Historia Informática

HISTORIA DE LA INFORMATICA
FAREX GERLEY SEIJAS ALVARADO
UNIVERSIDAD DE CIENCIAS APLICADAS Y AMBIENTALES
FACULTAD DE CIENCIAS DEL DEPORTE
INFORMATICA BASICA
BOGOTA
2014

INTRODUCCION
El siguiente se realiza con el fin profundizar mas a fondo la historia de
la informática y conocer un poco más sobre esta cátedra, para poder
tener mayores fundamentos y desenvolvernos con mayor propiedad
en el tema

TABLA DE CONTENIDO
Portada ………………………………………….
Introducción………………………………………
Objetivos…………………………………………
Tabla de contenido …………………………….
Historia de la informática…………………..….
Conclusiones……………………………………
Bibliografía………………………………………

OBJETIVOS
El objetivo del siguiente trabajo es aprender y profundizar sobre el
tema de la informática y cumplir con los objetivos planteados del
profesor hacia el estudiante en esta cátedra de informática básica

Historia de la informática
Aunque tal y como hoy conocemos la informática se puede considerar
una ciencia relativamente moderna, esto no es así. Tenemos que
tener muy claro que los computadores no han nacido en los últimos
años, sino que sus orígenes se remontan a tiempos pretéritos.
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, o casi, y no
nos percatamos de que su aparición ha tenido una gran influencia en
diversos aspectos de nuestra vida diaria, mejorándola y abriendo
puertas que antes eran desconocidas para la humanidad.
El objetivo de este trabajo es mentalizar a los individuos de dos cosas:
1. La informática tiene una historia y unos orígenes, como todo; los
ordenadores no aparecieron en el siglo XX de la noche a la
mañana, sino que tienen siglos y siglos de trabajo.
2. Los computadores no son el virus del siglo XX como muchos
dicen, ya que nos ayudan tanto en la ciencia (acelerando su
desarrollo) como en la sociedad (educación, comunicación, etc.).
Como primera parte del trabajo estudiaremos las primeras ayudas,
instrumentos y máquinas que utilizaron nuestros antepasados para
resolver cálculos, y como éstos fueron evolucionando a medida que el
tiempo y los medios avanzaban; hasta llegar al siglo XX donde
aparecen los primeros ordenadores, que eran máquinas que se
empezaban a asemejar a los actuales. Tras la aparición del primer
ordenador electrónico, iremos generación a generación viendo como
éste fue mejorando poco a poco, adentrándonos en los procesadores
que fueron surgiendo.
Para terminar haremos un pequeño resumen de lo que es la
informática hoy en día, destacando que no es una ciencia

independiente e inútil, sino que el resto de ciencias la necesitan tanto
como a sí mismas para avanzar y facilitar sus investigaciones.
También, aunque no debamos, nos meteremos un poco en internet, ya
que consideramos indispensable hablar de él si comentamos como
afecta la informática en la educación.
1 2. Orígenes y desarrollo
[Laredo00]
En sus orígenes, bastantes años antes de Cristo, el cálculo tenía
bastantes problemas para poder desarrollarse. Uno de ellos era que
no existía un mecanismo fácil para escribir el enunciado de los
problemas y para anotar los resultados intermedios, dificultando así el
trabajo de las personas que buscaban la solución de un cálculo. Dado
este problema y la necesidad de obtener resultados rápidos y exactos
procedente de los campos del comercio, impuestos, calendarios,
organización militar, etc., en la historia de la humanidad se han ido
construyendo distintos instrumentos y maquinas que simplificaran
notablemente los cálculos humanos.
Destaquemos que una vez solventado el problema del mecanismo de
escritura, se siguió igualmente avanzando en la construcción de
instrumentos cada vez más complejos, intentando siempre superar y
mejorar lo que ya existía.
2 2.1. Visión general de las primeras ayudas de cálculo
3 2.1.1. Cálculo con los dedos
[Infso00]

Los dedos se ha usado de tres formas distintas como ayuda al cálculo,
éstas son:
1. Para contar con ellos.
2. Para representar números mediante posiciones complejas, y así
guardar resultados intermedios durante la ejecución de cálculos
mentales.
3. Para realizar operaciones de multiplicación.
4 2.1.2. El Ábaco
[Infso00]
Desde épocas tempranas se han manipulado piedras sobre el polvo o
usado un palo o el propio dedo sobre tablas de polvo (como
sustitución del papel y la tinta) para hacer operaciones. Por eso se
cree que la palabra semítica abaq (polvo) es la raíz de nuestra palabra
moderna ábaco; y que fue adoptada por los griegos que utilizaban la
palabra abax para nombrar la superficie plana en la que dibujaban sus
líneas de cálculo. Como gran parte de la aritmética se realizaba en el
ábaco, llegó un momento en el que ambas palabras se utilizaban
indistintamente, considerándose sinónimos.
Su origen no está muy claro, y probablemente comenzó simplemente
como piedras que se movían en líneas dibujadas sobre polvo. Pero lo
que sí es seguro es que por el 1000 a.C. en la civilización china el
ábaco era una herramienta indispensable para efectuar todas las
transacciones comerciales en las que era necesario realizar
operaciones rápidas y eficaces.
El ábaco no era otra cosa que un rudimentario marco o tablilla de
madera dotada de una serie de varillas verticales que dividían la tabla
en varias columnas, en las cuales habían una serie de bolas o anillos
a modo de cuentas. La columna situada más a la derecha
representaba las unidades, la anterior a las decenas y así
sucesivamente. En la parte inferior de cada columna existían cinco
cuentas elementales y, situadas en la parte superior otras dos de
distinto color que representaban cinco unidades. Así, representando

un número en el ábaco mediante las cuentas situadas en las columnas
correspondientes, las sumas se realizaban añadiendo las cuentas
necesarias a cada columna dígito a dígito, de forma que si en este
proceso se completaba alguna columna con diez cuentas, éstas eran
eliminadas y se sumaba una cuenta en la columna inmediatamente a
su izquierda.
El ábaco se ha usado en muchas culturas, incluso en la europea; pero
al disponerse de papel y lápiz su uso era limitado. Como muestra de
ello hay varias variantes de ábaco:
 Ábaco ruso: Es decimal, dispone de diez anillos de madera en
cada columna.
 Ábaco europeo: Era una mesa de conteo en al que se dibujaban
unas líneas con tiza o tinta. La línea de la parte inferior
representaba las unidades y en cada salto de línea se
multiplicaba por diez el valor anterior. El valor entre líneas
representaba cinco veces el valor anterior.
 Ábaco chino: Consistía en un marco con dos zonas y 17 barras
con siete cuentas en cada una, cinco en la sección
inferior (tierra) de valor unidad, y dos en la superior (cielo) de
valor cinco (véase Figura 1). Con lo que en cada barra se podía
representar un número del 1 al 15.
Figura 1: El ábaco chino.
 - Ábaco japonés (soroban): Se diferencia del chino en que en el
cielo sólo pone una cuenta y en tierra sólo cuatro. Se puede
considerar el último desarrollo del ábaco, en el que además las
cuentas se han modificado en su perfil para facilitar el manejo
por los dedos del operador; consiguiéndose una gran velocidad a
la hora de realizar sumas o restas con acarreo.
Como nota característica diremos que el 12-11-1946 compitieron el
soldado Wood del ejército de EE.UU., que era el operador de

máquinas eléctricas de calcular más experto; y Kiyoshi Matsuzaki, un
japonés muy entrenado en el uso del Soroban. Y que en cuatro de las
cinco pruebas ganó el ábaco con diferencia, perdiendo solo en la
prueba de la multiplicación.
Con esto queda demostrado que el ábaco no era un juguete de niños
como muchos afirman, sino que si se sabe utilizar es muy potente.
5 2.1.3. Las Tablas de Neper
[Marmaneu99]
Tras el ábaco hubo un vacío en el que no apareció nada que
revolucionase el cálculo, hasta que en 1614 Jonh Napier (1550-1617)
(véase Figura 2) anunciara el descubrimiento de los logaritmos. Éstos
eran funciones matemáticas que permitían que los resultados de
complicadas multiplicaciones y divisiones se redujeran a un proceso
de simples sumas y restas, respectivamente.
Figura 2: Jonh Neper.
Inventó un dispositivo consistente en unos palillos con números
impresos que merced a un ingenioso mecanismo le permitía realizar
operaciones de multiplicar y dividir. A este dispositivo se le conoce
como Tablas de Neper (véase Figura 3 ).

Figura 3: Las Tablas de Neper.
Funcionamiento: Para entender cómo funcionaban las tablas, haremos
la multiplicación de 592 por 321 (véase Figura 4). Cada celda se divide
en dos partes, la de arriba indica las decenas, y la de abajo las
unidades; estos dígitos se obtienen, en el caso de la primera celda, al
multiplicar 5 por 3 (1 decena y 5 unidades = 15). En la siguiente celda
multiplicariamos 9 por 3 y así con todas.
Figura 4: Funcionamiento de las Tablas.
Una vez hechas las operaciones anteriores, sólo hay que sumar la
diagonales indicadas en la figura:

 Unidades: Obtenidas al sumar 2=2.
 Decenas: Obtenidas al sumar 4+0+9=13 (nos llevamos una para
sumar al numero siguiente).
 Centenas: Obtenidas al sumar 6+0+8+0+5+1=20 (el acarreo es
dos).
 Unidades de Millar: Obtenidas al sumar 0+7+1+0+0+2=10 (con
acarreo igual a 1).
 Decenas de Millar: Obtenidas de sumar 2+5+1+1=9.
 Centenas de Millar: Obtenidas de sumar 1=1.
 El orden de lectura de este resultado es de arriba hacia abajo. El
resultado es 190032.
Aunque Neper no llegó a construir ninguna máquina de cálculo basada
en sus tablas, puso la base para algunos autores que si desarrollaron
máquinas basadas en ellas. Gaspar Schott, Atanasio Kircher, Wilhelm
Schickardy Blaise Pascal fueron algunos de los que tuvieron muy en
cuenta estas Tablas para realizar sus máquinas.
En fin, el uso de las Tablas de Neper se extendió muy rápido debido a
su gran utilidad, e incluso se fueron desarrollando varias adaptaciones
a lo largo del tiempo. A finales del siglo XIX se puso punto y final a la
evolución de las Tablas de Neper, cuando Henri Genaille resolvió un
problema que planteó Eduardo Lucas, desarrollando un nuevo juego
de tablas de Neper en el proceso de solución. En ellas se elimina el
problema de acarrear dígitos de una columna a la siguiente en la
lectura de los productos parciales. También se creó un conjunto de
reglas para la división.
6 2.1.4. Herramientas analógicas
[Infso00]
En la época de Neper (s. XVI-XVII) los problemas de cálculo más
importantes eran los de astronomía, navegación y cálculo de
horóscopos; con lo que aparecieron una serie de herramientas que
facilitaban éstos :
 Cuadrante: Tenía bastantes funciones relacionadas con la
trigonometría de la época.

