Computador

La computadora, también denominada computador u
ordenador, es una máquina electrónica que recibe y
procesa datos para convertirlos en información
conveniente y útil. La constituyen, el hardware, que es su
composición física (circuitos electrónicos, cables,
gabinete, teclado, etcétera) y su software, siendo ésta la
parte intangible (programas, datos, información,
etcétera). Una no funciona sin la otra.
*

*
* La pascalina fue la primera calculadora que funcionaba a
base de ruedas y engranajes, inventada en 1642 por el
filósofo y matemático francés Blaise Pascal. En su interior, se
disponían unas ruedas dentadas conectadas entre sí,
formando una cadena de transmisión, de modo que, cuando
una rueda giraba completamente sobre su eje, hacía avanzar
un grado a la siguiente. Las ruedas representaban el «sistema
decimal de numeración». Cada rueda constaba de diez pasos,
para lo cual estaba convenientemente marcada con números
del 9 al 0. El número total de ruedas era ocho (seis ruedas
para representar los números enteros y dos ruedas más, en el
extremo izquierdo, para los decimales). Con esta disposición
se podían obtener números entre ‘’0'01’’ y ‘’999.999'99’’.

*
* Para sumar o restar no había más que accionar la manivela en el
sentido apropiado, con lo que las ruedas corrían los pasos
necesarios. Cuando una rueda estaba en el 9 y se sumaba 1, ésta
avanzaba hasta la posición marcada por un cero. En este punto,
un gancho hacía avanzar un paso a la rueda siguiente. De esta
manera se realizaba la operación de adición.
* Las restas utilizan el principio del «complemento 9». Se realizan
tan fácilmente como las sumas y se hacen en la ventana de
complementos. Nada impide realizar multiplicaciones que por
adiciones sucesivas o divisiones por restas sucesivas. En algunas
máquinas, se podían conservar los resultados intermedios.
Mediante una manivela se hacía girar las ruedas dentadas. Para
sumar o restar no había más que accionar la manivela en el
sentido apropiado, con lo que las ruedas corrían los pasos
necesarios.

*
* La máquina analítica es el diseño de un computador moderno de uso general
realizado por el profesor británico de matemáticas Charles Babbage, que
representó un paso importante en la historia de la computación. La máquina
analítica debía funcionar con un motor a vapor y habría tenido 30 metros de
largo por 10 de ancho. Para la entrada de datos y programas había pensado
utilizar tarjetas perforadas y la salida debía producirse por una impresora, un
equipo de dibujo y una campana. La máquina debía también perforar tarjetas
que podrían ser leídas posteriormente. La máquina analítica trabajaba con una
aritmética de coma fija en base 10 y poseía una memoria capaz de almacenar
1.000 números de 50 dígitos cada uno. Una unidad aritmética estaría encargada
de realizar las operaciones aritméticas.
* El lenguaje de programación utilizaba era similar a los actuales lenguajes
ensambladores. Era posible realizar bucles y condicionales de manera que el
lenguaje propuesto habría sido Turing-completo. Se utilizaban tres tipos
diferentes de tarjetas perforadas: una para operaciones aritméticas, una para
constantes numéricas y otra para operaciones de almacenamiento y
recuperación de datos de la memoria, y la transferencia de datos entre la
unidad aritmética y la memoria. Se disponía de tres lectores diferentes para los
tres tipos de tarjetas.

*
El telar de Jacquard es un telar mecánico inventado por Joseph Marie
Jacquard en 1801. El artilugio utilizaba tarjetas perforadas para conseguir
tejer patrones en la tela. Aunque siempre se ha denominado telar de
Jacquard, el telar en sí es la máquina inferior que intersecciona los hilos
para producir la tela, mientras que lo que verdaderamente inventó Jacquard
es la máquina que produce el movimiento independiente de los hilos de
urdimbre para conseguir el dibujo solicitado a través de las armuras o
ligamentos insertados en las diferentes zonas del tejido.
Cada tarjeta perforada correspondía a una línea del diseño, y su colocación
junto con otras tarjetas determinaba el patrón (ligamento/armura) con el
que el telar tejería. Cada agujero de la tarjeta correspondía con un gancho
"Bolus", que tenía dos posiciones, pudiendo estar arriba o abajo.
Charles Babbage, con ayuda de Augusta Lee, descubrió un patrón para
tarjetas perforadas por medio del telar, lo cual contribuyó a la idea de la
computadora.

