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Sandra Torres Arranz 1ºA
Introducción:
Incluso en la época primitiva, el ser humano necesitaba realizar alguno cálculos,
para ello, inicialmente em...
Posteriormente, Leonardo da Vinci (1452-1519) diseñó una máquina de cálculo
que no pudo desarrollar y de la que se tiene c...
La máquina analítica de Babbage:
Charles Babbage concibió en 1834 su revolucionaria Máquina Analítica, que
puede considera...
calculador de raíces del santanderino Torres Quevedo o el sintetizador armónico
de Lord Kelvin.
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Más tarde, el uso de la tecnología electromecánica de los relés telefónicos
impulsó nuevas máquinas de cálculo como el eno...
de Energía Atómica. En 1947 se construyó una máquina de relés más rápida
llamada Mark II.
La aparición de la electrónica:
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Las bases de John von Neumann
La incorporación del matemático John Von Neumann (1903-1957) al equipo de
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Generaciones tecnológicas de ordenadores:
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En España, entre 1964 y 1967 las tabuladoras fueron sustituidas masivamente por
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Para lograr estos fines tan ambiciosos, estos equipos no tendrán un único
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Trabajo de la historia de la informática

  1. 1. Historia de la informática Sandra Torres Arranz 1ºA
  2. 2. Introducción: Incluso en la época primitiva, el ser humano necesitaba realizar alguno cálculos, para ello, inicialmente empleaba las manos, llamado sistema quinario (cinco elementos). Posteriormente se comenzó a utilizar objetos como eran piedritas, para por ejemplo contar al ganado, etc. El ábaco: Se cree que hace más 3000 años que se inventó al ábaco, aunque su origen se pierde en el tiempo. Se trata de un instrumento de cálculo utilizado especialmente por culturas orientales, concretamente se piensa que su origen está en China. El término procede del griego abax que significa tabla o superficie plana cubierta de polvo, que a su vez procede del hebreo abaq que significa polvo. Es un instrumento simple para efectuar manualmente cálculos aritméticos, consistente en un marco provisto de diez cuerdas o alambres paralelos, cada uno de los cuales lleva ensartadas diez cuentas o bolas móviles con distinto valor numérico según su posición. Debido a que gran parte de la aritmética se realizaba en el ábaco, el término ábaco ha pasado a ser sinónimo de aritmética; encontramos tal denominación en Leonardo de Pisa Fibbonacci (1170-1250) en su libro "Liber Abaci" publicado en 1202, que trata del uso de los números indo-arábigos. Muchas culturas han usado el ábaco o el tablero de conteo, aunque en las culturas europeas desapareció al disponerse de otros métodos para hacer cálculos, hasta tal punto que fue imposible encontrar rastro de su técnica de uso. Precedentes a la generación de los ordenadores: Antes de aparecer las calculadoras surgieron otros dispositivos de entre los que cabe comentar dos, en los que el matemático escocés John Napier (1550-1617), llamado también Neper, tuvo un papel destacado. Es conocido por la invención de los logaritmos en 1614, que dieron origen a la regla de cálculo, cuya paternidad es tema de controversia, no obstante el primero en usarla, en 1621, fue el sacerdote inglés William Oughtred (1575-1660). En 1617 Neper dio a conocer un instrumento sencillo para realizar multiplicaciones basándose en sumas, llamado rodillos de Neper, idea que aparecía varios siglos antes en libros árabes.