 Compas: Entre sus funciones destacaban, la reducción y
ampliación de dibujos a escala, dividir un círculo en x partes
iguales y la determinación de raíces cuadradas y cúbicas.
 Sector: Útil y potente para cálculos trigonométricos.
 Astrolabio: Servía para realizar diferentes observaciones y
cálculos astronómicos (más de mil se decía).
 Regla de cálculo: Hacia 1622 William Oughtred utilizó los recién
inventados logaritmos para fabricar un dispositivo que
simplificaría la multiplicación y la división. Consistía en dos regla
graduadas unidas que se deslizaban una sobre la otra.
7 2.2. El preludio de los computadores: las primeras máquinas de
cálculo
[Salcedo98]
El afán por reducir al máximo el trabajo al realizar las funciones
aritméticas, y quizá una pequeña mejora en la disponibilidad de
instrumentos, provocan que a partir del siglo XVII empiecen a aparecer
en plan masivo máquinas o proyectos de las mismas. En muchos de
los casos los autores no llegaron a construir la maquina en su
totalidad, o no llegó a ser operativa); pero esto no se debía a que los
creadores no fueran lo suficientemente inteligentes, o a que no
tuviesen las ideas muy claras, sino que la tecnología de la época era
bastante limitada y se quedaba muy atrás en comparación con las
exigencias del matemático, que veía como sus proyectos se
paralizaban.
En este punto estudiaremos a los autores más importantes hasta
llegar al siglo XX. Algunos crearon algún dispositivo de cálculo, y otros
sólo hicieron planos de lo que iba a ser la máquina; pero tanto unos
como otros fueron muy importantes por las teorías y proyectos que
tenían en mente, y porque siempre abrieron alguna puerta a las
generaciones posteriores.
8 2.2.1. Wilhelm Schickard (1592-1635)
[Infso00]
Tras personajes como Gaspar Schoot y Atanasio
Kircher, Schickard fue el próximo en diseñar una máquina basada en

las Tablas de Neper, la cual sumaba, multiplicaba y dividía
semiautomáticamente. Erróneamente se piensa que Blaise Pascal fue
el primero en inventar una máquina de sumar con mecanismo de
acarreo; pero en realidad es a Schickard al que le corresponde el
honor.
Del trabajo de Schickard solo disponemos de los planos de la
máquina, los cuales fueron suficientes para que Bruno Von Fretag
reconstruyera la máquina siguiendo los dibujos detallados que había
de ella (véase Figura 5).
Figura 5: Reconstrucción de la calculadora de Schickard.
La máquina se dividía en dos partes:
1. Parte inferior: servía para anotar resultados intermedios, sin
necesidad de utilizar papel y lápiz, rodando una serie de ruedas.
2. Parte superior: era con la que se multiplicaba. Consistía en una
serie de Tablas de Neper las cuales estaban escritas sobre unos
cilindros con lo que se podía seleccionar una tabla en particular
solo con girar un dial.
La máquina era bastante simple y fiable, pero tenía algunos fallos. El
problema más significativo que tuvo, fue el del acarreo múltiple, ya que
era muy costosa la propagación de izquierda a derecha de todo el
acumulador (ej: 999999 + 1) por eso sólo diseño máquinas de seis
dígitos.
En fin, la calculadora de Schickard inauguró una nueva etapa del
cálculo a la vez que acababa con la superioridad del ábaco.
9 2.2.2. Blaise Pascal (1623-1662)

Pascal no fue el primero; pero eso no le quita mérito a su trabajo, entre
otras cosas porque no conoció la calculadora de Schickard, eliminando
así cualquier posibilidad de copia.
Figura 6: Blaise Pascal
Creo su calculadora en 1642, veinticinco años después que Neper
publicase una memoria describiendo su dispositivo ('Tablas de
Neper'). A los dieciocho años Pascal deseaba dar con la forma de
reducir el trabajo de cálculo de su padre, y en general evitar a los
hombres realizar cálculos repetitivos. Por ello Blaise se preparó como
mecánico y con sólo diecinueve años creo su máquina, la cual tenía el
tamaño de un cartón de tabaco. Su principio de funcionamiento era
semejante al ábaco, es decir, utilizaba el sistema de numeración
decimal; pero las primitivas varillas habían sido sustituidas por un
número determinado de ruedas dentadas (véase Figura 7) que al rodar
diez dientes de la primera rueda avanzaba un diente de la segunda, lo
mismo con la 2ª y 3ª, y así sucesivamente. Las ruedas estaban
marcadas con números de 0 al 9, habiendo dos para los decimales y
seis para los enteros, con lo que se podía manejar números entre
000000 01 y 999999 99.
Figura 7: Visión de las ruedas dentadas.

Más adelante diseño un nuevo mecanismo (véase Figura 8)
completamente nuevo basado en la caída de contrapesos en vez de la
propagación en una cadena larga de engranajes (como inicialmente
era el diseño, y como la máquina de Schickard). Este nuevo
mecanismo de acarreo puso punto y final al problema del acarreo
múltiple de Schickard; pero trajo consigo otro. Éste era que las ruedas
sólo podían girar en una dirección con lo que sólo se podía sumar y no
restar. Este problema se resolvió mediante la suma del complemento a
nueve (Ca9) del resultado, lo que hizo bastante engorroso su uso.
Figura 8: Calculadora de Pascal.
La utilización de la máquina llegó a ser farragosa y sujeta a muchos
inconvenientes, haciendo que su uso quedara limitado a ciertas
personas. Incluso a veces era más fácil y rápido hacer el cálculo a
mano que con la máquina. Pero la contribución de Pascal no fue
importante por la utilidad de la máquina, sino por el concepto
de máquina calculadora que, con perspectivas de futuro, supo entrever
en su complicado artefacto. Por ello, en su honor se llama uno de los
lenguajes de programación que más impacto ha causado en los
últimos años.
10 2.2.3. Gottfried Wilhelm Leibnitz (1646-1716)
La célebre calculadora inteligente del alemán Leibnitz fue uno de los
primeros autómatas de las historia; pero sobre todo la informática le
debe la genial idea de utilizar el sistema binario -0 y 1- como método
de cálculo.
Su gran curiosidad científica le llevó a estudiar los campos de la
lógica, matemática, física, biología, ingeniería, historia, política,
filosofía, jurisprudencia, metafísica y teología. Esta relación de
ciencias podrían hacer creer que su labor fue muy dispersa y no hizo
nada en concreto; pero no es así.

Se esforzó por lograr una síntesis intelectual a la vez que propuso el
establecimiento de un lenguaje universal, científico y formal.
Relacionaba este proyecto lingüístico con su plan de reforma científica
basada en un cálculo matemático de índole lógico-matemática.
En fin, la brillante constelación intelectual de teorías y trabajos
de Leibnitz afecta de forma esencial a la computación y entrar en su
historia por tres grandes logros:
 La estructuración de procesos de resolución de problemas.
 El formidable uso del sistema de numeración binario. Base de
numeración empleada por los modernos ordenadores actuales.
 La calculadora mecánica: En un principio estudió a Pascal y
diseñó un añadido para que pudiera hacer multiplicaciones; pero
abandonó este proyecto posiblemente porque ambas partes no
se llegaron a adaptar y a acoplar correctamente.
La máquina (véase Figura 9)que le ha dado tanta fama apareció
en 1672, y se diferenciaba en la de Pascal en varios aspectos,
tres de los cuales era que podía multiplicar, dividir y sacar raíces
cuadradas. Constaba de dos secciones, una superior que
contenía el mecanismo de inicialización y el registro de
resultados. Y otra inferior donde se encuentra el mecanismo
básico, el tambor en escalera.
Figura 9: Calculadora de Leibnitz.
Uno de los muchos problemas que tuvieron las máquinas de
entonces era el acarreo de un dígito al siguiente, al pasar el
primero de 9 a 0. Leibnitz casi resolvió este problema,
ocasionando otro, y es que en el mecanismo que diseño un
acarreo podía ocasionar otro acarreo en el dígito siguiente.

Tanto Pascal como Leibnitz se vieron afectados por la época ya que
sus máquinas eran demasiado complejas para realizarlas a mano, y
por ello sus máquinas no llegaron a ser tan perfectas como hubiesen
podido ser.
11 2.2.4. Samuel Morland (1625-1695)
Fabricó instrumentos de diversos tipos, entre ellos:
 Una máquina sencilla de sumar:consisitía en un juego de ruedas
que se giraban con un pequeño punzón. No había mecanismo
de acarreo, sino que incorporaba unos diales auxiliares que
avanzaban una posición cuando el dial principal pasaba de 9 a 0.
Al finalizar la suma indicaban cuantos acarreos quedaban por
hacer.
 Un juego sencillo de Tablas de Neper: esta segunda máquina
servía como ayuda a la multiplicación y a la división
usando Tablas de Neper. Poseía un conjunto de discos que eran
una versión circular de la Tablas, para trabajar mejor con ellas.
Ambas máquinas formaban un buen conjunto, ya que además de
complementarse se necesitaban, ya que era preciso sumar al
multiplicar con las Tablas de Neper.
12 2.2.5. Joseph Jacquard (1752 - 1834)
[Giles_] [Alvarez98]
Utilizó un mecanismo de tarjetas perforadas para controlar el dibujo
formado por los hilos de las telas controlados por una máquina de
tejer. Jacquard fue el primero en emplear tarjetas perforadas para
almacenar información y además programar la máquina.

En 1801 creó el Telar de Tejido (véase figura 10), para elaborar la
trama del diseño de una tela. La información necesaria para realizar su
confección era almacenada en tarjetas perforadas. El telar realizaba el
diseño leyendo la información contenida en las tarjetas.De esta
forma,se podían obtener varios diseños,cambiando solamente las
tarjetas.Se dice que Jacquard programó un diseño en 24 000
tarjetas,para tejer su propio autorretrato.
Figura 10: Máquina de Jacquard.
13 2.2.6. Charles Babbage (1792 - 1871)
[Garzon99] [Martinez99]
Matemático inglés, posiblemente el más importante de los autores
vistos hasta el momento (véase Figura 11).
Figura 11: Chrales Babbage.
En 1812 vio que las tablas trigonométricas estaban plagadas de
errores al haber sido calculadas a mano, y que estos fallos podían
ocasionar desde grandes desviaciones en las trayectorias navales
hasta la pérdida de los documentos de los pagos anuales del

Gobierno. Él estaba seguro que una máquina realizaría esas tablas
mucho mejor y sin errores. Así pues en la década de 1820 diseño
la MÁQUINA DIFERENCIAL.
Era una máquina automática para el cálculo, lo que fue una revolución
en la historia de la computación. Podía realizar cálculos matemáticos
sin necesidad de realizar operaciones de multiplicar y dividir.
Calculaba tablas de funciones, es decir, calculaba el valor numérico de
una función polinómica sobre una progresión aritmética, dado que las
funciones se pueden aproximar a polinomios. Además de realizar
estos cálculos, hubiese impreso las tablas en papel o metal, a pesar
de la dificultad de la época para llevar a cabo una impresión.
Las tablas matemáticas que generaría la máquina eran calculadas
mediante el método de las diferencias, el cual es casi tan fácil como
calcular una suma, y tiene la ventaja de que el resultado depende de
un valor previo.
Las diferencias podían ser simples (1er. orden) o derivadas (2º orden o
más), dependiendo de la función.
Ejemplo: f(x) = 5x + 9.
Tabla 1:Diferencias constantes.
X
Y Diferencia
0 9
1 14 14 - 9= 5
2 19 19 - 14=5
3 24 24 - 19=5
sig - 24=5
Aunque la funciones polinómicas tienen diferencias constantes, otras
como las trigonométricas son más complejas. Babbage puso la
solución de subdividir las funciones complejas en partes que puedan
ser resueltas con polinomios. Destaquemos que él siempre afirmó que
las diferencias constantes aunque derivadas eran mejores para
automatizar el cálculo.
Hacia 1822 había creado un modelo de máquina que podía manipular
diferencias de segundo orden. Esta máquina se utilizó para el cálculo

de tablas de navegación y artillería, lo que le permitió conseguir una
subvención recomendada por la Sociedad Real, para respaldarle en la
creación de una máquina de escala completa. Aquí es donde
empezaron los problemas, ya que la complejidad de la máquina puso
en evidencia la capacidad ingeniera de la época.
Babbage intentó repasar el proceso de construcción y realizó nuevos
diseños; pero la construcción avanzaba muy lentamente,
terminándose el plazo de tiempo sin la máquina acabada.
Fue acusado de desperdiciar el dinero del Gobierno en sus intereses;
a pesar de todo el Gobierno le proporcionó más dinero y prosiguió con
su trabajo, hasta que tuvo una disputa con el principal de sus
mecánicos (1834), que hizo que el proyecto se aplazara.
Sin embargo había diseñado un modelo que calculaba diferencias de
hasta tercer orden y había desarrollado un ingenioso método para
trabajar redondeando errores. Si la última máquina diferencial hubiese
sido construida habría calculado diferencias de hasta sexto orden, y
sería capaz de trabajar con números de hasta dieciocho dígitos.
En el Museo de la Ciencia está el modelo más completo (véase Figura
12), el cual si hubiese sido acabado sería enorme, alrededor de 25000
piezas y una masa de varias toneladas.
Figura 12: Máquina de diferencias.