*
*Tabuladora es una de las primeras
máquinas de aplicación en informática.
*En 1890 Herman Hollerith (1860-1929)
había desarrollado un sistema de tarjetas
perforadas eléctricas y basado en la lógica
de Boole, aplicándolo a una máquina
tabuladora de su invención.

* Hollerith observó que la mayor parte de las preguntas contenidas en los censos
se podían contestar con opciones binarias: SÍ o NO, abierto o cerrado. Entonces
ideó una tarjeta perforada, una cartulina compuesta por 80 columnas con 2
posiciones, con la cual se contestaba este tipo de preguntas.
* Esta noción de programación binaria había sido usada ya en 1801 por el inventor
francés Joseph Marie Jacquard, que había logrado automatizar un telar,
conocido como el telar de Jacquard, mediante el uso de tarjetas perforadas que
aplicaban el concepto de código binario publicado en 1623 por el filósofo
Francis Bacon en su De Augmentis Scientarum. También había hecho lo suyo el
científico e inventor británico Charles Babbage, quien diseñó entre 1833 y 1842
una máquina analítica que nunca terminó de construir para ejecutar programas
de tabulación, aplicando la misma lógica de código binario utilizada por
Jacquard. Babbage es considerado por muchos como el verdadero “Padre de la
computación”, antes que Hollerith, aunque su invento nunca se materializó. Es
de notar que a pesar de que su máquina analítica nunca vio la luz, la
matemática Ada Lovelace, se interesó sobremanera en la máquina de Babbage y
escribió varios programas para su funcionamiento teórico, lo que convierte a
Ada Lovelace en la primera programadora de computadoras de la historia.

*
* El IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), más
conocido como Harvard Mark I o Mark I, fue el primer ordenador
electromecánico, construido en IBM y enviado a Harvard en 1944.
Tenía 760.000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la
máquina analítica de Charles Babbage.
* El computador empleaba señales electromagnéticas para mover las
partes mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de 3 a 5 segundos
por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía
cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos
complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico.
* Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los
datos de cintas de papel perforado.

*
* ENIAC, un acrónimo de Electronic Numerical Integrator And Computer
(Computador e Integrador Numérico Electrónico), fue la primera
computadora de propósitos generales. Era Turing-completa, digital, y
susceptible de ser reprogramada para resolver “una extensa clase de
problemas numéricos”. Fue inicialmente diseñada para calcular tablas de
tiro de artillería para el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército
de los Estados Unidos.
* La ENIAC fue construida en la Universidad de Pensilvania por John Presper
Eckert y John William Mauchly, ocupaba una superficie de 167 m² y
operaba con un total de 17 468 válvulas electrónicas o tubos de vacío que
a su vez permitían realizar cerca de 5000 sumas y 300 multiplicaciones por
segundo. Físicamente, la ENIAC tenía 17 468 tubos de vacío, 7200 diodos
de cristal, 1500 relés, 70 000 resistencias, 10 000 condensadores y cinco
millones de soldaduras. Pesaba 27 Toneladas, medía 2,4 m x 0,9 m x 30 m;
utilizaba 1500 conmutadores electromagnéticos y relés; requería la
operación manual de unos 6000 interruptores, y su programa o software,
cuando requería modificaciones, demoraba semanas de instalación
manual.