  3. 3. Posteriormente, Leonardo da Vinci (1452-1519) diseñó una máquina de cálculo que no pudo desarrollar y de la que se tiene conocimiento gracias a unos planos que dejó. Lo que hizo fue mecanizar el ábaco reemplazando las varillas con bolas por ruedas dentadas. En 1987 se construyó la máquina siguiendo el diseño de Leonardo y el resultado fue un dispositivo que tenía siete ruedas en su interior, que se movían mediante un dispositivo de arrastre en cadena. Sin saberlo, aunque persiguiendo la misma finalidad, empleó la criptografía como una manera de proteger los datos de sus investigaciones, apuntaba sus notas con claves secretas, protegidas por escritura inversa. La primera tarjeta perforada: La tarjeta perforada o simplemente tarjeta es una lámina hecha de cartulina que contiene información en forma de perforaciones según un código binario que se comenzó a realizar en 1801. Estos fueron los primeros medios utilizados para ingresar información e instrucciones a una computadora en los años 1960 y 1970. Las tarjetas perforadas fueron usadas con anterioridad por Joseph Marie Jacquard en los telares de su invención, de donde pasó a las primeras computadoras electrónicas. Con la misma lógica se utilizaron las cintas perforadas. Actualmente las tarjetas perforadas han sido reemplazadas por medios magnéticos y ópticos de ingreso de información. Sin embargo, muchos de los dispositivos de almacenamiento actuales, como por ejemplo el CD-ROM también se basa en un método similar al usado por las tarjetas perforadas, aunque por supuesto los tamaños, velocidades de acceso y capacidad de los medios actuales no admiten comparación con los antiguos medios. La máquina diferencial de Babbage: La máquina diferencial de Babbage (1822) es una calculadora mecánica de propósito especial, diseñada para calcular funciones polinómicas. Puesto que las funciones logarítmicas y trigonométricas pueden ser aproximadas por polinomios, esta máquina es más general de lo que parece al principio. Es un dispositivo de naturaleza mecánica para calcular e imprimir tablas de canciones. Más concretamente, calcula el valor numérico de una función polinómica sobre una progresión aritmética obteniendo una tabla de valores que se aproxima a la función real (basado en que cualquier función puede ser aproximada por polinomios).
  4. 4. La máquina analítica de Babbage: Charles Babbage concibió en 1834 su revolucionaria Máquina Analítica, que puede considerarse un auténtico prototipo decimonónico de ordenador. En esencia, la Máquina Analítica era una calculadora polivalente con capacidad para operar de forma distinta según el problema que se le planteara, es decir, algo muy cercano a una computadora de propósito general. En la máquina de Babbage aparecen ya los elementos básicos de los modernos ordenadores: dispositivos de entrada y de salida, unidad de control, unidad lógico- aritmética y memoria. La programación se debía realizar mediante fichas perforadas. A pesar de su extraordinaria brillantez, el ambicioso proyecto no pudo realizarse por razones económicas e industriales, puesto que la tecnología de la época no bastaba para hacer realidad el proyecto: el diseño requería miles de engranes y mecanismos de gran precisión que cubrirían el área de un campo de fútbol y necesitarían accionarse por una locomotora. En 1843, Lady Ada Augusta Lovelace, estrecha colaboradora de Babbage, sugirió la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la primera programadora. La lógica de Boole: En 1854 el matemático inglés George Boole (1815-1864) sienta las bases de lo que conocemos hoy como Teoría de la Información, con la publicación de su obra maestra, Una Investigación de las Leyes del Pensamiento sobre las cuales se fundamentan las Teorías Matemáticas de la Lógica y las Probabilidades. En su obra, Boole expresa la lógica como una forma extremadamente simple de álgebra, en la cual se lleva a cabo el razonamiento mediante la manipulación de fórmulas más sencillas que aquéllas utilizadas en el álgebra tradicional. Su teoría de la lógica, que reconoce tres operaciones básicas: Y, O y NO, no tuvo ningún uso práctico hasta bastante después, cuando llegaría a formar parte del desarrollo de la conmutación de circuitos telefónicos así como del diseño de ordenadores electrónicos. Simultáneamente, en esta época parecen una serie de dispositivos de cálculo analógico como pueden ser la máquina de cálculo de raíces de ecuaciones de Boys, la balanza algebraica del barcelonés Castells y Vidal, el