En 1991 el Museo de la Ciencia creó con éxito un diseño de la
máquina siguiendo los pasos de Babbage, que ofrecía una visión de lo
que hubiese sido la original.
Se puede considerar la máquina de diferencias como la precursora de
las calculadoras modernas.
MÁQUINA ANALÍTICA: En 1834 cuando estaba trabajando en la
máquina diferencial Babbage concibió la idea de una máquina
analítica (véase Figura 13). Era una máquina de propósitos generales,
podía sumar, restar, multiplicar y dividir en secuencia automática a una
velocidad de sesenta sumas por minuto.
Figura 13: Esquema de la Máquina Analítica.
El problema de esta máquina era que el diseño requería miles de
engranajes y mecanismos que cubrirían el área de un campo de fútbol,
con lo que su tamaño sería como el de una pequeña locomotora. Para

hacernos una idea, sería como los ordenadores de los años sesenta,
que eran enormes y ocupaban una habitación entera.
El diseño básico de la máquina era como el de los computadores
modernos. Tenía cuatro componentes básicos:
1. Un almacenamiento (memoria) con capacidad para guardar
50000 dígitos decimales, que se usaba para guardar estados
intermedios, variables y resultados.
2. Una unidad de cómputo, que podía recibir órdenes para hacer
las cuatro operaciones básicas y podía almacenar en la
memoria.
3. Una unidad de entrada, mediante tarjetas perforadas que
almacenaban el conjunto de órdenes que se deseaba ejecutar.
4. Una unidad de salida, mediante tarjetas perforadas o salida
impresa.
Funcionamiento: los datos e instrucciones eran introducidos mediante
tarjetas perforadas, luego un molino -unidad de proceso- operaría con
los datos y resultados que serían enviados al almacén para ser
impresos o mecanografiados.
Características:
 Podía almacenar números.
 Era una máquina decimal que podía realizar los cuatro tipos de
funciones aritméticas.
 Podía manejar también multiplicaciones y divisiones de precisión
ilimitada gracias a un ingenioso sistema mecánico.
 Babbage también adelantó el diseño del acarreo anticipado, el
cual permitía una incorporación exitosa del acarreo para el
cálculo.
 Generaría su propia librería de funciones, las cuales podrían ser
usadas en cualquier proceso analítico.
 Podía alterar su secuencia de operaciones en base al resultado
de operaciones anteriores (algo fundamental en los ordenadores
actuales).
 Al almacén sólo se podía acceder por su localización, no existía
el concepto de direcciones variables. Dos direcciones
especificarían las operaciones, y la tercera sería donde se

colocaría el resultado (funcionamiento semejante a los primeros
computadores electrónicos).
Al igual que la máquina diferencial, no pudo ser construida, ya que la
tecnología de la época no era capaz de trasladar a la práctica sus
acertados conceptos.
La máquina analítica hubiese sido una auténtica computadora
programable. Babbage, sin duda, hubiese acelerado el desarrollo de
los computadores si él y su mente inventiva hubieran nacido cien años
después. Lo curioso es que fue ignorado y sus grandes proyectos
olvidados hasta hace poco; posiblemente porque no llegó a construir
ninguna máquina y porque muy poca gente podía entenderle, y es
ahora cuando nos damos cuenta de que ya adelantó parte de lo que
iba a ser el futuro de los computadores.
14 2.2.7. Ada Augusta Byron (1815 - 1851)
Se considera la primera programadora de la historia, es decir, la
primera persona capaz de entender el lenguaje de computadora y el
lenguaje de programación, ya que publicó una serie de programas
para resolver ecuaciones trascendentes e integrales definidas con la
máquina de Babbage. Destaquemos que en dichos programas se
hacía uso de bifurcaciones hacia delante y hacia atrás, y de bucles.
Figura 14: Ada Augusta Byron.

Su relación con Charles Babbage comenzó cuando ella visitaba su
taller a temprana edad. Babbage estaba muy impresionado con la
manera en que ella entendía su computadora. Luego él pasó a ser su
tutor y más tarde trabajaron juntos.
La primera publicación de Ada fue una traducción y análisis de un
ensayo, escrito por un matemático italiano, sobre la máquina de
Babbage.
En sus notas personales sobre sus habilidades con las computadoras
decía que la máquina sólo podía dar información disponible, es decir,
vio claramente que no podía originar conocimiento. También detectó
que el motor podía generar música; en fin, que entendía a la
perfección cada una de las operaciones de la máquina.
El que Ada entendiese a Babbage no es una simple anécdota, ya que
además de confirmarla como la primera programadora, nos demuestra
que al menos alguien entendió a Babbage, y que si sus máquinas no
llegaron a ser construidas no es porque el quisiera crear algo
imposible, sino porque en su época no hubo un acuerdo entre la
técnica y sus proyectos.
15 2.2.8. George Boole (1815 - 1864)
Sería un error olvidarnos de George Boole (ver Figura 15), si se habla
de la historia de la informática ya que su trabajo fue muy importante e
influyó de pleno en los computadores.

Figura 15: George Boole.
Boole recluyó la lógica a una álgebra simple. También trabajó
ecuaciones diferenciales, el cálculo de diferencias finitas y métodos
generales en probabilidad.
Publicó una aplicación de métodos algebraicos para la solución de
ecuaciones diferenciales, y por este trabajo obtuvo la medalla de
la Real Sociedad; a partir de aquí empezó su fama. En 1854 publicó
también una investigación de leyes del pensamiento sobre las cuales
son basadas las teorías matemáticas de lógica y probabilidad.
Boole aproximó la lógica en una nueva dirección reduciéndola a una
álgebra simple, incorporando así la lógica a las matemáticas. Agudizó
la analogía entre los símbolos algebraicos y aquellos que representan
formas lógicas. Comenzaba el Álgebra Booleana también
llamada Álgebra de Boole, la cual fue un paso fundamental en la
revolución de los computadores de hoy en día. Entre sus muchas
aplicaciones está la construcción de computadores y circuitos
eléctricos.
16 2.3. Hacia la primera generación de ordenadores

En este punto veremos a los últimos autores antes de la 1ª generación
de ordenadores; para situarnos, la época en la que estamos es finales
del siglo XIX y principios del XX hasta 1945 que es cuando aparecen
los ordenadores electrónicos. Empezaremos hablando de Herman
Hollerith y terminaremos introduciendo a John Mauchly que
posteriormente crearía una de la primeras máquinas electrónicas
(ENIAC).
17 2.3.1. Herman Hollerith (1860 - 1929)
[Garzon99]
Fue la primera persona que construyó una máquina basada en el
tratamiento automático de la información.
Figura 16: Herman Hollerith.
En la década de 1880 se realizó un concurso, promovido por la oficina
del Censo de EE.UU., en el que se proponía la invención de una
máquina que facilitara la realización del censo. En dicho concurso
quedaron tres finalistas: William C. Hunt que ideó un sistema de
tarjetas coloreadas, Charles P. Pidgin con un sistema de fichas
codificadas también coloreadas, y Herman Hollerith con un sistema de
tarjetas perforadas que resultó ser dos veces más rápido que el de sus
competidores. Dichas fichas eran leídas por una máquina tabuladora,
llamada máquina de censos (véase Figura 17). Éstas corrían por unos
cepillos y cuando la máquina detectaba mediante un baño de mercurio
(Hg) un orificio (eran características de la población), se cerraba un
circuito eléctrico haciendo que aumentara en una unidad el contador
de dicha característica de población. Finalmente los datos se
registraban en una tabuladora.

Figura 17: Máquina de Censos de Herman.
Su invento era muy útil a la hora de realizar cálculos estadísticos, y se
convertiría más adelante en un descubrimiento de gran importancia
para el mundo de informática. Gracias a él, el censo de 1890 se
terminó en menos de tres años, siendo todo un éxito ya que el de 1880
se acabó en 1888, y además se produjo un ahorro de cinco millones
de dólares.
Destaquemos que Herman no tomó la idea de la tarjetas perforadas
del invento de Jacquard, sino de la fotografía de perforación. Vio que
algunas líneas ferroviarias de la época expedían boletos con
descripciones físicas del pasajero; los conductores hacían agujeros en
los boletos que describían el color de pelo, de ojos, forma de la nariz,
etc. de los pasajeros; y esto le dio la idea para hacer fotografía
perforada de cada persona que iba a tabular.
En 1896 abandonó la oficina del Censo para crear su propia empresa,
la Tabulating Machine Company, con la que vendió sus productos por
todo el mundo. La demanda de sus máquinas se extendió incluso
hasta Rusia. En 1900 había desarrollado un máquina que podía
clasificar 300 tarjetas por minuto, una perforadora de tarjetas y una

máquina de cómputo semiautomática. En 1911 la Tabulating Machine
Company al unirse con otras dos formó la Computing-Tabulating-
Recording-Company. En 1919 se anunció la aparición de la
impresora/listadora. Esta innovación revolucionó la manera en la que
la compañías realizaban sus operaciones. En 1924, para reflejar mejor
el alcance de sus intereses comerciales, la compañía pasó a
llamarse International Bussines Machines Corporation, la
mundialmente conocida IBM.
18 2.3.2. El analizador diferencial
También en la década de los 20, retoma vigor el desarrollo de
máquinas para realizar cálculos. Hattree construyó un analizador
diferencial que usaba como principio básico un disco rotando en
contacto con otro.
Ya en 1930, en el MIT (EE.UU.), Vannevar Bush construyó otro
analizador diferencial. Éste era un dispositivo electromecánico que
podía usarse para integrar ecuaciones diferenciales. La precisión de
esta máquina no era alta (5 en 10000) y tomaba entre diez y veinte
minutos integrar una ecuación promedio. A pesar de esto, integrar una
ecuación promedio puede constar aproximadamente de 750
multiplicaciones, lo que hubiera supuesto a un ser humano unas siete
horas de trabajo. En fin, la máquina no era un maravilla; pero era
bastante más rápida que un humano.
19 2.3.3. Konrad Zuse (1910 - 1995)
[Garzon99]
Posee un lugar especial en la historia de la informática, porque fue el
primero en construir ordenadores electromecánicos, y el primero en
diseñar y construir un ordenador calculador controlado
automáticamente; destaquemos que Herman Hollerith ya construyó
una máquina basada en el tratamiento automático de la información.

Su ordenador no era electrónico ni tenía ningún programa residente en
memoria; pero era capaz de ser controlado por un lector externo que
tomaba instrucciones desde una cinta perforada.
Figura 18: Konrad Zuse.
Zuse construyó un verdadero calculador automático que sólo tenía tres
unidades básicas: una de control, una de memoria y otra aritmética
para calcular.
No estaba familiarizado con los detalles del diseño de calculadoras
mecánicas; lo que debió ser una ventaja ya que no intentó producir
una calculadora basada en las cosas que ya se sabían sobre esto,
sino que tuvo que ingeniar bases sobre las que crear sus propios
principios para construir sus ordenadores.
20 El Z-1
Decidió que cualquier unidad de memoria debía estar basada en un
sistema binario, mejor que los sistemas usados en las anteriores
máquinas que funcionaban con la ruedas o engranajes de diez
posiciones. Su sistema era muy simple, el cual se basaba en una
pequeña clavija apoyada en una abertura que a su vez estaba
apoyada sobre una cinta de metal; dicha clavija debía ser puesta a un
lado de la abertura o al otro según fuera 0 o 1 lo que se quisiera

representar. El movimiento de la clavija provocaba que el mecanismo
de lectura se mueviera de un lado a otro dependiendo en que lado de
la abertura se encontrase.
Con la ayuda de unos amigos construyó un pequeño estudio en la sala
de estar de la casa de sus padres y empezó a construir su modelo de
memoria mecánica. Por 1936 había progresado de tal manera que
podía aplicar una patente a su idea.
Más tarde abandonó su trabajo en la Henschel Aircraft Company, y
para la consternación de sus padres decidió continuar su trabajo en la
sala de estar. En 1937 había creado un modelo de memoria mecánica
capaz de almacenar dieciséis números en código binario, cada uno de
ellos de 24 bits. Un año después ya había acabado la construcción de
su primera máquina, llamada originariamente V-1 (Versuchsmodell-1);
pero después de la guerra lo cambió por Z-1, para evitar confusiones
con los misiles llamados igual.
El Z-1 fue una máquina completamente mecánica. Sus componentes
básicos eran una especie de ingeniosas puertas construidas con una
serie de placas deslizantes conectadas entre ellas por unos rodillos.
La unidad aritmética construida con estos mecanismos, fue diseñada
para trabajar con números en coma flotante, y con una unidad
adicional controlada que convertía los números binarios en coma
flotante a decimal para facilitar la entrada y salida de datos.
El control del Z-1 se llevaba a cabo por medio de una cinta, con las
instrucciones perforadas en ella. Mientras la mayoría de la gente
usaba dichas cintas que conseguían en los lugares que
proporcionaban material a las centrales de telex, Zuse usaba una cinta
de vídeo de 35mm, que él mismo perforaba con un punzón manual. La
idea de usar esto se la dio su colega Helmut Schreyer que había
trabajado como proyeccionista de cine. La ventaja de ésta cinta residía
en su mayor resistencia y en que podía utilizar un proyector de cine
para hacer que la película se moviera a pequeños pasos por dentro de
la máquina automáticamente.
La entrada de datos se basaba en un simple teclado de cuatro
posiciones decimales mientras que el de salida era un sistema con
cuatro impulsos eléctricos que eran mostrados mediante una lámpara.

