unidades, decenas, centenas, etc. Se puede apreciar mejor su forma en la Figura 1.

This document contains information about of development of hardware from the old until the modernity. Contains information of the first computers and how through of the years It has improved his technology, also, the computer has converted in a key tool for our life. Key words: hardware, processor, computer, programming language, structure of a computer.

1. Introducción El computador se ha convertido en una herramienta esencial para nuestra vida, generalmente cuando pensamos en un computador, pensamos en una maquina con una pantalla, una torre, un mouse y un teclado; pero, en realidad hay muchas maquinas que son computadores. 1

Estudiante Ingeniería de Sistemas de la Universidad Distrital.

Figura 1. Abaco Moderno representando el número 456789.

Un computador, es una máquina que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Basados en esta información podemos concluir que casi todos los aparatos electrónicos son computadores, una calculadora, un horno microondas, un celular, etc.

Su origen no es exacto, algunos consideran que probablemente sea babilónico, pero, se ha visto este instrumento en el Oriente (Japón, Corea) y en países como Vietnam, Rusia, Turquía y Armenia [1]. 1

El ábaco es el precursor de la calculadora digital moderna.

El ábaco es el precursor de la calculadora digital moderna. Se utilizaba para realizar grandes cálculos, sobre todo en el comercio.

2.5. Turing: Padre de la ciencia de la Información

No ha cambiado mucho su diseño, hoy en día aún se utiliza en algunos colegios o jardines para enseñar a sumar o restar.

2.2. La Pascalina En el año de 1642, el matemático y filoso francés Blaise Pascal construye una máquina que realiza cálculos de forma mecánica. … ”Esta máquina la creo Pascal con la idea de ayudar a sumar, largas columnas de números en la oficina de recaudación de impuestos a cargo de su padre. La máquina estaba formada por una serie de ruedas que representaban las unidades, decenas, centenas etc., y cada rueda tiene sobre su circunferencia los números del 0-9; estas ruedas tienen una relación de 10-1, es decir la rotación completa de una rueda; avanza a una unidad que está a la izquierda de esta.”…[2] Se puede apreciar una de sus calculadoras en la Figura 2.

Figura 3. Modelo de la Maquina Analítica.

Alan Mathison Turing nació el 23 de junio de 1912 en Maida Vale, Londres. Fue un reconocido matemático, informático, teórico y filósofo inglés. …” Una máquina de Turing es un autómata que se mueve sobre una secuencia lineal de datos. En cada instante la máquina puede leer un solo dato de la secuencia (generalmente un carácter) y realiza ciertas acciones en base a una tabla que tiene en cuenta su "estado" actual (interno) y el último dato leído. Entre las acciones está la posibilidad de escribir nuevos datos en la secuencia; recorrer la secuencia en ambos sentidos y cambiar de "estado" dentro de un conjunto finito de estados posibles.”…[4] Con su máquina formalizo los conceptos de algoritmo y computación.

Esta máquina podía sumar, Pascal obtuvo derecho en Francia a realizar todas las calculadoras, además realizo 50 ejemplares de esta máquina buscando perfeccionar esta.

2.3. Gottfriend Wilhen Leibnitz Es un matemático y filósofo nacido en Alemania en el año 1645.

Turing es considerado uno de los padres de la ciencia de la información, además, es precursor de la informática moderna.

En el año de 1670, modifico la máquina de pascal, creo una maquina superior a la de pascal, ya que podía multiplicar.

3. Primeros Computadores Los primeros computadores llegaron a ocupar espacios enormes, con el paso de los años, poco a poco se fue disminuyendo su tamaño hasta llegar a el espacio que ocupan ahora.

2.4. La Máquina Analítica de Babbage En el año de 1833, el Matemático Charles Babbage, presento los planos de una máquina, que represento un paso importante en la historia de la computación.

3.1. Mark I En 1944 se construyó en la Universidad de Harvard, la Mark I, el equipo estaba encabezado por Howard H. Aiken. Su funcionamiento estaba basado en dispositivos mecánicos llamados reveladores. Esta máquina estaba basada en la maquina analítica de Babbage [5].

La máquina analítica es el diseño de un computador moderno, Babbage continuo perfeccionando su diseño hasta su muerte en 1871. La máquina no fue construida en su época por razones financieras, políticas y legales. Además, las limitaciones tecnológicas de la época fueron un obstáculo para su construcción. En la figura 3 se aprecia un Modelo de la Maquina Analítica.

Tenía 760000 ruedas y 800 kilómetros de cable, empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobe el movimiento parabólico. Leía datos de papel perforado. Se puede apreciar en la figura

Solo 100 años después se construyeron computadores comparables con la maquina analítica (lógicamente) [3]. 2

El primer juego de la historia es el OXO.

