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UNIVERSIDAD TÉCNICA
   PARTICULAR DE LOJA
     La Universidad Católica de Loja


     ELECTRÓNICA Y
  TELECOMUNICACIONES



CRISTIAN AGUIRRE ESPARZA


“TERCERA GENERACION: LOS
  CIRCUITOS INTEGRADOS”

                 2012
Introducción

El ser humano siempre ha necesitado encontrar métodos rápidos y efectivos para resolver
sus cálculos, y con ayuda de su gran inventiva ha conseguido a través de los siglos
desarrollar las computadoras. Hoy en día ya estamos acostumbrados a vivir con ellas.
Tenemos que tener muy claro que los computadores no han nacido en los últimos años,
sino que sus orígenes se remontan a tiempos remotos.

El desarrollo de las computadoras y el criterio que se ha establecido para determinar el
cambio de generación son al menos los siguientes:

    •   La forma en que están construidas (hardware)
    •   La forma en que el ser humano se comunica con ellas (hardware/software)

La historia de la evolución de las computadoras es una historia sorprendente y llena de
controversias. Durante muchos siglos la humanidad carecía de algo que los ayudara a
procesar o archivar información, tal vez porque consideraron que eran datos pequeños o
sin importancia. Pero a medida que la sociedad fue creciendo se vio en la necesidad de
crear inventos a adaptaciones innovadoras de diversas índoles.


Hace aproximadamente unos 4.000 años antes de Cristo los chinos inventaron el Abaco,
un instrumento formado por un conjunto de cuerdas paralelas, cada una sostenía unas
cuencas las cuales utilizaban para sumar. En cambio la primera máquina de calcular
mecánica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático
francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez 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 correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz
perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar.



Es increíble como de un sencillo dispositivo mecánico para contabilizar haya surgido tan
poderosa e imprescindible herramienta que ha llegado a obtener tan grande importancia
a nivel mundial. Gracias a estos y otros inventos que no se menciono pues son muchos,
nace el computador moderno del cual se dieron varias generaciones y en el presente
trabajo tratare de profundizar sobre la tercera generación que abarca los circuitos
integrados.
TERCERA GENERACIÓN: LOS CIRCUITOS INTEGRADOS (1958-1971).
Los componentes discretos son transistores, resistencias, condensadores, etc. Durante la
segunda generación los equipos electrónicos estaban compuestos en su mayoría por
componentes discretos.
Cada uno de los cuales se fabricaba separadamente y se soldaban juntos en tarjetas de
circuitos. Todo esto resultaba caro y difícil, especialmente para la industria de
computadores, que necesitaba colocar juntos cientos de miles de transistores que había
que soldar, lo cual dificultaba enormemente la fabricación de máquinas nuevas y
potentes. Por eso, la invención del circuito integrado a finales de los 50. J. Kilby de Texas
Instruments construye el primero en 1958 y R. Noyce de Fairchild Semiconductor
construye otro en 1959, fue la gran clave para el crecimiento de la industria de
computadores, y suele tomarse como punto de inicio de la Tercera Generación de
computadores.

La invención del circuito integrado reveló el potencial para extender el coste y los
beneficios de operación de los transistores a todos los circuitos producidos en masa. La
invención del circuito integrado permitió que docenas de transistores se pusieran en el
mismo chip. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas,
desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. Además cantaron con
una memoria virtual que permitió optimizar la memoria principal

La tecnología de los circuitos integrados también provocó la expansión de la industria del
software. Los programas estándares fueron reescritos para trabajar en las nuevas
máquinas de circuitos integrados, e incluso en máquinas todavía en fase de desarrollo.
Esta compatibilidad hacia el futuro permitió a las compañías usar su software anticuado
después de modernizar su hardware.

Entonces aparecen las "Familias de Computadores" computadores de distinta potencia y
precio pero con la misma arquitectura y totalmente compatibles.


Abril 7 de 1964 IBM presentó el sistema IBM System/360, el cual consistía en una familia
de 6 computadores, compatibles entre sí, con 40 diferentes unidades periféricas de
entrada, salida y almacenaje. Este sistema fue el primero de la tercera generación de
computadores. Su tecnología de circuitos integrados era mucho más confiable que la
anterior, mejoró además la velocidad de procesamiento y permitió la fabricación masiva
de estos componentes a bajos costos.

Entre 1961 y 1971 los chips se fueron haciendo mayores y los transistores cada vez más
pequeños, de modo que el número de transistores en un chip casi se duplicaba
anualmente a esto se ha denominado posteriormente “Ley de Moore”.
FIGURA 1. Ley de Moore1

Por otra parte, Wilkes propone en 1965 la memoria cache: se trata de añadir un nivel de
memoria intermedio entre el procesador y la memoria principal, con una capacidad
inferior a la memoria principal pero un tiempo de aproximación mucho menor. La primera
implementación comercial la llevó acabo IBM en su modelo 360/85 en el año 1968, y
pronto se hizo común en las grandes máquinas y minicomputadores. Actualmente es uno
de los métodos más utilizados para mejorar el rendimiento debido a la creciente
diferencia entre la velocidad del procesador y la de la memoria.