La máquina funcionó, la memoria trabajaba bien y las bases de las
unidades de memoria fueron usadas en otras máquinas incluso; pero
el diseño de la unidad aritmética presentó graves problemas, muchos
de los cuales fueron causados por la complejidad de las rutinas de las
señales enviadas de un lado a otro. El movimiento de las señales en
una máquina eléctrica se basa en un simple problema de llevar un
cable de un punto a otro, pero cuando las señales se representan por
planchas deslizantes es muy difícil hacer que estas señales circulen
por las esquinas.
21 El Z-2
Después de que el Z-1 fuera acabado, Zuse empezó a diseñar una
unidad aritmética basada en relés para evitar los problemas del
encauzamiento de la señal; su amigo Schreyer paralelamente a su
trabajo empezó a construir una parte de su máquina mediante tubos
de vacío. Este pequeño modelo se mostró en The Technical University
en Berlín en 1938, pero debido que en aquellos tiempos de preguerra
en Alemania era imposible obtener los 1000 tubos de vacío necesarios
para fabricar la maquina Zuse tuvo que abandonar esta línea de
trabajo y volver a dedicarse a su máquina de relés Z-2.
El Z-2 fue diseñado para funcionar con la memoria mecánica del Z1
mientras que el resto de la máquina iba a funcionar mediante relés.
Los relés normales eran demasiado caros para la cantidad que él
necesitaba, que era de unos cuantos cientos de ellos; por eso se hizo
con unos cuantos de segunda mano que él y sus amigos
reconstruyeron para usar en el Z-2.
Schreyer diseñó un sistema de memoria que funcionaba con
pequeñas lámparas de neón controladas por una serie de tubos de
vacío. El prototipo podía manejar números de más de 10 bits de
longitud y su construcción requirió 100 tubos de vacío; pero
desafortunadamente el modelo fue destruido en un ataque aéreo.
Más adelante Zuse abandonó a Schreyer y se dedicó él solo, durante
sus fines de semana libres, a intentar acabar el Z-2.
Cuando acabó la unidad aritmética basada en relés y tuvo la unidad de
control funcionando, le añadió la memoria mecánica y preparó una
demostración para el Deutsche Versuchsanstalt fur Luftahrt (Instituto

de Investigación Aeronáutica Alemán). La maquina funcionó a las mil
maravillas, pero la construcción de la máquina no resultaba rentable
para su uso práctico; pero la utilización de los relés convenció a los del
DVL y aceptaron financiar a Zuse para la construcción de una máquina
más ambiciosa, que sería llamada Z-3 .
22 El Z-3
El Z-3 fue una maquina muy al estilo del Z1 y Z2, seguía funcionando
con la cinta de vídeo, y seguía teniendo los mismos dispositivos de
entrada/salida. Toda la máquina se basaba en la tecnología de relés,
alrededor de unos 2.600 de éstos eran requeridos: 1400 para la
memoria, 600 para la unidad aritmética y el resto para los circuitos de
control; que se colocaron en 3 estantes, 2 para la memoria y otro para
la unidad aritmética y la de control. Y cada uno tendría alrededor de 6
pies de altura por 3 de ancho.
Uno de los principales inconvenientes del uso de los relés es que la
corriente pasa a través de ellos y esto provoca chispas que se
producen cada vez que se produce el contacto entre las dos partes de
los relés. Estas chispas son las que provocan el desgaste entre las
partes que producen el contacto y es la principal causa del fallo de los
relés. Zuse solucionó éste problema poniendo un tambor rotatorio.
Este tambor contenía varias capas de metal en su superficie y cepillos
de carbón que realizaban el contacto con el tambor cada vez que éste
giraba. Todas las señales que pasaban a través de los relés, primero
debían ser sacadas a través del tambor de tal manera que un pequeño
retraso pudiera asegurar que el relé había cerrado sus contactos antes
de que cualquier corriente hubiera pasado por él. Esto hacía que no se
pudieran producir descargas ni chispas en éstos.
La memoria de 64 palabras fue, como en sus predecesores, binaria en
coma flotante; pero esta vez tenía una longitud de 22 bits: 14 para la
mantisa , 7 para el exponente y uno para el signo. Todos los números
en coma flotante solían ser almacenados de una manera normalizada,
en la cual la mantisa era trasladada a la izquierda hasta que el número
de más a la izquierda fuera 1, el exponente se ajustaba de acuerdo a
esto. Zuse se dio cuenta de que esto no era realmente necesario si
tenías presente que en todos los números, la mantisa se desplazaba
siempre hacia la izquierda y la unidad aritmética le añadía el uno

perdido, en todos los casos excepto en el 0. Esta técnica se usa aún
hoy en día y data de 1941.
Al igual que sus anteriores máquinas, la unidad aritmética consistía en
dos piezas separadas, una para el exponente y otra para la mantisa,
pudiendo operar en paralelo. Esta unidad no sólo tenía la circuitería
para realizar las 4 operaciones esenciales, sino que incluía también
ayudas para calcular raíces cuadradas y una serie de instrucciones en
la misma máquina para realizar multiplicaciones por -1;0.1;0.5;2 o 10.
El Z-3 superaba en velocidad al Harvard Mark I (del cual hablaremos
en la primera generación) aunque este último fue terminado alrededor
de dos años y medio después. El Z-3 podía hacer 3 o 4 sumas y
multiplicar 2 números al mismo tiempo en 4 o 5 segundos.
Lo que le da más mérito es el hecho de que Zuse lo hiciera todo desde
sus propios principios e ideas, porque la guerra que se llevaba a cabo
en esos momentos, impidió que pudiera conocer cualquier tipo de
estudio anterior al suyo o que conociera incluso las ideas de Babbage.
Y de esta forma consiguió construir la primera máquina calculadora
con total control de sus operaciones, el Z-3.
23 El Z-4
El DVL siempre había considerado al Z-3 como un mero prototipo,
entonces, cuando éste fue completado Zuse comenzó a trabajar con
el Z-4 . Básicamente era la misma máquina que el Z-3 pero con una
longitud de palabra de 32 bits.
Estaba casi terminado cuando volvieron a empezar los ataques
aéreos, entonces fue trasladado a Göttingen donde se instaló en un
laboratorio de la Aerodynamische Versuchsanstalt. Esto fue durante
poco tiempo porque hubo que volver a trasladarlo esta vez a Babaria,
donde Zuse escondió el Z-4 en una pequeña casa de Hinterstein, justo
antes de que fuera capturado por las tropas norteafricanas de la
armada francesa.
El equipo de 12 personas que trabajaba con Zuse fue disuelto. Zuse y
su colaborador Wernher von Braun fueron capturados en el escondite
por las tropas americanas y fueron llevados para ser interrogados por
un ejecutivo de la British Tabulating Machine Co. Ninguno de los dos

hablaban bien otra lengua que no fuera la suya. Entonces Zuse
convenció al hombre de que no estaba haciendo nada importante, y el
hombre no les consideró una amenaza.
Se sacó la maquina de su escondite y fue trasladada a Suiza donde se
montó en el Federal Polytechnical Institute en 1950 en Zurich,
añadiéndole más posibilidades de control, entre ellas una instrucción
de salto condicional. Cuando fue expuesta en el ETH la máquina
todavía retenía su memoria mecánica, y podía almacenar 1000
palabras en un mecanismo de menos de un metro cúbico. En 1953
éste era el único ordenador que seguía funcionando en Europa y uno
de los pocos de todo el mundo. Fue usado por el Institute of Applied
Mathematics y en el ETH hasta el 55, cuando fue movido hasta el
French Aerodynamic Research Institution, donde continuó hasta 1960.
Para terminar, destaquemos que el controlador de la cinta siempre leía
dos pasos por delante de la instrucción que se estaba ejecutando en
dicho momento, lo que permitió que a la máquina se le implementaran
técnicas para aumentar la velocidad como éstas:
 Ésas dos instrucciones siguientes se podían ejecutar en orden
inverso, siempre que ello no afectara al cálculo, lo cual podía
aumentar la velocidad de la máquina, porque esto hacía posible
la lectura de los resultados intermedios.
 Dos operaciones de memoria se podían ejecutar antes de tiempo
de manera que la menor velocidad de la memoria mecánica no
disminuyera el rendimiento de la máquina.
 Se hizo posible que la unidad de control guardase un número
que luego podría ser requerido por alguna de esas siguientes
dos instrucciones.
24 2.3.4. Jonh Vincent Atanasoff (1903 - 1995)
Era un físico estadounidense, que daba clases en la universidad del
estado de Iowa, donde empezó haciendo un sencillo sistema de
cálculo por medio de tubos de vacío.

Figura 19: John Vincent Atanasoff.
Aficionado a la electrónica y conocedor de la máquina de Pascal y de
las teorías de Babbage, empezó a considerar la posibilidad de
construir una calculadora digital. Decidió que la máquina operaría en
sistema binario, haciendo los cálculos de modo distinto a como los
realizaban las calculadoras mecánicas; e incluso concibió un
dispositivo de memoria mediante almacenamiento de carga eléctrica.
Solicitó ayuda económica al Consejo de Investigación de Iowa, y tras
ser concedida contrató la colaboración de Clifford Berry, para crear el
llamado Atanasoff Berry Computer (ABC) (véase Figura 20).

Figura 20: La Atanasoff Berry Computer.
Se podría decir que es el primer ordenador electrónico digital. Podía
realizar ecuaciones lineales y funcionaba mediante 45 válvulas de
vacío; pero nunca fue totalmente operativo debido a que Atanasoff fue
llamado por el ejército para ingresar en la Naval Ordenance Laboratory
en Washington, ya que estaban el la 2ª Guerra Mundial.
Atanasoff conoció a John Mauchly (del cual hablaremos más
detalladamente en la primera generación) en la AAAS (American
Association for the Advancement of Science), y tuvieron un
intercambio de ideas que mucho después desembocaría en una
disputa sobre la paternidad del ordenador digital. Ambos se habían
encontrado con los mismos problemas en cuanto a velocidad de
cálculo y estaban seguros que había una forma de acelerar el cálculo
por medios electrónicos.