4.

Figura 4. Mark I vista de lateral

Figura 6. Imagen del EDSAC

lista de números primos. El primer videojuego de la historia, OXO fue puesto en esta computadora, el OXO se conoce como triqui en Colombia. El figura 6, se aprecia una fotografía de esta máquina.

3.2. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) Desarrollado en la Universidad de Pennsylvania en 1946, peso unas 30 toneladas, fue la primera computadora electrónica. Su diseño fue encabezado por John Mauchly y Johan Eckert. Tenía más de 18000 tubos de vació y consumió 200 KW de energía eléctrica, además, requerida de todo un

3.4. UNIVAC I Fue la primera computadora comercial hecha en los Estados Unidos. Desarrollado por J. Presper Eckert y Juan Mauchly. Utilizado en los Estados Unidos en la Oficina de Censo, Fuerza Aérea y el Ejercito de los Estados Unidos.

Figura 5. Foto del Sótano donde estaba ubicado el ENIAC en 1946.

sistema de aire acondicionado, podía realizar 5000 operaciones aritméticas en un segundo. Se basaba en un sistema decimal y fue utilizada para evaluar el censo en 1950. Se puede apreciar esta gigantesca maquina en la figura 5.

Figura 7. UNIVAC I

Utilizo 5200 tubos de vacío, peso 13 toneladas, consumía 125 KV y ocupaba más de 35,5 m2 . Manejaba un lenguaje binario, y realizaba operaciones aritméticas básicas y complejas.

3.3. EDSAC Fue una Antigua computadora británica, construida por Maurice Wilkes y su equipo en la Universidad de Cambridge en Inglaterra.

3.5. Von Neumann Fue un matemático Húngaro- Americano que desarrollo la teoría de los juegos en 1944.

Fue puesta en funcionamiento en el año de 1949, era capaz de calcular números al cuadrado y una 3

Hubo una gran reducción del espacio y se mejoró la velocidad.

•

…”La máquina de Von Neumann tenía 5 partes básicas: La memoria, la unidad Aritmética lógica, la unidad de control del programa y los equipos de entrada y salida. La memoria constaba de 4096 palabras, cada una con 40 bits (0 o 1). Cada palabra podía contener 2 instrucciones de 20 bits o un número entero de 39 bits y su signo. Las instrucciones tenían 8 bits dedicados a señalar el tiempo de la misma y 12 bits para especificar alguna de las 4096 palabras de la memoria.”…

Lenguaje de programación más potente.

4.3. Tercera Generación (1964-1971) Las principales características de esta generación son: • Desarrollo de circuitos integrados, miniaturización y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio. • Menor consumo. • Reducción de espacio (Considerablemente). • Aumento de fiabilidad. • Multiprogramación. • Compatibilidad. • Ampliación de las aplicaciones. • Renovación de periféricos.

Esta es la base no ha cambiado hasta ahora, se han agregado o quitado algunas partes, pero el funcionamiento básico no ha cambiado.

4. El computador hasta hoy: Generaciones. Los computadores que han aparecido en los últimos 50 años han sido clasificados de acuerdo a su evolución en cinco generaciones. Observemos las características principales de cada una de estas generaciones.

4.4. Cuarta Generación (1971PRESENTE) En esta generación se aprecia la optimización y el desarrollo de la tecnología. No me detendré a hablar de todas las características que posee esta generación, debido a que está cambiando todos los días, pero se aprecian las siguientes tendencias: • Cada vez más pequeño y más compacto. • Portable • Más rápido y Eficiente A partir de estas tendencias se desarrolla la quinta generación.

4.1. Primera Generación (1945-1956) Las principales características de esta generación son: • Válvula electrónica (Tubos al vacío). • Se construye el ENIAC. • Alto consumo de energía. • Se almacena la información en un tambor magnético interior, en este tambor se tenía información acerca de los programas y datos. • El lenguaje de la maquina era la yuxtaposicion. • Computadoras comerciales. • Costosas Unidades de Aire Acondicionado. • Se basaba en tarjetas perforadas.

4.5. Quinta Generación (PRESENTEFUTURO) Este término fue acuñado por los japoneses, analizando las tendencias de la tecnología. Como consecuencia de esto se han incorporado muchos campos de investigación en la industria de la computación, como la inteligencia artificial, los sistemas complejos, sistemas bioinspirados, etc. [6].