  5. 5. calculador de raíces del santanderino Torres Quevedo o el sintetizador armónico de Lord Kelvin. Máquina tabuladora de Hollerith para el Censo de EE.UU: En 1890, Hollerith, había desarrollado un sistema de tarjetas perforadas eléctricas y basándose en la lógica de Boole, lo aplicó a una máquina tabuladora de su invención. La máquina de Hollerith se usó para tabular el censo de aquel año en los Estados Unidos, durante el proceso total no más de dos años y medio. Así, en 1896, Hollerith crea la Tabulating Machine Company con la que pretendía comercializar su máquina. La fusión de esta empresa con otras tres (International Time Recording Company, la Computing Scale Corporation, y la Bundy Manufacturing Company), dio lugar, en 1924, a la International Business Machines Corporation. La Máquina Universal de Turing: En 1936, el inglés Alan M. Turing (1912-1954) especificó un ordenador teórico completamente abstracto que pudiera llevar a cabo cualquier cálculo realizable por un ser humano. La Máquina Universal de Turing presentaba muchos aspectos que, posteriormente, se incorporarían a todas las máquinas de cálculo generales. Su trabajo tiene un valor especial para entender las capacidades y limitaciones de los ordenadores en el diseño de los lenguajes de programación y en el estudio de la inteligencia artificial. El mismo Turing aprovechó la oportunidad para dar vida a sus ideas mediante sus investigaciones sobre lo que generalmente se consideran los primeros ordenadores digitales electrónicos funcionales del mundo, desarrollados en Gran Bretaña durante la Segunda Guerra Mundial. Entre otros proyectos, colaboró en la construcción de la serie Colossus, máquinas de propósito específico, dedicadas a la criptología, no fácilmente modificable para otro fin. Los dispositivos electromecánicos: Los aparatos más eficientes en el ámbito del cálculo científico y militar en la primera mitad del siglo XX empleaban, la hoy en desuso, tecnología analógica. Así ocurría con el analizador analógico de Vannevar Bush desarrollado hacia 1930.
  6. 6. Más tarde, el uso de la tecnología electromecánica de los relés telefónicos impulsó nuevas máquinas de cálculo como el enorme Mark I de Harvard, desarrollado entre 1937 y1944 por Howard Aiken con financiación de IBM. Ya en 1937, Claude Elwood Shannon, estudiante post-graduado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), demostró que se podría aplicar el álgebra booleana a problemas de circuitos en conmutación. Como tesis para la licenciatura en ingeniería eléctrica, Shannon publicó un trabajo titulado Un Análisis Simbólico de Circuitos de Relé y de Conmutación, aplicando la lógica simbólica de Boole al análisis de circuitos de conmutación y demostrando que el álgebra podía realizarse mediante relés. En 1939, un joven ingeniero alemán llamado Konrad Zuse desarrolló el primer ordenador digital programable de propósito general: una máquina construida con relés para automatizar el proceso de cálculo de ingeniería. El mismo Zuse solicitó ayuda económica al gobierno alemán para construir un ordenador electrónico más rápido utilizando tubos de vacío. Su proyecto de dos años, que podría haber tenido numerosas aplicaciones militares, no recibió financiación. La cúpula militar alemana confiaba en que su aviación podría ganar rápidamente la guerra sin la ayuda de avanzados dispositivos de cálculo. En el mismo año, George Stibitz de los Laboratorios Bell, comenzó a diseñar un calculador de relés sin conocer el trabajo de Shannon. Fue puesto en funcionamiento en 1940 y podía realizar operaciones aritméticas con números complejos. La tecnología del calculador universal Mark I desarrollado en la Universidad de Harvard en 1944 era totalmente electromecánica, basada en 3000 relés electromagnéticos, ruedas dentadas y embragues electromecánicos. Los relés podían abrirse o cerrarse en una centésima de segundo, tiempo difícil de reducir al involucrar dispositivos mecánicos. Estos dispositivos mecánicos aunque accionados eléctricamente, hacían un ruido clic-clac muy peculiar, que lo asemejaba a un grupo de mujeres haciendo punto. El Mark I podía realizar todas las operaciones aritméticas básicas y tenía secciones especiales para calcular funciones matemáticas tales como logaritmos y senos. Aunque se le denominó calculador, podía tomar un número limitado de decisiones por lo que se podía considerar, en realidad, un ordenador. Como los ordenadores actuales, disponía de dispositivos de entrada (tarjetas perforadas de Hollerith) y salida de datos (cintas de papel), unidad aritmética, unidad de control y memoria central. Entre los componentes del equipo que llevó a cabo el proyecto se debe destacar a Howard H. Aiken (1900 -1973) junto con varios ingenieros de la empresa IBM. El Mark I trabajó en proyectos de balística y en el diseño de buques para la marina de los Estados Unidos, así como también para la Fuerza Aérea y para la Comisión