*
*La primera generación de computadoras abarca
desde el año 1938 hasta el año 1958, época en que
la tecnología electrónica era a base de bulbos o
tubos de vacío, y la comunicación era en términos
de nivel más bajo que puede existir, que se conoce
como lenguaje de máquina.
*Características:
* Estaban construidas con electrónica de válvulas.
* Se programaban en lenguaje de máquina.

* La primera generación de computadoras y sus antecesores, se describen en la siguiente lista
de los principales modelos de que constó:
* 1946 ENIAC. Primera computadora digital electrónica en la historia. No fue un modelo de
producción, sino una máquina experimental. Tampoco era programable en el sentido actual.
Se trataba de un enorme aparato que ocupaba todo un sótano en la universidad. Construida
con 18.000 tubos de vacío, consumía varios KW de potencia eléctrica y pesaba algunas
toneladas. Era capaz de efectuar cinco mil sumas por segundo. Fue hecha por un equipo de
ingenieros y científicos encabezados por los doctores John W. Mauchly y J. Presper Eckert en
la universidad de Pensilvania, en los Estados Unidos.
* 1949 EDVAC. Segunda computadora programable. También fue un prototipo de
laboratorio, pero ya incluía en su diseño las ideas centrales que conforman las computadoras
actuales.
* 1951 UNIVAC I. Primera computadora comercial. Los doctores Mauchly y Eckert fundaron
la compañía Universal Computer (Univac), y su primer producto fue esta máquina. El primer
cliente fue la Oficina del Censo de Estados Unidos.
* 1953 IBM 701. Para introducir los datos, estos equipos empleaban tarjetas perforadas, que
habían sido inventadas en los años de la revolución industrial (finales del siglo XVIII) por el
francés Joseph Marie Jacquard y perfeccionadas por el estadounidense Herman Hollerith en
1890. La IBM 701 fue la primera de una larga serie de computadoras de esta compañía, que
luego se convertiría en la número uno, por su volumen de ventas.
* 1954 - IBM continuó con otros modelos, que incorporaban un mecanismo de
almacenamiento masivo llamado tambor magnético, que con los años evolucionaría y se
convertiría en el disco magnético.

*
* La segunda generación de las computadoras reemplazó las válvulas de vacío por los transistores. Por eso, las
computadoras de la segunda generación son más pequeñas y consumen menos electricidad que las de la anterior.
La forma de comunicación con estas nuevas computadoras es mediante lenguajes más avanzados que el lenguaje de
máquina, los cuales reciben el nombre de “lenguajes de alto nivel” o lenguajes de programación.
* Las características más relevantes de las computadoras de la segunda generación son:
* Estaban construidas con la electrónica de transistores
* Se programaban con lenguajes de programación
* 1951, Maurice Wilkes inventa la microprogramación, que simplifica mucho el desarrollo de las CPU pero esta
microprogramación también fue cambiada más tarde por el computador alemán Bastian Shuantiger
* 1956, IBM vendió por un valor de 1.230.000 dólares su primer sistema de disco magnético, el RAMAC (Random
Access Method of Accounting and Control). Usaba 50 discos de metal de 61 cm, con 100 pistas por lado. Podía
guardar 5 megabytes de datos, con un coste de 10.000$ por megabyte.
* El primer lenguaje de programación de propósito general de alto-nivel, FORTRAN, también estaba
desarrollándose en IBM alrededor de este tiempo. (El diseño de lenguaje de alto-nivel Plankalkül de 1945 de Konrad
Zuse no se implementó en ese momento).

