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.
Se clasifican de
acuerdo al principio de operación de Analógicas y
Digitales.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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