  7. 7. de Energía Atómica. En 1947 se construyó una máquina de relés más rápida llamada Mark II. La aparición de la electrónica: Pero el cambio tecnológico radical fue el uso de la electrónica, cuyo precursor fue el profesor John Vincent Atanasoff de la Universidad de Iowa junto con su compañero Clifford Berry. Su máquina de calcular, conocida como ABC (Atanasoff-Berry Computer), creada en 1939, estaba basada en el uso de tubos de vacío y operaba en binario. Su objetivo era encontrar una herramienta que ayudara a los estudiantes de postgrado a resolver largas y complejas ecuaciones diferenciales. No estaba preparada para ser programada por lo que no puede considerarse realmente un ordenador. Su universidad nunca se preocupó de patentar la innovadora máquina de Atanasoff y éste jamás pudo convertirlo en un producto totalmente operativo. El ABC no pretendía el cálculo universal, como el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) desarrollado para el ejército de los Estados Unidos por el ingeniero eléctrico John Presper Eckert y el físico John W. Mauchly en la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Pennsylvania, que el gran público conoció en un famoso reportaje aparecido en el diario New York Times el 16 de febrero de 1945. El ENIAC utilizaba tubos de vacío con tecnología basada en diodos y tríodos. La masa del electrón es incomparablemente menor que la de cualquier elemento mecánico, las fuerzas que actúan sobre un electrón bajo la acción de un campo eléctrico, aunque éste sea muy débil, son muy importantes, por lo que se pueden conseguir aceleraciones y velocidades muy elevadas que permiten alterar el estado del circuito en millonésimas de segundo. Su velocidad de trabajo era mil veces superior a la de las máquinas electromecánicas y una hora de trabajo del ENIAC era equivalente a una semana del Mark I. El ENIAC ya incorporaba todos los conceptos modernos sobre el ordenador, tales como la unidad central de proceso, una memoria y entrada y salida de datos. A pesar de Leibnitz, el sistema decimal seguía siendo la única base del cálculo y el ENIAC almacenaba los números de forma decimal con anillos de 10 tubos. No existía ningún giro mecánico, pero se transmitía un impulso de un tubo a otro hasta completar una vuelta y entonces se producía un arrastre en el anillo siguiente: se había cambiado la tecnología, pero se mantenía de alguna forma la manera de pensar. La programación del ENIAC requería, como en los equipos clásicos, todo un conjunto de conexiones sobre el tablero.
  8. 8. Las bases de John von Neumann La incorporación del matemático John Von Neumann (1903-1957) al equipo de diseño hizo que la idea del programa almacenado en la memoria en formato binario junto con los datos, que hoy caracteriza al ordenador y que se conoce como arquitectura Von Neumann, se le atribuyera sólo a él, cuando es casi seguro que fue un diseño de Eckert y Mauchly al que Neumann dió forma escrita. Neumann trabajó en muchos campos de un amplio espectro de la física y de la matemática. Entre otras áreas, en grupos topológicos y topología diferencial, centrándose en los anillos de operadores, obteniendo como resultado las geometrías continuas que permiten describir espacios cuya dimensión se expresa por un número real. Tanto el almacenamiento del programa como la utilización del sistema binario se incorporarían al diseño de la máquina EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) ideada por Neumann en 1950. Las ideas básicas en que se apoya en cálculo electrónico permanecen vigentes y se recogen en un informe titulado Discusión Preliminar del Diseño Lógico de un Instrumento de Cálculo Electrónico publicado por Neumann y el capitán del ejército, miembro del grupo desarrollador del ENIAC, Goldstine, en 1946. Por su parte, en 1949 la Eckert-Mauchly Corporation desarrolló el primer ordenador binario automático que se bautizó como BINAC (Binary Automatic Computer) cuyas principales novedades fueron el uso de diodos semiconductores, el empleo de cintas magnéticas y la realización de determinadas transmisiones de señales internas en paralelo. A partir de entonces, se abrieron dos caminos: mientras Von Neumann reclamaba la naciente informática basada en la tecnología electrónica para el cálculo científico y académico, casi siempre al servicio de proyectos militares, Eckert y Mauchly vieron pronto el potencial de mercado de la nueva tecnología y ya en 1951 comercializaron el UNIVAC I (Universal Automatic Calculator) que fue adquirido por las oficinas del censo norteamericano. Tan sólo dos años después se instaló en una empresa privada: la General Electric. Fue el primer ordenador electrónico con programa almacenado entregado a un usuario civil y establecía la viabilidad de los ordenadores comerciales. La informática comenzaba a superar su dependencia de los proyectos científico- militares que le habían dado forma. Poco después IBM, dominadora en el campo de las tabuladoras, adoptaría la tecnología electrónica con su IBM 701, comercializado a partir de 1953, del que se hicieron 19 unidades.