25 3. Los ordenadores electrónicos digitales
[Menendez98][Giles_][Laredo00][Salcedo98]
En este punto vamos a ver, generación tras genración, cómo fueron
evolucionando los ordenadores electrónicos, hasta llegar a los PC
actuales. Quizá los cambios más bruscos que se hicieron fue en el
paso de la primera a la segunda, y en el de la segunda a la tercera con
la aparición de los circuitos integrados; a partir de aquí ya no hay un
cambio brusco en la tecnología, sino que se van mejorando y
perfeccionando lo componentes del ordenador. Con esto no quito
importancia a la cuarta y a la quinta generación, ya que fueron tan
importantes como el resto de la historia de la infórmática, llegándose a
un punto impensable un siglo atrás.
Tabla 2: Características de cada generación.
GENERACIONES Características
1ra Generación Tubos al Vacio
1,000 Calculaciones por
segundo
2nd Generación Transistores
10,000 Calculaciones por
segundo
3ra Generación Circuitos Integrados
1,000,000 Calculaciones por
segundo
4ta Generación
Microprocesadores
(chips)
10,000,000 Calculaciones
por segundo
5ta Generación
Pentium
Microprocesador
112,000,000 Calculaciones
por segundo
Fuente: Historia de las
Computadoras http://coqui.metro.inter.edu/cedu6320/yvazquez/histwe
b2.htm
26 3.1. Primera Generación: Válvulas de vacío (1945-1955)
[Desc_a]

La sustitución de los relés por Tubos de vacío (véase Figura 21) dio
lugar a la primera generación de ordenadores electrónicos.
Figura 21: Tubos de vacío.
El principal estímulo para desarrollar computadoras electrónicas
estuvo en la segunda guerra mundial. Los submarinos alemanes, que
destruían a la flota inglesa, se comunicaban por radio con sus
almirantes en Berlín. Los británicos podían captar las señales de radio,
pero los mensajes estaban encriptados usando un dispositivo llamado
ENIGMA. La inteligencia británica había podido obtener una máquina
ENIGMA robada a los alemanes, pero para quebrar los códigos era
necesaria una gran cantidad de cálculo, que debía hacerse a alta
velocidad.
Para descodificar estos mensajes, el gobierno británico construyó un
laboratorio para construir una computadora, llamada COLOSSUS.
Alan Turing, T. Flowers y M. Newman construyeron esta computadora
(1943), que fue la primera computadora electrónica de la historia.
.Realizaba una amplia gama de cálculos y procesos de datos y supuso
el comienzo del cálculo electrónico Estaba construida con válvulas de
vacío y no tenía dispositivos electromecánicos. A pesar de ello, al ser
un secreto militar, su construcción no tuvo ninguna influencia posterior.
En EE.UU., simultáneamente, había interés de la armada para obtener
tablas que pudieran usarse para mejorar la precisión en los disparos
de artillería pesada (en particular para armas antiaéreas), ya que
hacerlos manualmente era tedioso y frecuentemente con errores.
En 1943, John Mauchly y uno de sus alumnos, un joven ingeniero
llamado John P. Eckert obtienen un subsidio de la armada para
construir una computadora electrónica, que llamaron Electronic

Numerical Integrator and Computer (ENIAC), primera computadora
electrónica.
John Mauchly propuso construir una computadora electrónica digital
para reemplazar al analizador diferencial, dando dos ventajas
principales: la velocidad de la electrónica, y la precisión del principio
digital. Se construyó en la Universidad de Pensilvania con el propósito
de calcular tablas de artillería. La computadora consistía de 18000
válvulas de vacío y 1500 relés. Consumía 140 KW/h y pesaba 30
toneladas. Tenía que ser programada manualmente mediante clavijas.
Su hardware electrónico era 10 veces más rápidos que los del
analizador diferencial y 100 veces más rápido que un calculista
humano: podía hacer 5000 sumas por segundo. La computadora era
programada por completo usando una técnica similar a los tableros de
enchufes de las antiguas máquinas de calcular (encendiendo y
apagando llaves y enchufando y desenchufando cables). Esta
computadora no era binaria, sino decimal: los números se
representaban en forma decimal, y la aritmética se hacía en el sistema
decimal. Tenía 20 registros que podían usarse como un acumulador,
cada uno de los cuales almacenaba números decimales de 10 dígitos.
Después de que la ENIAC estuviese operativa, se vio que tomaba
tiempo considerable en preparar un programa e incorporarlo en el
cableado; con lo que máquina se modificó, de tal forma que una
secuencia de instrucciones pudiera leerse como una secuencia de
números de dos dígitos que se ponían en una tabla de funciones. Para
mantener la lógica simple, un solo registro quedó de acumulador, y los
demás fueron usados como memoria.
El profesor Howard H. Aiken, de la Universidad de Harvard, trabajó en
IBM para construir la Mark I (véase Fifuran 22- [Alvarez98]), también
llamada calculadora automática de secuencia controlada, que entró en
funcionamiento en 1944. Los cálculos se controlaban por cinta de
papel perforada, con una serie de interruptores accionados
manualmente y por paneles de control con conexiones especiales.

Figura 22: La Mark I.
En 1944 también, prácticamente todas las máquinas de Zuse fueron
destruidas por el bombardeo de los aliados a Berlín. La
computadora Z-4, que entró en operación en 1945, sobrevivió al
bombardeo y ayudó al desarrollo de posguerra de computadoras
científicas en Alemania.
En este mismo año, John Von Neumann (véase Figura 23) introduce el
concepto de programa almacenado. Una de las cosas que le
molestaba de las computadoras era que su programación con llaves y
cables era lenta, tediosa e inflexible. Propuso que los programas se
almacenaran de forma digital en la memoria de la computadora, junto
con los datos. Por otro lado, se dio cuenta que la aritmética decimal
usada por la ENIAC (donde cada dígito era representado por 10
válvulas de vacío - una prendida y 9 apagadas -) podía reemplazarse
usando aritmética binaria. Este diseño, conocido como Arquitectura de
Von Neumann, ha sido la base para casi todas las computadoras
digitales.
Figura 23: John Von Neumann.

En 1945, Eckert y Mauchly comienzan a trabajar en un sucesor de la
ENIAC, llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic
Computer). También en este año, Aiken comienza a construir la Mark
II. En el mismo año, trabajando con un prototipo de la Mark II, Grace
Murray Hopper encuentra el primer "bug": una polilla que provocó un
fallo en un relé.
En 1946, la ENIAC (véase Figura 24) estaba operativa, funcionando
en la Universidad de Pennsylvania. A pesar de que no pudo ser usada
para su propósito original de cálculos de balística, la finalización de la
ENIAC provocó una explosión de interés del desarrollo de
computadoras electrónicas.
Figura 24: La ENIAC.
Luego que la guerra terminó, comenzó una nueva era para la
computación científica. Los recursos dedicados a la guerra fueron
liberados y dedicados a la ciencia básica. En particular, el
departamento de Marina y la Comisión de Energía Atómica de los
EE.UU. decidieron continuar soportando el desarrollo de
computadoras. Las principales aplicaciones eran la predicción
numérica del tiempo, la mecánica de fluidos, la aviónica, el estudio de
resistencia de los barcos a las olas, el estudio de partículas, la energía
nuclear, el modelado de automóviles, etc.
En 1947, la Mark II estuvo operativa en Harvard. En el mismo año se
introduce el tambor magnético, un dispositivo de acceso aleatorio que
puede usarse como almacenamiento para computadoras. En este
mismo año William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain, de los
laboratorios Bell, inventaron la resistencia de transferencia (transfer
resistor), comúnmente conocida como Transistor. El concepto estuvo
basado en el hecho de que el flujo de electricidad a través de un sólido

(como el silicio) puede controlarse agregándose impurezas con las
configuraciones electrónicas adecuadas. Las válvulas de
vacío requieren cables, platos de metal, una cápsula de vidrio y vacío;
en cambio, el transistor es un dispositivo de estado sólido.
En 1948, Claude Shannon presenta su "Teoría matemática de las
comunicaciones". En el mismo año, entra en operación la Manchester
Mark I, la primera computadora de programa almacenado. Fue
diseñada por F. C. Williams y T. Kilburn en la Universidad de
Manchester, y era un modelo experimental para probar una memoria
basada en válvulas de vacío.
En 1949, Jay Forrester construye la computadora Whirlwind en el MIT.
Contenía 5000 válvulas, palabras de 16 bits, y estaba específicamente
diseñada para controlar dispositivos en tiempo real.
En el mismo año, la EDSAC (Electronic Delayed Storage Automatic
Computer) estuvo operativa en Cambridge. Era una computadora de
programa almacenado, que fue diseñada por Maurice Wilkes. Esta fue
propuesta especialmente para resolver problemas reales, y pudo
resolver variedad de cálculos. Su primer programa (una tabla de raíces
cuadradas) lo ejecutó el 6 de Mayo de 1949, y siguió operando hasta
1958. La EDSAC tenía 512 palabras de 17 bits. Su diseño era
bastante útil para el usuario. Un botón de inicio activaba un uniselector
que cargaba un programa que estaba cableado a la Memoria, y este
programa cargaba programas que estaban escritos en cinta de papel
en la memoria, y se comenzaba a ejecutar. En esta época los cálculos
se hacían bit por bit.
En 1949, el laboratorio de Los Alamos, se empieza a construir la
computadora MANIAC I, que se terminó en Marzo de 1952. Esta
computadora tenía un tambor auxiliar de 10.000 palabras de 40 bits en
paralelo, y la unidad de entrada/salida tenía una cinta de papel de 5
canales, un drive de cinta de un solo canal, y también una impresora
de línea.
Se dice que en este año, John Mauchly desarrolla el lenguaje "Short
Order Code", que sería el primer lenguaje de programación de alto
nivel.

En 1950 la EDVAC se pone operativa, pero la Remington Rand
Corporation (que se transformaría mas adelante en la Unisys
Corporation) compra la Eckert-Mauchly Computer Corporation.
En 1951, Jay Forrester presenta, dentro del proyecto Whirlwind, una
memoria no volátil: la memoria de núcleos, que sería ampliamente
difundida.
La primera UNIVAC I (Universal Automatic Computer) es puesta en
funcionamiento en la Oficina de Censos. Esta computadora pasó a ser
la número uno en el mercado comercial. La UNIVAC I (véase Figura
25) fue diseñada y construida en Filadelfia por Eckerd and Mauchly
Computer Company, fundada por los creadores de la ENIAC. Esta
computadora utilizaba tubos de vacío.
Figura 25: La UIVAC I.
En el mismo año, Grace Murray Hopper construye el primer
compilador, llamado A-0. También en este año, Maurice Wilkes origina
el concepto de microprogramación, una técnica que provee una
aproximación ordenada para diseñar la unidad de control de una
computadora.
En 1952, Von Neumann , junto con Herman Goldstine, terminan de
construir, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (IAS -
Institute of Advanced Studies) la computadora IAS. Esta computadora
también fue construida con el concepto de programa almacenado, y
tenía otras características importantes. Por un lado, el diseño general
de la máquina era el siguiente:
 Tenía un almacenamiento, la memoria. La memoria almacena
datos e instrucciones, y consistía de 4096 palabras de 40 bits.
Cada palabra contenía dos instrucciones de 20 bits, o un entero

con 39 bits y signo. Las instrucciones usaban 8 bits para el tipo
de instrucciones, y 12 bits para especificar direcciones de
memoria
 Una Unidad Aritmético/Lógica, que ejecutaba las operaciones
básicas, y contenía un registro acumulador de 40 bits (que
también se usaba para entrada/salida). Las operaciones se
hacían sobre datos binarios, y las hacía usando lógica bit-
paralel.
 Una Unidad de Control de Programas, que interpretaba las
instrucciones en memoria, y hacía que se ejecutasen, es decir,
siguía el flujo del programa y finalmente hacía que se ejecute.
 El equipamiento de Entrada/Salida, operado por la Unidad de
Control. La salida de datos se hacía a través del registro
acumulador
En 1952 también, se pone operativa la EDVAC , así como la ILLIAC
I (de la Universidad de Illinois) y la ORDVAC (construida por la
armada): Todas usan la arquitectura de Von Neumann. La ILLIAC (una
copia mejorada de la ORDVAC) tenía 1024 palabras de 40 bits. En
estas máquinas una suma tardaba nos 72 microsegundos, mientras
que las multiplicaciones de punto fijo tenían un promedio de unos 700
microsegundos.
Durante todos estos desarrollos, IBM se había transformado en una
pequeña compañía que producía perforadoras de tarjetas y
ordenadoras mecánicas de tarjetas. IBM no se interesó en producir
computadoras, hasta que en 1952 produjo la IBM 701. Esta
computadora tenía 2K de palabras de 36 bits, con dos instrucciones
por palabras. Fue la primera de una serie de computadoras científicas
que dominaron la industria en la década siguiente. En 1953, la IBM
650 sale a la venta, y fue la primera computadora fabricada en serie.
En 1955 apareció la IBM 704, que tenía 4K de memoria y hardware de
punto flotante.
27 3.2. Segunda Generación: Transistores (1955-1965)
El invento del transistor (véase Figura 26) hizo posible una nueva
generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con