* 1959, IBM envió el mainframe IBM 1401 basado en transistor, que utilizaba tarjetas perforadas.
Demostró ser una computadora de propósito general y 12.000 unidades fueron vendidas,
haciéndola la máquina más exitosa en la historia de la computación. Tenía una memoria de
núcleo magnético de 4.000 caracteres (después se extendió a 16.000 caracteres). Muchos
aspectos de sus diseños estaban basados en el deseo de reemplazar el uso de tarjetas perforadas,
que eran muy usadas desde los años 1920 hasta principios de los '70.
* 1960, IBM lanzó el mainframe IBM 1620 basada en transistores, originalmente con solo una
cinta de papel perforado, pero pronto se actualizó a tarjetas perforadas. Probó ser una
computadora científica popular y se vendieron aproximadamente 2.000 unidades. Utilizaba una
memoria de núcleo magnético de más de 60.000 dígitos decimales.
* 1962, Se desarrolla el primer juego de ordenador, llamado Spacewar!.1 2
* DEC lanzó el PDP-1, su primera máquina orientada al uso por personal técnico en laboratorios
y para la investigación.
* 1964, IBM anunció la serie 360, que fue la primera familia de computadoras que podía correr
el mismo software en diferentes combinaciones de velocidad, capacidad y precio. También abrió
el uso comercial de microprogramas, y un juego de instrucciones extendidas para procesar
muchos tipos de datos, no solo aritmética. Además, se unificó la línea de producto de IBM, que
previamente a este tiempo tenía dos líneas separadas, una línea de productos “comerciales” y
una línea “científica”. El software proporcionado con el System/350 también incluyó mayores
avances, incluyendo multi-programación disponible comercialmente, nuevos lenguajes de
programación, e independencia de programas de dispositivos de entrada/salida. Más de 14.000
System/360 habían sido entregadas en 1968.

*
* A mediados de los años 60 se produjo la invención del circuito integrado o microchip, por parte de Jack St. Claire
Kilby y Robert Noyce. Después llevó a Ted Hoff a la invención del microprocesador, en Intel. A finales de 1960,
investigadores como George Gamow en el ADN formaban un código, otra forma de codificar o programar.
* A partir de esta fecha, empezaron a empaquetarse varios transistores diminutos y otros componentes electrónicos
en un solo chip o encapsulado, que contenía en su interior un circuito completo: un amplificador, un oscilador, o
una puerta lógica. Naturalmente, con estos chips (circuitos integrados) era mucho más fácil montar aparatos
complicados: receptores de radio o televisión y computadoras.
* En 1965, IBM anunció el primer grupo de máquinas construidas con circuitos integrados, que recibió el nombre de
serie Edgar.
* Estas computadoras de tercera generación sustituyeron totalmente a los de segunda, introduciendo una forma de
programar que aún se mantiene en las grandes computadoras actuales.
* Esto es lo que ocurrió en (1964-1971) que comprende de la tercera generación de computadoras.
* Menor consumo de energía eléctrica
* Apreciable reducción del espacio
* Aumento de fiabilidad y flexibilidad
* Teleproceso
* Multiprogramación
* Renovación de periféricos
* Minicomputadoras, no tan costosas y con gran capacidad de procesamiento. Algunas de las más populares fueron
la PDP-8 y la PDP-11

*
* La denominada Cuarta Generación (1971 a 1981) es el producto de la microminiaturización de
los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador de chips hizo posible la
creación de las computadoras personales (PC). Hoy en día las tecnologías LSI (Integración a
gran escala) y VLSI (integración a muy gran escala) permiten que cientos de miles de
componentes electrónicos se almacenen en un chip. Usando VLSI, un fabricante puede hacer
que una computadora pequeña rivalice con una computadora de la primera generación que
ocupaba un cuarto completo. Hicieron su gran debut las microcomputadoras.
* Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC) tuvieron su origen con la creación de
los microprocesadores. Un microprocesador es “una computadora en un chip”, o sea un
circuito integrado independiente. Las PC son computadoras para uso personal y relativamente
son económicas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.
* IBM hizo que sea una computadora ideal para uso “personal”, de ahí que el término “PC” se
estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados “PC y
compatibles”, usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un costo menor y
pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadoras ,
como la Macintosh, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les
llaman también “PC”, por ser de uso personal. El primer microprocesador fue el Intel 4004,
producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba
revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que
sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo.