  9. 9. Generaciones tecnológicas de ordenadores: Muy rápidamente, al instalarse este tipo de ordenadores en departamentos de universidades y laboratorios de investigación, se creó una necesidad de mayor velocidad, mayor capacidad y mayor fiabilidad que motivó un esfuerzo intenso por nuevos dispositivos y el desarrollo de nueva tecnología. Suele dividirse los siguientes años de historia de ordenadores digitales en diversas generaciones que corresponden con las distintas tecnologías dominantes en cada caso. El uso de válvulas electrónicas de vacío, como en el caso del ENIAC, sustituidas posteriormente por líneas de retardo de mercurio, constituyó una primera generación de ordenadores. Además de este tipo de memorias, también se utilizaban para conservar la información las tarjetas y las cintas perforadas. Hacia 1955, se sitúa el nacimiento de la segunda generación, caracterizada por el uso de transistores inventados en 1958 por los físicos Walter Brattain, William Shockley y John Bardeen de los Laboratorios Bell. El empleo del transistor se tradujo en la reducción del tamaño de los circuitos y en el aumento de su fiabilidad. Como elementos de la memoria principal se introdujo el uso de núcleos de ferrita. Para los sistemas de almacenamiento masivo se emplearon la cinta magnética y los tambores magnéticos. La tercera generación se suele caracterizar por el uso de circuitos integrados: resistencias, condensadores, diodos y tríodos, integrados en pastillas. A mediados de los 60, surgen los ordenadores de la tercera generación, cuya característica principal fue el uso del circuito integrado; estos componentes empezaron a ser conocidos como chips. Este desarrollo supuso numerosas ventajas como la reducción del coste de construcción, una mayor fiabilidad, el bajo consumo y la miniaturización. Las memorias de semiconductores y los discos magnéticos son también elementos característicos de esta generación. El procesador y los módulos de memoria se estructuraban con una longitud de palabra de 8 bits, adecuados para codificar caracteres, aritmética decimal y binaria y cálculos en punto flotante. Era posible direccionar la asombrosa cantidad de 24 MB, aunque sólo en teoría, porque la realidad era que el máximo tamaño de memoria que alcanzaba era de 512 Kb. Durante esta época surgieron la multiprogramación y el tiempo compartido. También tuvo lugar la denominada "crisis del software". Se intentó la creación de lenguajes universales, el PL/1 (1964) y se estandarizaron los lenguajes más utilizados: Fortran (1966), Algol (1968) y el COBOL (1970). También son de esta generación el BASIC (1964) y el Pascal (1971).