menores necesidades de ventilación. El transistor requería menos
energía que las válvulas termiónicas y además era mucho más seguro
y fiable .
Figura 26: Transistores.
La primera computadora puramente basada en transistores fue la TX-
0 (Transitorized eXperimental computer 0), en el MIT. Esta fue un
dispositivo usado para probar la TX-2. Uno de los ingenieros
trabajando en este laboratorio, Kenneth Olsen, abandonó el laboratorio
para formar la compañía DEC (Digital Equipment Company).
En 1956, IBM introduce el primer disco duro. En el mismo año, se
diseña la primer computadora comercial UNIVAC 2 puramente basada
en transistores.
En 1957 la EDSAC 2 estuvo operativa. Era una computadora con 1024
palabras de 40 bits, con dos órdenes por palabras. Estaba hecha con
válvulas, y la memoria usaba núcleos de ferrita. La ALU era bit-sliced.
Se incluyeron operaciones de punto flotante para hacer los cálculos
más simples, que usaba una fracción de 32 bits y un exponente de 8
bits. La computadora era microprogramada, con una ROM 768
palabras. La ROM permitía que diversas subrutinas útiles (seno,
coseno, logaritmos, exponenciales) estuvieran siempre disponibles. La
memoria fija incluía un ensamblador y un conjunto de subrutinas de
impresión que permitían hacer entrada/salida.
Los microprogramas permitieron que las órdenes pudieran ser
diseñadas cuidadosamente, menos dependientes de accidentes del
hardware. La computadora ejecutaba una instrucción simple en unos
20 microsegundos, y una multiplicación precisaba 250 microsegundos.
La lectora de papel leía 1000 caracteres por segundo, y la perforadora

perforaba 300 caracteres por segundo. La salida se seguía
imprimiendo en una telelimpresora.
En el mismo año, la computadora ERMETH se construyó en el ETH en
Zurich. Tenía palabras de 16 dígitos decimales, cada uno de los
cuales contenía dos instrucciones y un número de punto fijo de 14
dígitos o un número de punto flotante con una mantisa de 11 dígitos.
Una suma de punto flotante tomaba 4 milisegundos; una
multiplicación, 18 milisegundos. Tenía un tambor magnético que podía
almacenar 1000 palabras. La máquina tenía unos 1900 válvulas de
vacío y unos 7000 diodos de germanio.
También en 1957, John Backus y sus colegas en IBM produjeron el
primer compilador FORTRAN (FORmula TRANslator). En 1958 se
funda la compañía Digital, como fue mencionado principalmente.
Inicialmente la DEC sólo vendía plaquetas con pequeños circuitos. En
el mismo año, se producen los primeros circuitos integrados basados
en semiconductores (en las compañías Fairchild y Texas Instruments),
y también el proyecto Whirlwind se extiende para producir un sistema
de control de tráfico aéreo. En 1959 se forma el Comité en Lenguajes
de sistemas de Datos (CODASYL - Commitee On Data Systems
Language) para crear el lenguaje COBOL (Common Business
Oriented Language), y John Mc. Carthy desarrolla el Lisp (List
Processing) para aplicaciones de inteligencia artificial.
El ordenador PDP-1 (véase Figura 27) de Digital Equipment
Corporation, basado en el transistor, se presentó en Estados Unidos
en 1960. Esta computadora fue diseñada tomando como base la TX-0,
y tenía 4K palabras de 18 bits. Costaba 120.000$, y tenía un tiempo
de ciclo del procesador de aproximadamente 5 microsegundos. Fue la
primera máquina con monitor y teclado, dando paso a lo que
conocemos como minicomputadoras.
Figura 27: El PDP-1.

En 1961, Fernando Corbató en el MIT desarrolla una forma que
múltiples usuarios puedan compartir el tiempo del procesador.
También se patenta el primer robot industrial. En 1962, Steve Russell
del M.I.T. crea el Spacewar (el primer vídeo juego). En 1963, el
sistema de defensa SAGE es puesto en marcha, gracias al cual se
pudieron lograr muchos avances en la industria de la computadora.
En 1964, aparece el primer modelo de la computadora IBM 360. IBM
había construido una versión con transistores de la 709, llamada IBM
7090, y posteriormente la 7094. Esta tenía un ciclo de instrucción de 2
microsegundos, y 32K palabras de 36 bits. Estas computadoras
dominaron la computación científica en los '60s. IBM también vendía
una computadora orientada a negocios llamada IBM 1401. Esta podía
leer cintas magnéticas, leer y perforar tarjetas, e imprimir. No tenía
registros ni palabras de longitud fija. Tenía 4K de bytes de 8 bits cada
uno. Cada byte contenía un carácter de 6 bits, un bit administrativo, y
un bit para indicar un fin de palabra. La instrucción de movimiento de
memoria a memoria movía datos de la fuente al destino hasta que
encontraba el bit de fin de palabra prendido.
Un problema importante que surgió era la incompatibilidad de las
computadoras; era imposible compartir el software, y de hecho era
necesario tener dos centros de cómputos separados con personal
especializado. Este problema termina con la aparición de la IBM
System/360 (véase Figura 28) que era una familia de computadoras
con el mismo lenguaje de máquina, y con mayor potencia.

Figura 28: IBM System 360.
El software escrito en cualquiera de los modelos ejecutaba
directamente en los otros (el único problema era que, al aportar un
programa de una versión poderosa a una versión anterior, el programa
podía no caber en memoria). Todas las IBM system 360 tenían
soporte para multiprogramación. También existían emuladores de
otras computadoras, para poder ejecutar versiones de ejecutables de
otras máquinas sin ser modificados. Tenía un espacio de direcciones
de 16 megabytes.
En este año se pone en operaciones la computadora CDC 6600 de la
Control Data Corporation, fundada y diseñada por Seymour Cray. Esta
computadora ejecutaba a una velocidad de 9 Mflops. (es decir, un
orden de magnitud más que la IBM 7094), y es la primer
supercomputadora comercial. El secreto de su velocidad es que era
una computadora altamente paralela. Tenía varias unidades
funcionales haciendo sumas, otras haciendo multiplicaciones, y otra
haciendo divisiones, todas ejecutando en paralelo (podía haber hasta
10 instrucciones ejecutando a la vez). En este mismo año, Douglas
Engelbart inventa el mouse, y John Kemeny y Thomas Kurz
desarrollan el lenguaje BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic
Instruction Code).

En 1965, la DEC fabrica la PDP-8, que fue la primer minicomputadora
con transistores en módulos de circuitos integrados. Esta tenía un
único bus (o sea, un conjunto de cables paralelos para conectar los
componentes de la computadora, en lugar de las líneas multiplexadas
de las computadoras de Von Neumann tradicionales).
28 3.3. Tercera Generación: Circuitos Integrados (1964-1980)
[Desc_a]
La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo
de circuitos integrados (véase figura 29) (pastillas de silicio) en las que
se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en
miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas,
más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más
eficientes.
Figura 29: Circuitos integrados.
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.
Este empaquetamiento permitió construir computadoras más
pequeñas, rápidas y baratas que sus predecesores con transistores.
Las primeras versiones de la IBM 360 eran transistorizadas, pero las
versiones posteriores no solo eran más rápidas y poderosas, sino que
fueron construidas en base a circuitos integrados. El ordenador IBM-
360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde
su presentación en 1965.
En 1965, Gordon E. Moore (fundador de Fairchild, y patentador del
primer circuito integrado) cuantificó el crecimiento sorprendente de las

nuevas tecnologías de semiconductores. Dijo que los fabricantes
habían duplicado la densidad de los componentes por circuito
integrado a intervalos regulares (un año), y que seguirían haciéndolo
mientras el ojo humano pudiera ver.
En 1967, Fairchild introduce un chip que contenía una ALU de 8 bits:
el 3800. En 1968, Gordon Moore, Robert Noyce y Andy Grove
establecen la compañía Intel, que en un principio se dedica a fabricar
chips de memoria. En este mismo año, la computadora CDC 7600
logra la velocidad de 40 Mflops..
En el año 1969, el departamento de defensa de los EE.UU. encarga la
red Arpanet con el fin de hacer investigación en redes amplias, y se
instalan los primeros cuatro nodos (en la UCLA, UCSB, SRI y
Universidad de Utah). También se introduce el estándar RS-232C para
facilitar el intercambio entre computadoras y periféricos.
En 1970 aparecen los discos flexibles y las impresoras margarita.
También comienza a usarse la tecnología de MOS (Metal-Oxide
semiconductor) para circuitos integrados más pequeños y baratos. En
1971, Intel lanza el microprocesador de 4 bits 4004 (véase Figura 30),
el primer microprocesador en un solo chip. Tenía una potencia similar
al ENIAC, con un coste bajo (200 dólares) y ocupa muy poco (12
mm2
).
Figura 30: El Microprocesador 4004.
Ya en 1972, Intel fabrica el 8008, primer microprocesador de 8 bits
(que es reemplazado por el 8080, debido al límite de memoria de 16k
impuesto por los pins en el chip).
En 1973, las técnicas de integración a gran escala (LSI - Large Scale
Integration) permiten poner 10.000 componentes en un chip de 1 cm.
cuadrado. En el mismo año, John Metcalfe propone el protocolo
Ethernet para comunicación en redes locales. En 1975, la primer

computadora personal, la Altair 8800, aparece en la revista Popular
Electronics, explicando cómo construirla. También en ese año, IBM
introduce la primera impresora láser.
En el año 1976, Steve Jobs y Steve Wozniak diseñan y construyen
la Apple I, que consiste principalmente de un tablero de circuitos. IBM
introduce las impresoras a chorro de tinta en ese mismo año, y Cray
Research introduce la Cray 1, una supercomputadora con una
arquitectura vectorial. También Intel produce el 8085, un 8080
modificado con algunas características extra de entrada/salida. Poco
más tarde, Motorola introduce el procesador 6800, que era una
computadora de 8 bits comparable al 8080. Fue utilizada como
controlador en equipos industriales. Fue seguido por el 6809 que tenía
algunas facilidades extra, por ejemplo, aritmética de 16 bits.
En 1977, Steve Jobs y Steve Wozniak fundan Apple Computer, y la
Apple II es anunciada públicamente. En 1978, Intel desarrolla el 8088
y el 8086, con la posibilidad de multiplicar y dividir. Son prácticamente
iguales, pero el bus del 8088 es de 8 bits, mientras que el del 8086 es
de 16 bits. En este año DEC introduce la VAX 11/780, una
computadora de 32 bits que se hizo popular para aplicaciones técnicas
y científicas. En 1979, Motorola introduce el procesador 68000 que
sería más adelante el soporte para las computadoras Macintosh, Atari,
Amiga y otras computadoras populares. Este procesador no era
compatible con el 6800 o el 6809. Es un híbrido entre arquitecturas de
16 y 32 bits, y puede direccionar 16 Mb de memoria. De aquí en más
los procesadores 680x0 siguen siendo muy similares desde el punto
de vista del programador, con pocas instrucciones agregadas en cada
versión nueva. También en este año aparecen los videodiscos
digitales.
29 3.4. Cuarta generación de computadoras (1980-1990)
En 1980 se produce la primera computadora portable: la Osborne 1.
David Patterson, en la UC. Berkeley, introduce el concepto de RISC, y
junto con John Hennessy, de Stanford, desarrollan el concepto.
En 1981 se lanza la computadora de arquitectura abierta IBM-
PC (véase figura 31), y un año más tarde se produce el primer "clon"
de esta computadora.