Al nivel de los minicomputadores también se produjo un paso importante, con la
presentación en 1965 el PDP-8 de DEC. Cuando la mayoría de los computadores requerían
una habitación con aire acondicionado, el PDP-8 podía colocarse encima de una mesa de
laboratorio. No realizaba las operaciones que los grandes computadores realizaban, pero
era lo suficientemente barata para que la obtuviera cualquier técnico.


CONCLUSIONES
    •   Los circuitos integrados hicieron fácil la fabricación de varios transistores en un
        único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados.
    •   El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los
        porcentajes de error.
    •   Este empaquetamiento permitió construir computadoras más pequeñas, rápidas y
        baratas que con transistores
    •   El tamaño de los computadores se redujo considerablemente, a la vez que
        aumentó su velocidad y disminuyó el consumo.
1
 STALLINGS, William. Organización y arquitectura de computadores. Editorial: Pearson Education. S.A.,
2008. Pág. 34.
•   Aparecen las memorias cache.
  •   Creación de nuevos lenguajes de alto nivel (BASIC, PASCAL).
  •   Máquinas Principales IBM 360, PDP-8, PDP-11.
  •   Las funciones lógicas que podían realizar los circuitos integrados era posible
      realizar módulos y unidades de control aún más complejas

BIBLIOGRAFIA
  •   VILLAREAL Sonia “Introducción a la computación”, Editorial Primera edición 1999.
  •   José, Mora, “Introducción a la informática”, Trillas, Cuarta edición, 2005

  •   PEIRON Montse. “Conceptos básicos de los computadores”, Editorial: Editorial UOC

  •   RICE John. “Ciencia de la Computación Editorial”: Interamericana Editores, S.A. de
      C.V. 2005.

  •   BERMEJO Manuel, “Dos ábacos a los computadores”, Editorial: Universidad de
      Compostela, 2008.

  •   STALLINGS William. “Organización y Arquitectura de Computación”. Editorial:
      Pearson Educación, S.A 2000. Quinta edición.

  •   STALLINGS William. “Organización y Arquitectura de Computación”. Editorial:
      Pearson Educación, S.A 2006. Séptima edición

  •   PÉREZ María. “La informática, presente y futuro en la sociedad”. Editorial: Librería-
      Editorial Dykinson, 2006