4.2. Segunda Generación (1957-1963) Las principales características de esta generación son: • Nace el uso del “transistor”, que sustituye los bulbos electrónicos. • Se mejora la memoria principal con la utilización de núcleos magnéticos. • Instalación de sistemas de teleproceso. • Tiempo de operación del rango de microsegundos. • Discos magnéticos removibles. • Disminución del tamaño. • Disminución del consumo y de la producción del calor. • Mejora de dispositivos de entrada y de salida.

5. Evolución de los lenguajes de programación A lo largo de los años, los lenguajes de programación debieron ir cambiando debido a la rápida evolución de algunos hardware.

5.1. Relación Traducción- Ejecución 5.1.1.

Bajo Nivel 1°

Es el código binario, aquel que utiliza la máquina, se dice que es de bajo nivel debido a la compa4

ración que tiene con el lenguaje del hombre.

Es el encargado de interpretar y procesar los datos y programas de un computador.

5.1.2.

6. Estructura del computador

Bajo Nivel 2°

6.1. Procesador

Consiste en la traducción de bloques de código binario a nuestro lenguaje habitual. La máquina esta de igual manera de traducir nuestro lenguaje habitual a bloques de código binario.

5.1.3.

Es el encargado de interpretar y procesar los datos de los programas de un computador.

6.2. Memoria Principal

Alto Nivel 3°

Es una zona de almacenamiento temporal, sus principales características son las leer y escribir, Para después poder acceder a la información almacenada, con el objeto de modificarla.

Este lenguaje se ve en el desarrollo de compiladores e intérpretes, permiten la transformación de un lenguaje a otro lenguaje, de este lenguaje se conocen lenguajes de programación como el BASIC y el PASCAL.

5.1.4.

6.3. Memoria Secundaria Son todos aquellos dispositivos físicos magnéticos en el que se almacena información en forma permanente, con el objeto de recuperarla posteriormente.

Generadores de aplicaciones o Nivel 4°

Consiste en la aplicación de los anteriores lenguajes en varios campos, de esta manera, se espera obtener simulaciones, datos, etc. Estos se dividen en:

6.3.1.

Disco Duro

Es un disco metálico que se encuentra en el interior del computador donde se almacena mucha información (programas, datos numéricos, etc.)

5.1.4.1 Lenguajes procedurales Son todos aquellos lenguajes que establecen como ejecutar una tarea, dividiéndola en subtareas, que especifican como hacer cada una de estas subtareas. Ejemplos: FORTRAN, BASIC, PASCAL, ADA, MODULA-2[7].

6.3.2.

DVD

Son discos compactos que se graban por medio de láser.

6.3.3.

5.1.4.2 Lenguajes declarativos Especifica el proceso por el cual se ejecuta el programa. Se constituyen mediante descripciones de funciones. Ejemplo: PROLOG.

Dispositivos de Almacenamiento Masivo (USB)

Es un dispositivo portable, que almacena datos. La información es guardada en la memoria de la USB.

5.1.4.3 Orientados a objetos

6.4. Dispositivos de Entrada y Salida

En este tipo de lenguajes el código va orientado a un bloque de código más grande, allí se pueden especificar acciones. Ejemplo: C++.

Son todos aquellos dispositivos físicos que poseen distintas unidades funcionales, se comunican unas con otras por medio de un sistema de procesamiento de información o por medio de señales enviadas a través de interfaces.

5.1.4.4 Orientados al problema Están diseñados exclusivamente a problemas específicos, principalmente de gestión. Esta ordenado por sentencias que ordenan que quiere hacer. Generalmente son generadores de aplicaciones.

6.5. Bus Es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un computador o entre varios computadores. Está conformado por cables o pistas en un circuito impreso.

5.1.4.5 Aplicaciones Científicas Predominan las operaciones numéricas o matriciales propias de algoritmos matemáticos. Ejemplos: FORTAN y PASCAL.

[1] Una Breve Historia del Abaco, disponible en

http://www.ee.ryerson.ca/~elf/abacus/espanol/ history.html

5.1.4.6 Lenguajes de Internet Orientados exclusivamente a su utilización en la web.

[2]Historia de las calculadora, disponible en

http://html.rincondelvago.com/calculadoras.ht m

5

[3] La máquina analítica, disponible en http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_a nal%C3%ADtical [4] Maquina de Turing, disponible en http://www.zator.com/Cpp/E0_1_1.htm [5] Mark I, disponible en http://www.monografias.com/trabajos/histocom p/histocomp.shtm [6] Generaciones del Computador, disponible en http://www.monografias.com/trabajos34/gener aciones-computador/generacionescomputador.shtml#gener [7] Lenguajes de Programación, disponible en http://html.rincondelvago.com/evolucionhistorica-de-los-lenguajes-de-programacion.html

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