Figura 31: El IMB-PC.
Un joven americano obtuvo como resultado de grandes trabajos un
sistema operativo compatible con el de IBM. Lo llamó DOS, siglas de
Disk Operative System, porque además, entraba en un solo disquette.
Ese joven es hoy el dueño de la empresa más grande del mundo
dedicada al desarrollo de software, y marca el rumbo al mercado
informático; se llama Bill Gates y su empresa, Microsoft. Las
computadoras fabricadas por terceros, es decir, no por IBM, se
extendieron rápidamente, su costo era hasta tres veces menores que
la original del gigante azul, y por supuesto, el sistema operativo era el
DOS de Bill Gates.
En la jerga, se comenzó a llamar a los PC'S, clones, o sea copias. IBM
perdió el control muy pronto. El rumbo de la tecnología era marcado
ahora por la empresa INTEL, que fabricaba los microprocesadores,
lanzando uno nuevo aproximadamente cada año. De inmediato Bill
Gates con su flamante empresa Microsoft, desarrollaba programas
para aprovechar al máximo las capacidades de éste.
Los microprocesadores de una o varias pastillas fueron incorporados
rápidamente en varios dispositivos: instrumentos científicos de
medida, balanzas, equipos de alta fidelidad, cajas registradoras y
electrónica aeronáutica. Muchas familias comenzaron a tener
computadoras en sus casas, como por ejemplo las Texas Instrument
99/4ª, Commodore 64 y 128, Spectrum.
30 3.5. Quinta Generación (1990-2000)

Microsoft pasó a desarrollar software que exigía demasiado a los
procesadores de INTEL, por lo que éste se veía obligado a apurar los
tiempos de lanzamiento de nuevos modelos. Aprovechando esta
situación, por 1993, IBM, APPLE y Motorola intentan quebrar el
liderazgo INTEL-Microsoft, y lanzan el Power PC, un procesador que
prometía hacer estragos, pero solo lo utilizan APPLE en sus
computadoras personales e IBM en su línea de servidores AS400.
Simultáneamente otros fabricantes de procesadores tomaron impulso.
Estas circunstancias impulsaron a INTEL a crear un procesador
distinto. Los anteriores eran continuas mejoras al 286 mas poderoso
(386,486); así, en 1992, Intel anunció que la quinta generación de su
línea de procesadores compatibles (cuyo código interno era el P5)
llevaría el nombre Pentium en vez de 80586.
Este microprocesador se presentó en 1993 con velocidades iniciales
de 60 y 66 MHz, 3.100.000 transistores (fabricado con el proceso
BICMOS, de 0,8 micrones), caché interno de 8 KB para datos y 8 KB
para instrucciones, verificación interna de paridad para asegurar la
ejecución correcta de las instrucciones, una unidad de punto flotante
mejorada, bus de datos de 64 bit para una comunicación más rápida
con la memoria externa y, lo más importante, permite la ejecución de
dos instrucciones simultáneamente. El chip se empaqueta en formato
PGA (Pin Grid Array) de 273 pines.
En el Pentium, la unidad de punto flotante es una prioridad para Intel,
ya que debe competir en el mercado de Windows NT con los
procesadores RISC tales como el chip Alpha 21064 de Digital
Equipment Corporation y el MIPS R4000 de Silicon Graphics.
Tiene un gran aumento en el consumo de energía, lo que hace que el
chip se caliente demasiado y los fabricantes de tarjetas madres
(motherboards) tengan que agregar complicados sistemas de
refrigeración.
Intel puso en el mercado en 1994 la segunda generación de
procesadores Pentium (90 y 100 MHz con tecnología de 0,6 micrones
y, posteriormente se agregaron las versiones de 120, 133, 150, 166 y
200 MHz con tecnología de 0,35 micrones). Esto redujo drásticamente
el consumo de electricidad.

En octubre de 1994, un matemático reportó en Internet que la Pentium
tenía un error que se presentaba cuando se usaba la unidad de punto
flotante para hacer divisiones (instrucción FDIV) con determinadas
combinaciones de números. Por ejemplo:
 962 306 957 033 / 11 010 046 = 87 402,6282027341 (respuesta
correcta)
 962 306 957 033 / 11 010 046 = 87 399,5805831329 (Pentium
fallada)
El defecto se propagó rápidamente y al poco tiempo el problema era
conocido por gente que ni siquiera tenía computadora, problema que
posteriormente, los Pentium con velocidades más elevadas, no
poseían este problema.
En 1997 apareció una tercera generación de Pentium, que incorpora lo
que Intel llama tecnología MMX (MultiMedia eXtensions). Digamos
que, por culpa de Internet, INTEL creó el MMX. En realidad es un
Pentium con mejoras que optimizan la ejecución de vídeo y sonido
multimedia en la PC.
Finalmente nacen los modelos Pentium Pro, Pentium II y Pentium III,
llegando de esta forma a la actualidad. Hoy en día encontramos a la
venta el Pentium III a unos 700 MHz; pero ya existen procesadores a
más de 1000 Mhz.
Figura 32: Ejemplo de un PC actual.

31 4. Descripción de los procesadores
[Avila00]
En este punto haremos un comentario sobre las características de los
procesadores. Empezaremos con INTEL, quizá la marca más famosa,
desde el 8086 hasta el Pentium III; y luego veremos otros fabriacantes,
no menos importantes, como puedan ser AMD o Cyrix.
32 4. 1.Características a tener en cuenta en un procesador
Velocidad de reloj: Se mide en MHz. Mide los "ticks" de sincronía por
segundo.
Ancho de palabra: Cantidad de bits que se procesan simultáneamente.
Coprocesador: Procesador especializado en determinadas tareas.
Muchas veces se utiliza un procesador matemático.
Caché: Memoria de rápido acceso para aumentar el rendimiento.
Guarda las posiciones accedidas recientemente con la esperanza de
que se vuelvan a utilizar en poco tiempo.
Pipeline: Técnica de ejecución de las instrucciones consistente en
dividirlas en distintas fases, de manera similar a las cadenas de
fabricación en serie.
Predicción de salto: Técnica para mantener la "pipeline" llena
intentando averiguar "qué viene después".
Ejecución desordenada: Técnica por la que se ejecutan las
instrucciones en un orden que permita obtener mayor velocidad y que
no siempre coincide con el orden en que fueron escritas.

Ejecución especulativa: Técnica que se emplea para ejecutar
instrucciones aunque no se tenga la seguridad de que su resultado
sea útil.
33 4.2. Los procesadores INTEL
34 4.2.1. INICIOS, EL 8086/8088
Los procesadores 8088 y 8086 fueron los primeros empleados en los
PC.
Sus principales características son:
 Palabra de 16 bits.
 Espacio de direcciones de 1Mb.
 Sin facilidades para multitarea ni gestión de memoria virtual.
 Velocidad de reloj de hasta 10MHz (el 8086). Las típicas eran de
4'77 y 8 MHz.
 Poseía el 8087 como procesador matemático.
 29.000 transistores.
 Eran diez veces más potentes que el 8080.
35 4.2.2. EL 80286
La siguiente generación fue la del 80286, empleado en el AT.
Sus principales características son:
 Espacio de direcciones de 16 Mb físicos/1 Gb virtuales.
 Permite multitarea.
 Velocidad de reloj de 8 a 12 MHz.

36 4.2.3. EL 80386
Supone un gran avance.
Características:
 Espacio de direcciones de 4Gb físicos/64 Tb virtuales.
 Más apoyo a la multitarea que en el 80286. Permite tener varias
"sesiones" virtuales 8086.
 Mejores modos de acceso a memoria.
 Dos versiones: DX y SX (más económica, aunque peor).
37 4.2.4. EL 80486
38 Características
 Integra en un chip un 80386, un 80387 y una caché de primer
nivel (caché L1).
 Utiliza una pipeline para aumentar el rendimiento.
 Versiones:
o SX: sin el coprocesador.
o DX2: internamente duplican la velocidad de reloj.
o DX4: internamente triplican la velocidad de reloj.
 1'2 millones de transistores.
Si esto se compara a la arquitectura del 80386, no se observan
diferencias. La diferencia más notable entre el 80386 y el 80486, es
que casi la mitad de las instrucciones del 80486 se ejecutarán en la
mitad de periodos de reloj que el 80386 requiere para ejecutarlas.

Al igual que el 80386, el 80486 contiene 8 registros de 32 bits para los
propósitos generales.
Además de los registros de propósito general, el 80486 también
contiene los mismos registros de segmentos que el 80386. Cada uno
tiene 16 bits de ancho, como en todas las versiones anteriores de la
familia.
El 80486 también contiene los registros para la tabla de descriptores
globales, locales y de interrupciones y una unidad de manejo de
memoria como el 80386.
 Sistema de Memoria del 80486: es idéntico al del
microprocesador 80386. El 80486 contiene 4Gbytes de memoria,
comenzando en la localidad 00000000H y terminando en la
localidad FFFFFFFFH. El cambio principal es interno: de modo
que en el 80486 se acelera la ejecución de las instrucciones y la
adquisición de información. Otra adición es el verificador /
generador de paridad incluido en el 80486.
 Verificador / generador de paridad: la paridad se usa para
determinar si la información se leyó correctamente en una
localidad de la memoria. En el 80486 la paridad se genera
durante cada ciclo de escritura. En la lectura, el microprocesador
revisa la paridad y genera un error de revisión de paridad, si esto
ocurre, en la terminal PCHK. Un error de paridad no causa
ningún cambio en el procesamiento a menos que el usuario
aplique la señal PCHK a una entrada de interrupción. Las
interrupciones son usadas frecuentemente para señalar un error
de paridad en los sistemas de computadora que usan DOS.
 Administrador de memoria del 80486: contiene el mismo sistema
de administración de memoria que el 80386. Los tipos de
descriptores también son los mismos. En realidad, la única
diferencia entre el sistema administrador de memoria del 80386
y el del 80486 es la paginación. El sistema de paginación del
80486 puede deshabilitar el uso de memoria caché para
selecciones de páginas de memoria transformadas, mientras que
el 80386 no.
 Unidad de caché: estos procesadores tienen un caché interno
que almacena 8KB de instrucciones y datos, excepto el DX4 y el
Write-back enhanced DX4 que tienen 16KB de caché interno. El

caché aumenta el rendimiento del sistema ya que las lecturas se
realizan más rápido desde el caché que desde la memoria
externa. Esto también reduce el uso del bus externo por parte
del procesador. Éste es un caché de primer nivel (también
llamado L1). Además, el procesador 80486 también puede usar
un caché de segundo nivel (también llamado L2) fuera del chip
para aumentar aún más el rendimiento general del sistema. Si se
conoce el funcionamiento de las caché se puede llegar a
optimizar el software. El caché está disponible en todos los
modos de funcionamiento del procesador: modo real, modo
protegido y modo de manejo del sistema.
39 Funcionamiento
El caché es una memoria especial, llamada memoria asociativa. Esta
memoria tiene, asociado a cada unidad de memoria, un tag, que
almacena la dirección de memoria que contiene los datos que están
en la unidad de memoria. Para leer una posición de memoria mediante
esta memoria se comparan todos los tags con esta dirección. Si algún
tag tiene esta dirección, se dice que hubo un acierto, con lo que se
puede leer la información asociada a ese tag. En caso contrario hay un
fallo, con lo que hay que perder un ciclo de bus para leer el dato que
está en memoria externa.
En el caso del 80486, cada unidad de memoria son 16 bytes. Esta
cantidad es una línea del caché. Las líneas pueden ser válidas
(cuando contienen datos de la memoria principal) o inválidas (cuando
la línea no contiene información útil). Se debe tratar de no leer
posiciones de memoria aleatorias, ya que el caché se llena por líneas
completas (comenzando por direcciones múltiplos de 16),y si se llegan
a leer bytes en posiciones alejadas unas de otras, el procesador usará
cuatro ciclos de bus para leer 16 bytes (para llenar una línea) por cada
byte que deseamos leer. Esto no supone un problema para el código o
la pila, ya que éstos se acceden generalmente de manera secuencial.
Hay dos clases de cachés: write-through y write-back (retroescritura)
(implementado solamente en los modelos write-back enhanced DX2 y
write-back enhanced DX4). La diferencia entre las dos radica en el
momento de escritura. Las primeras siempre escriben en la memoria
principal, mientras que las otras sólo escriben cuando se llena el

caché y hay que desocupar una línea. Esto último aumenta el
rendimiento del sistema.
Hay dos nuevos bits del registro de control que controlan el
funcionamiento del caché: CD (Cache Disable, bit 30) y NW (Not write-
through, bit 29). Cuando CD = 1, el 80486 no leerá memoria externa si
hay una copia en el caché, si NW = 1, el 80486 no escribirá en la
memoria externa si hay datos en el caché (sólo se escribirá en el
caché). Lo normal, cuando el caché está habilitado, es CD = NW = 0.
Es interesante saber que si CD = NW = 1 se puede utilizar el caché
como una RAM rápida (no hay ciclos externos de bus ni para lectura ni
para escritura si hay acierto en el caché). Para deshabilitar
completamente el caché se deberá poner CD = NW = 1 y luego
ejecutar una de las instrucciones para vaciar el caché.
Existen dos instrucciones para vaciar el caché: INVD y WBINVD.
40 Versiones del 80486
1. 80486 DX:Fue presentado por Intel en abril de 1989. Poseía un
total de 1.200.000 transistores, el doble de la velocidad del
80386 y 100% de compatibilidad con los microprocesadores
anteriores. El consumo máximo del 486DX de 50 MHz es de 5
watt.
2. 80486 SX: Apareció en abril de 1991. Era un producto de menor
coste que el anterior. Pero éste no poseía el coprocesador
matemático que posee el 80486 DX. Y el número de transistores
se reducía 1.185.000.
3. 80486 DX2: Apareció en marzo de 1992. Posee un duplicador de
frecuencia interno, con lo que las distintas funciones en el interior
del chip se ejecutan al doble de velocidad, manteniendo
constante el tiempo de acceso a memoria. Esto permite casi
duplicar el rendimiento del microprocesador.
4. 80486 SL: Apareció en el mismo año que el anterior, con unas
características especiales de ahorro de energía.
5. 80486 DX4: Salió en 1994 y triplica la frecuencia de reloj y
aumenta el tamaño del caché interno a 16 Kbytes. La principal
diferencia entre el 486DX4 y el 486DX2 es que el primero es 1'5
veces más rápido que el 486DX2.