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  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES CRISTIAN AGUIRRE ESPARZA “TERCERA GENERACION: LOS CIRCUITOS INTEGRADOS” 2012
  • 2. Introducción El ser humano siempre ha necesitado encontrar métodos rápidos y efectivos para resolver sus cálculos, y con ayuda de su gran inventiva ha conseguido a través de los siglos desarrollar las computadoras. Hoy en día ya estamos acostumbrados a vivir con ellas. Tenemos que tener muy claro que los computadores no han nacido en los últimos años, sino que sus orígenes se remontan a tiempos remotos. El desarrollo de las computadoras y el criterio que se ha establecido para determinar el cambio de generación son al menos los siguientes: • La forma en que están construidas (hardware) • La forma en que el ser humano se comunica con ellas (hardware/software) La historia de la evolución de las computadoras es una historia sorprendente y llena de controversias. Durante muchos siglos la humanidad carecía de algo que los ayudara a procesar o archivar información, tal vez porque consideraron que eran datos pequeños o sin importancia. Pero a medida que la sociedad fue creciendo se vio en la necesidad de crear inventos a adaptaciones innovadoras de diversas índoles. Hace aproximadamente unos 4.000 años antes de Cristo los chinos inventaron el Abaco, un instrumento formado por un conjunto de cuerdas paralelas, cada una sostenía unas cuencas las cuales utilizaban para sumar. En cambio la primera máquina de calcular mecánica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez 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 correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar. Es increíble como de un sencillo dispositivo mecánico para contabilizar haya surgido tan poderosa e imprescindible herramienta que ha llegado a obtener tan grande importancia a nivel mundial. Gracias a estos y otros inventos que no se menciono pues son muchos, nace el computador moderno del cual se dieron varias generaciones y en el presente trabajo tratare de profundizar sobre la tercera generación que abarca los circuitos integrados.
  • 3. TERCERA GENERACIÓN: LOS CIRCUITOS INTEGRADOS (1958-1971). Los componentes discretos son transistores, resistencias, condensadores, etc. Durante la segunda generación los equipos electrónicos estaban compuestos en su mayoría por componentes discretos. Cada uno de los cuales se fabricaba separadamente y se soldaban juntos en tarjetas de circuitos. Todo esto resultaba caro y difícil, especialmente para la industria de computadores, que necesitaba colocar juntos cientos de miles de transistores que había que soldar, lo cual dificultaba enormemente la fabricación de máquinas nuevas y potentes. Por eso, la invención del circuito integrado a finales de los 50. J. Kilby de Texas Instruments construye el primero en 1958 y R. Noyce de Fairchild Semiconductor construye otro en 1959, fue la gran clave para el crecimiento de la industria de computadores, y suele tomarse como punto de inicio de la Tercera Generación de computadores. La invención del circuito integrado reveló el potencial para extender el coste y los beneficios de operación de los transistores a todos los circuitos producidos en masa. La invención del circuito integrado permitió que docenas de transistores se pusieran en el mismo chip. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. Además cantaron con una memoria virtual que permitió optimizar la memoria principal La tecnología de los circuitos integrados también provocó la expansión de la industria del software. Los programas estándares fueron reescritos para trabajar en las nuevas máquinas de circuitos integrados, e incluso en máquinas todavía en fase de desarrollo. Esta compatibilidad hacia el futuro permitió a las compañías usar su software anticuado después de modernizar su hardware. Entonces aparecen las "Familias de Computadores" computadores de distinta potencia y precio pero con la misma arquitectura y totalmente compatibles. Abril 7 de 1964 IBM presentó el sistema IBM System/360, el cual consistía en una familia de 6 computadores, compatibles entre sí, con 40 diferentes unidades periféricas de entrada, salida y almacenaje. Este sistema fue el primero de la tercera generación de computadores. Su tecnología de circuitos integrados era mucho más confiable que la anterior, mejoró además la velocidad de procesamiento y permitió la fabricación masiva de estos componentes a bajos costos. Entre 1961 y 1971 los chips se fueron haciendo mayores y los transistores cada vez más pequeños, de modo que el número de transistores en un chip casi se duplicaba anualmente a esto se ha denominado posteriormente “Ley de Moore”.
  • 4. FIGURA 1. Ley de Moore1 Por otra parte, Wilkes propone en 1965 la memoria cache: se trata de añadir un nivel de memoria intermedio entre el procesador y la memoria principal, con una capacidad inferior a la memoria principal pero un tiempo de aproximación mucho menor. La primera implementación comercial la llevó acabo IBM en su modelo 360/85 en el año 1968, y pronto se hizo común en las grandes máquinas y minicomputadores. Actualmente es uno de los métodos más utilizados para mejorar el rendimiento debido a la creciente diferencia entre la velocidad del procesador y la de la memoria. Al nivel de los minicomputadores también se produjo un paso importante, con la presentación en 1965 el PDP-8 de DEC. Cuando la mayoría de los computadores requerían una habitación con aire acondicionado, el PDP-8 podía colocarse encima de una mesa de laboratorio. No realizaba las operaciones que los grandes computadores realizaban, pero era lo suficientemente barata para que la obtuviera cualquier técnico. CONCLUSIONES • Los circuitos integrados hicieron fácil la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados. • El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. • Este empaquetamiento permitió construir computadoras más pequeñas, rápidas y baratas que con transistores • El tamaño de los computadores se redujo considerablemente, a la vez que aumentó su velocidad y disminuyó el consumo. 1 STALLINGS, William. Organización y arquitectura de computadores. Editorial: Pearson Education. S.A., 2008. Pág. 34.
  • 5. Aparecen las memorias cache. • Creación de nuevos lenguajes de alto nivel (BASIC, PASCAL). • Máquinas Principales IBM 360, PDP-8, PDP-11. • Las funciones lógicas que podían realizar los circuitos integrados era posible realizar módulos y unidades de control aún más complejas BIBLIOGRAFIA • VILLAREAL Sonia “Introducción a la computación”, Editorial Primera edición 1999. • José, Mora, “Introducción a la informática”, Trillas, Cuarta edición, 2005 • PEIRON Montse. “Conceptos básicos de los computadores”, Editorial: Editorial UOC • RICE John. “Ciencia de la Computación Editorial”: Interamericana Editores, S.A. de C.V. 2005. • BERMEJO Manuel, “Dos ábacos a los computadores”, Editorial: Universidad de Compostela, 2008. • STALLINGS William. “Organización y Arquitectura de Computación”. Editorial: Pearson Educación, S.A 2000. Quinta edición. • STALLINGS William. “Organización y Arquitectura de Computación”. Editorial: Pearson Educación, S.A 2006. Séptima edición • PÉREZ María. “La informática, presente y futuro en la sociedad”. Editorial: Librería- Editorial Dykinson, 2006