  10. 10. En España, entre 1964 y 1967 las tabuladoras fueron sustituidas masivamente por ordenadores, y prácticamente desaparecieron al entrar en la década de los 70. En 1970 el parque de ordenadores se distribuía de esta forma: Madrid 50%, Barcelona 34% y el resto lo tenían los grandes bancos del norte y algunas cajas de ahorros. Los miniordenadores surgieron a finales de los 60, como elemento de transición entre las generaciones tercera y cuarta, con los circuitos integrados de media escala (MSI). Sus destinatarios fueron grandes y medianas empresas. Disponían de varias terminales y se organizaban en redes. Actualmente no se fabrican. La cuarta generación corresponde a unos niveles de mayor densidad de integración. Surge el microprocesador: chip que incluye todos los elementos de la Unidad Central de Proceso o CPU. Aparece el disquete (floppy disk) como sistema de almacenamiento masivo externo. Actualmente las divisiones no se describen por la distinta generación, sino más bien por otros conceptos distintos, como pueden ser miniordenadores, microordenadores y otros tipos dependiendo entre otros aspectos del nivel de integración. El primer ordenador personal fue diseñado por David Robert en 1974 en EE.UU. Microsoft tuvo el acierto de construir un intérprete BASIC para él, MITS sobrevivió un par de años, pero Microsoft inició un despegue imparable, dando un gran salto al facilitar a IBM el sistema operativo MS-DOS para el PC, que a su vez lo adquirió a otra empresa. Sin embargo, contrariamente a lo que se cree, la microinformática no comenzó en EE.UU, pues en el año 1973 se creó en España, con la invención del primer ordenador personal, el Kentelek 8, a cargo de la empresa Distesa (de la editorial Anaya), el creador fue Manuel Puigbó Rocafort. Posteriormente Jordi Ustrell diseñó otro ordenador personal por la empresa catalana EINA. Por esta época también surgieron en Francia los microordenadores Micral. En octubre de 1981, Japón anuncia su decisión de profundizar en la investigación del mundo de los ordenadores, cuya finalidad es la de producir una nueva generación de ordenadores en la primera década de los años de los 90, a los que se les dio el nombre de ordenadores de quinta generación. Estos ordenadores deberían de ser capaces de resolver problemas muy complicados, algunos de los cuales requieren toda la experiencia, capacidad de razonamiento e inteligencia de las personas para ser resueltos. Deberían de ser capaces de trabajar con grandes subconjuntos de los lenguajes naturales y estar asentados en grandes bases de conocimientos. A pesar de su complejidad los ordenadores de esta generación se concibieron para ser manejados por personas no expertas en informática.
  11. 11. Para lograr estos fines tan ambiciosos, estos equipos no tendrán un único procesador, sino un gran número, agrupado en tres subsistemas fundamentales: un sistema inteligente, un mecanismo de inferencia y una interfaz de usuario inteligente. Los avances se sitúan en materia de teleinformática, y una progresiva disminución de tamaño y coste del equipo, así como de técnicas de programación y desarrollo de inteligencia artificial, y de control de procesos (robotización). Diez años después se comprobó el fracaso del proyecto, pues actualmente no están desarrollados estos ordenadores, aunque se trabajó en ello en distintos países, y tuvieron importantes programas de investigación (Sprit, Alvey,ICOT, DARPA y MCC). El Proyecto finalizó en 1995 teniendo como resultado del mismo el desarrollo de cinco Máquinas de Inferencia Paralela (PIM), llamadas PIM/m, PIM/p, PIM/i, PIM/k y PIM/c, teniendo como una de sus características principales 256 elementos de procesamiento acoplados en red. Además, también generó herramientas que se podían utilizar con estos sistemas, tales como el sistema de gestión de bases de datos en paralelo Kappa, el sistema de razonamiento legal HELIC-II, el lenguaje de programación Quixote, un híbrido entre base de datos deductiva orientada a objetos y lenguaje de programación lógico y el demostrador automático de teoremas MGTP .Once años después del inicio del proyecto, la gran suma de dinero, infraestructura y recursos invertida en el mismo no se correspondía con los resultados esperados y en 1995 se dio por concluido sin haber cumplido sus objetivos. La sexta generación se podría llamar a la era de las computadoras inteligentes basadas en redes neuronales artificiales o "cerebros artificiales". Serían computadoras que utilizarían superconductores como materia-prima para sus procesadores, lo cual permitirían no malgastar electricidad en calor debido a su nula resistencia y economizando energía. La ganancia en rapidez de procesamiento sería de aproximadamente 30 veces la de un procesador de misma frecuencia que utilice metales comunes. Todo esto está en pleno desarrollo, por el momento las únicas novedades han sido el uso de procesadores en paralelo, o sea, la división de tareas en múltiples unidades de procesamiento operando simultáneamente. Otra novedad es la incorporación de chips de procesadores especializados en las tareas de vídeo y sonido. La numeración de las generaciones de ordenadores ya no se utiliza, pues ya no sucede, como ocurrió en las cuatro primeras generaciones, la sustitución total de una generación de computadoras por las siguientes. Actualmente diversas tecnologías sobreviven juntas, cada una en su sector de mercado.

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