*
* La quinta generación de computadoras, también conocida por sus siglas en inglés, FGCS (de Fifth
Generation Computer Systems) fue un ambicioso proyecto propuesto por Japón a finales de la década
de 1970. Su objetivo era el desarrollo de una nueva clase de computadoras que utilizarían técnicas y
tecnologías de inteligencia artificial tanto en el plano del hardware como del software,1 usando el
lenguaje PROLOG2 3 4 al nivel del lenguaje de máquina y serían capaces de resolver problemas
complejos, como la traducción automática de una lengua natural a otra (del japonés al inglés, por
ejemplo). Como unidad de medida del rendimiento y prestaciones de estas computadoras se empleaba
la cantidad de LIPS (Logical Inferences Per Second) capaz de realizar durante la ejecución de las
distintas tareas programadas. Para su desarrollo se emplearon diferentes tipos de arquitecturas VLSI
(Very Large Scale Integration).
* El proyecto duró once años, pero no obtuvo los resultados esperados: las computadoras actuales
siguieron así, ya que hay muchos casos en los que, o bien es imposible llevar a cabo una paralelización
del mismo, o una vez llevado a cabo ésta, no se aprecia mejora alguna, o en el peor de los casos, se
produce una pérdida de rendimiento. Hay que tener claro que para realizar un programa paralelo
debemos, para empezar, identificar dentro del mismo partes que puedan ser ejecutadas por separado
en distintos procesadores. Además, es importante señalar que un programa que se ejecuta de manera
secuencial, debe recibir numerosas modificaciones para que pueda ser ejecutado de manera paralela,
es decir, primero sería interesante estudiar si realmente el trabajo que esto conlleva se ve compensado
con la mejora del rendimiento de la tarea después de paralelizarla.

* Primera etapa
* Máquinas secuenciales PSI (Personal Sequential Inference machine) y CHI (Co-operative High-performance Inference machine):
* PSI-I: 30 KLIPS (Logical Inference Per Second)
* PSI-II: PSI-I + CPU VLSI
* CHI-I: 285 KLIPS
* Máquinas en paralelo PIM (Parallel Inference Machine):
* PIM-D
* PIM-R
* Máquina de base de datos relacional:
* DELTA
* Segunda etapa
* Máquinas secuenciales:
* PSI-III
* CHI-II: 490 KLIPS
* Máquinas en paralelo:
* Multi-PSI
* Tercera etapa
* Máquinas en paralelo:
* PIM/p: 512 microprocesadores RISC, 256 MB de memoria
* PIM/m: 256 microprocesadores CISC, 80 MB de memoria
* PIM/c: 256 microprocesadores CISC, 160 MB de memoria
* PIM/k: 16 microprocesadores RISC, 1 GB de memoria
* PIM/i: 16 microprocesadores RISC (tipo LIW), 320 MB de memoria

*
*Tiempo Unix o Tiempo POSIX es un sistema para la
descripción de instantes de tiempo: se define como
la cantidad de segundos transcurridos desde la
medianoche UTC del 1 de enero de 1970, sin contar
segundos intercalares. Es universalmente usado no
solo en sistemas operativos tipo-Unix, sino también
en muchos otros sistemas computacionales. No se
trata ni de una representación lineal del tiempo, ni
de una representación verdadera de UTC (a pesar
de que frecuentemente se lo confunde con ambos),
pues el tiempo que representa es UTC, pero no
tiene forma de representar segundos bisiestos de
UTC (por ejemplo, 1998-12-31 23:59:60).

*
*La primera computadora fue El Computador de
Navegación del Apolo, era un elemento
fundamental del programa Apolo. Su papel en
el programa espacial de 1969(primer viaje a la
Luna) fue proporcionar el control y la
capacidad de cálculo necesarios para controlar
la orientación, y la navegación del módulo de
mando y del módulo lunar .

*
* La Tianhe- 2, desarrollada por la Universidad
de Tecnología de Defensa China, es capaz de
realizar 33.860 billones de cálculos por
segundo.

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