El chip se empaqueta en el formato PGA (Pin Grid Array) de 168 pines
en todas las versiones. En el caso del SX, también existe el formato
PQFP (Plastic Quad Flat Pack) de 196 pines. Las frecuencias más
utilizadas en estos microprocesadores son: SX: 25 y 33 MHz, DX: 33 y
50 MHz, DX2: 25/50 MHz y 33/66 MHz y DX4: 25/75 y 33/100 MHz. En
los dos últimos modelos, la primera cifra indica la frecuencia del bus
externo y la segunda la del bus interno.
Respecto las nuevas instrucciones del 80486 tan sólo nombraremos
las más interesantes: BSWAP reg32 (Byte Swap), CMPXCHG dest src
(Compare and Exchange), INVD (Invalidate Cache), INVLPG
(Invalidate Translation Look-Aside Buffer Entry), WBINVD (Write
Before Invalidate Data Cache), XADD dest, src (Exchange and Add).
Además de las citadas, todos los modelos, excepto el SX incluyen
todas las instrucciones del coprocesador matemático 80387.
41 4.2.5. EL PENTIUM
42 Características
 Introduce gran cantidad de mejoras, conservando la
compatibilidad con los modelos anteriores.
 Puede utilizar un bus de 64 bits para mejorar el acceso a
memoria.
 Utiliza dos líneas en la pipeline. En el caso ideal puede ejecutar
dos instrucciones por ciclo de procesador.
 Duplica la caché del procesador y la separa en 8k para datos y
8k para instrucciones.
 Utiliza técnicas de predicción de salto para mantener alimentada
la pipeline.
43 Vías de acceso múltiples
El los procesadores 386 y 486 se empezó a utilizar una técnica de vías
de acceso múltiples. Esto se ve mejorado en el Pentium, ya que éste
posee doble vía de dicho acceso. El objetivo es el de procesar

múltiples instrucciones simultáneamente, en varios estados de
ejecución.
El resultado final de la estructura doble vía de acceso es un diseño
capaz de ejecutar más de una instrucción en un ciclo de reloj.
El Pentium, al igual que el 486, ejecuta instrucciones simples con
enteros en un ciclo de reloj. Sin embargo, aquellas instrucciones
estaban en la etapa de ejecución de la vía de acceso durante un ciclo
de reloj. Siempre se requieren ciclos adicionales de reloj para buscar,
decodificar la instrucción y otros procesos vitales. La secuencia de
funcionamiento de la vía de datos es la siguiente: prebúsqueda,
decodificación 1, decodificación 2, ejecución y retroescritura.
En el caso óptimo, las instrucciones estarían alineadas en la vía de
acceso de forma que, en general, ésta ejecutará aproximadamente
una instrucción por ciclo de reloj.
Los aspectos superescalares del Pentium dependen de su vía de
acceso doble. Los procesadores superescalares permiten que se
ejecute más de una instrucción por vez. El procesador tiene dos vías
de acceso de enteros, una en forma de U y otra en forma de V, y
automáticamente aparea las instrucciones para incrementar la
proporción de instrucciones por ciclo de reloj para que sea mayor que
1. Si el tener múltiples instrucciones pasando por dos vías no es ni
mucho menos un problema, ya que hay reglas y restricciones que
evitan las colisiones y los retrasos.
Por ejemplo, los conflictos principales que tienen que ver con generar
y ejecutar más de una instrucción al mismo tiempo incluyen
dependencias de información (la información de salida de una
instrucción se necesita como entrada de otra), dependencias de
recursos (instrucciones que fueron emitidas al mismo tiempo compiten
por el mismo recurso del microprocesador) o saltos en el código
(llamadas dependencias de procedimiento).
Si se detectara una dependencia, el procesador reconoce que las
instrucciones deben fluir en orden y asegura que la primera instrucción
termine su ejecución antes de generar la segunda instrucción.

El orden en que viajan las instrucciones por las vías dobles del
Pentium es el mismo que el de las instrucciones en el programa que
se ejecuta.
Las instrucciones de punto flotante pasan las vías de entero y son
manipuladas desde la vía de punto flotante en la etapa de ejecución.
En definitiva, las vías de enteros y el de punto flotante operan
independiente y simultáneamente.
44 Ejecución de punto flotante en el Pentium
Se ha reconstruido por completo la unidad de punto flotante (FPU), a
partir de la de los 386 y 486 y ahora tiene algunas de las
características de los RISC. Hay ocho etapas de vía y las cinco
primeras se comparten con la unidad de enteros. La unidad cumple
con la norma IEEE-754, usa algoritmos más rápidos y aprovecha la
arquitectura con vías para lograr mejoras de rendimiento de entre 4 y
10 veces, dependiendo de la optimización del compilador.
45 Ahorro de energía
El Pentium usa un modo de administración de sistema (SMM) similar
al que usa el 486 SL, que permite que los ingenieros diseñen un
sistema con bajo consumo. La interrupción de administración del
sistema activa el SMM por debajo del nivel del sistema operativo o de
la aplicación. Se guarda toda la información sobre el estado de los
registros para después restaurarla, y se ejecuta el código manejador
de SMM desde un espacio de direcciones totalmente separado,
llamado RAM de administración del sistema (SMRAM). Se sale del
SMM ejecutando una instrucción especial (RSM). Esto lleva al CPU de
nuevo al mismo punto en que estaba cuando se llamó al SMM.
Algunos procesadores (100 MHz o más lentos) presentan problemas
en este modo.
Respecto a las nuevas instrucciones introducidas en el
microprocesador Pentium cabe citar las siguientes: CMPXCHG8B reg,
mem64 (Compare and Exchange 8 Bytes), CPUID (CPU
Identification), RDMSR (Read from Model-Specific Register), RDTSC
(Read from Time Stamp Counter), RSM (Resume from System
Management Mode), WRMSR (Write to Model-Specific Register).

46 4.2.6. EL PENTIUM PRO
Se concentra en el rendimiento de las aplicaciones de 32bits, llegando
a ejecutar más lentamente que el Pentium normal las de 16 bits.
Algunas características son:
 Integra caché de segundo nivel en el propio chip. Tiene 256 o
512 Kb, según el modelo, y va a la misma velocidad que el
procesador.
 Velocidades de reloj de 150 a 200MHz.
 Permite la ejecución desordenada y especulativa de
instrucciones.
47 4.2.7. Los procesadores MMX
Surgió porque las aplicaciones actuales requieren el manejo de
muchos gráficos a gran velocidad, y además el manejo del sonido es
cada vez más normal. En ambos casos se procesa información en
unidades de uno o dos bytes; pero el Pentium sólo puede manejar
hasta 64 bits.
La solución propuesta por Intel consiste en incorporar 57 nuevas
instrucciones que permitan manejar varios bytes al mismo tiempo.
Además, estos procesadores tienen otras características adicionales:
 Sus pines son compatibles con los normales.
 Aumentan la caché de primer a nivel a 32 K.
 Mejoran la predicción de saltos y la descodificación de
instrucciones.
Hay varios tipos de procesadores MMX, de los cuales citaremos sólo
dos:

 PERFORMANCE MMX:
Con una mayor cantidad de colores, imágenes mas nítidas,
sonido estereofónico, comunicaciones múltiples, sesiones más
rápidas, etc.
Figura 33: Logo MMX .
 PENTIUM MMX Y PENTIUM MMX OVERDRIVE
El procesador Pentium MMX posee una versión OverDrive para
computadoras cuyas tarjetas madres soportan un zócalo para el
procesador tipo ZIF. Con ello se pueden cambiar procesadores
antiguos por procesadores MMX, obteniendo una aceleración de
hasta unas 1'6 veces más rápidos.
Figura 34: Logo MMX OverDrive.
48 4.2.8. EL PENTIUM II
49 Características
 Conceptualmente es un Pentium Pro con la caché de nivel 2
fuera del chip y con MMX.. Con el procesador Pentium II, se
obtienen varios avances en la familia de microprocesadores de
Intel. La potencia del procesador Pentium Pro más la riqueza en
capacidad de la tecnología mejorada de medios MMX. El
procesador Pentium II trata bastante de facilitar las tareas a nivel
de medios, comunicaciones e Internet en el ámbito empresarial.
 Para mejorar el rendimiento, hay un bus directo desde el
procesador a la caché que va más rápido (a la mitad de
velocidad del bus del procesador ) que el bus general (tecnología
DIB -dual independent bus-). Esto está empaquetado en un
cartucho, el SECC (simgle edge contact cartridge), que necesita
un zócalo especial (propiedad de Intel).
 Soporta altas velocidades (desde 266 hasta 450 MHz).
 Permite velocidades de bus de hasta 100 MHz.
 Tiene 7'5 millones de transistores.

 Opera a 233 MHz y 266 MHz para desktops y servidores y a 300
MHz para estaciones de trabajo, el procesador utiliza la
tecnología de alto desempeño Dual Independent Bus (Bus Dual
Independiente) para entregar un amplio ancho de banda
adecuado para su elevado poder de procesamiento. El diseño
del cartucho Single Edge Contact (S.E.C) [Contacto de un Solo
Canto] incluye 512KB de cache dedicada de nivel dos (L2). El
procesador Pentium II también incluye 32KB de cache L1 (16K
para datos, 16K para instrucciones), el doble de la del Pentium
Pro.
50 Características Técnicas
 Arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente): al
igual que el procesador Pentium Pro, el procesador Pentium II
también usa la arquitectura D.I.B. Ésta tecnología de alto
desempeño combina ambos, un bus cache L2 dedicado de alta
velocidad más un bus del sistema con anticipación que hace
posible múltiples transacciones simultáneas.
 La tecnología MMX de Intel permite al procesador Pentium II
ofrecer un alto rendimiento para aplicaciones de medios y
comunicaciones.
 Ejecución dinámica: el procesador Pentium II usa esta
combinación única de técnicas de procesamiento, utilizadas por
primera vez en el procesador Pentium Pro, para acelerar el
desempeño del software.
 Cartucho Single Edge Contact (S.E.C) [Contacto de un Solo
Canto]: el nuevo e innovador diseño de empaquetamiento de
Intel para éste y los procesadores futuros, el cartucho S.E.C.
permite que todas las tecnologías de alto desempeño de los
procesadores Pentium II sean entregadas en los sistemas
dominantes de hoy en día.
51 El Procesador Pentium II trabajando
Las empresas pequeñas tanto como las grandes pueden beneficiarse
del procesador Pentium II. Éste entrega un gran desempeño
disponible para las aplicaciones que se ejecutan en sistemas
operacionales avanzados tales como Windows 95, Windows NT y
UNIX.

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