Este documento describe el desarrollo de la computación a través de la historia, desde las primeras formas de registro de información como las pinturas rupestres hasta el desarrollo de las primeras máquinas de cálculo mecánicas y electrónicas. Explica cómo las necesidades humanas de resolver problemas y almacenar información condujeron a innovaciones que permitieron el cálculo y procesamiento automático de datos, formando la base de las computadoras modernas. Finalmente, resume los componentes básicos y modelos de operación de una computadora.

1. Tema 1. La computación en el profesional de ingeniería
UNIVERSIDAD NACIONAL
AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Ing. Dulce Mónica Castillo Corona

2. Objetivo: El alumno describirá el desarrollo de la computación y de los beneficios que esto conlleva, para poderla emplear en sus quehaceres académicos y como futuro profesional de ingeniería.

3. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD
El hombre inmerso en su actividad en el mundo real, se ha enfrentado con problemas concretos que ha tenido que resolver para preservar su existencia y para procurar mejores condiciones para la misma.

4. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD
A través de la historia de la ciencia, han existido momentos claves en los que el ingenio e inteligencia de ciertas personas, junto con las necesidades del hombre, les han permitido percibir algo que nadie antes había sido capaz de ver. A lo que da lugar al desarrollar innovaciones tecnológicas que constituyen grandes avances científico-tecnológico .

5. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD
Después de que el hombre desarrollara el lenguaje hablado notó que podía “grabar” diversos acontecimientos en múltiples superficies los cuales le permitiría “recordar” algunos sucesos, a partir de ello crea cierto tipo de pintura orgánica para plasmar lo que sucedía, a lo que conocemos como pinturas rupestres, este es el principio de la creación de la tinta la cual nos permitiría registrar información de todo tipo de una manera fácil.

6. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD
Debido a este descubrimiento el hombre puede “almacenar” memorias del día a día comenzando por la pinturas rupestres , pasando por los papiros y siguiendo su camino hasta llegar a los libros. Sin embargo estas escrituras no son fáciles de comprender y mucho menos de conservar, pero la innovación tecnológica ha permitido el registro de información del quehacer humano, y a partir de la década de 1950, el desarrollo de los lenguajes de programación.

7. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD
Debemos de considerar que las computadoras surgieron en el contexto de la Revolución Científico Tecnológica ocurrida a principios del siglo XX, con el objetivo de realizar cálculos rápidos, y sus principales e iniciales usos se dieron en el campo militar.

8. Al pasar de los siglos y en la evolución de la sociedades primitivas, se desarrollan diversos sistemas de numeración que nos permitan representar cantidades mediante símbolos.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

9. •Por lo que vamos a entender como un Sistema de numeración como un conjunto de símbolos y reglas de generación que permiten construir todos los números válidos
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

10. En la necesidad del hombre de llevar un registro de sus actividades comienza utilizando herramientas y elementos de acuerdo a su desarrollo y su medio ambiente por lo que se vale de pequeñas piedras, muescas en varas así mismo en los nudos de las cuerdas, se marcaban las tablas de arcilla pero cabe resaltar que el método mas antiguo pero sin embargo existente hasta el día de hoy, es seguir contando con los dedos.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

11. Artefactos para sumar: a lo largo los años se han construido distintos tipos de instrumentos de ayuda para que el hombre pudiera calcular, hasta llegar al computador digital moderno.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

12. Debido a que el hombre ya comenzaba a “administrar” sus cuentas y registros de contratos, inventarios, escrituras, etc. Los debía “almacenar” o mejor dicho “escribir” en algún lado para poder tenerlos disponibles en cualquier momento, un ejemplo de esto es el Código de Hammurabi el cual entre otras cosas contenía los registros de derechos aduanales, derechos de paso de transbordadores y caminos, cheques, etc.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

13. La Pascalina. Es la primera calculadora mecánica de la historia. Inventada por el gran pensador, filósofo y matemático francés Blaise Pascal a la edad de diecinueve años (1642). El aparato podía sumar y restar, y también multiplicar y dividir mediante sumas o restas sucesivas.
Pascal desarrolló el invento para hacer más fácil la recaudación de los impuestos a su padre. La Pascalina es antecesor directo de las calculadoras modernas y un hito en la carrera computacional que llega hasta nuestros días.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

14. Este dispositivo contaba con ruedas dentadas, cuando la primera daba un giro de 10 unidades, se accionaba la siguiente rueda de dígitos superiores para indicar una decena y así sucesivamente.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

15. »La máquina de Leibinitz se basada en supuestos mecánicos utilizando cilindros dentados de diferente tamaño a los cuales se ajustaban engranes de menor tamaño el cual representaba cada uno una cifra del multiplicando.
»Cada vuelta completa del conjunto de engranajes largos aumentaba en una cifra los engranajes cortos o el multiplicando el numero de vueltas efectuadas por los engranajes largos determinaban por su parte la cifra asociada por el multiplicador.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

16. Charles Babbage (1792-1871), concibió un proyecto de una máquina que le permitiera hacer cálculos e imprimirlos. Se le atribuye haber iniciado la construcción de algunos modelos de máquinas computadoras mecánicas, con la finalidad de lograr su propósito. Sin embargo su proyecto quedó inconcluso, por limitaciones del desarrollo técnico de la época.
La máquina contaba con una unidad aritmética que efectuaba cálculos, empleando las cantidades de su unidad de almacenamiento. Dichas unidades estarían dependiendo de la unidad de control, que coordinaría y supervisaría la secuencia de las operaciones. Por último, los resultados se obtendrían de forma impresa o gráfica en la unidad de salida.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

17. La rápida expansión de la ciencia y el campo de sus aplicaciones manifestada por los descubrimientos y aportes de las ciencias naturales (física, química, etc.) de finales del siglo XIX y principios del XX como la fotografía, el motor eléctrico, el teléfono, el tubo de vació, el radar, etc., fueron antecedente importante para el surgimiento de la llamada revolución científico-tecnológica de este siglo; y de los avances en la física, la matemática y la sociología, propiciaron el surgimiento de la cibernética para satisfacer la necesidad de automatizar el cálculo.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

18. Para 1946, a finales de la segunda guerra mundial, ya se tenía la tecnología necesaria para construir la primer máquina computadora electrónica, la base de tubos al vacío, esta máquina fundamentalmente fué concebida para cálculos científicos de forma automatizada.
La segunda generación de tecnología de computadoras (1960), se caracteriza por la incorporación del “transistor”, en sustitución de los tubos al vacío.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

19. La tecnología de tercera y cuarta generación (1964 y 1970), se distingue por el incremento del uso de técnicas de circuitos electrónicos de integración, donde cada vez, la miniaturización se manifiesta, y la ampliación de sus funciones es cada vez mayor.
1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

20. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

21. 1.1. EL DESARROLLO COMPUTACIONAL EN LA SOCIEDAD

22. ¿Qué son los "e-desechos"?
La expresión e-desechos es el término informal popular que se utiliza para referirse a los productos electrónicos que se acercan al final de su "vida útil." Computadoras, televisores, estéreos, fotocopiadoras, etc. Son productos electrónicos comunes.
1.3 IMPACTO DE LA COMPUTACIÓN EN LA ECOLOGÍA Y EL MEDIO AMBIENTE

23. La vida útil de un equipo de computo pasó de ser de 5 años a solo 2
Estos equipos tienen muchos elementos tóxicos que contienen: plomo, cromo, cadmio, mercurio, son algunos de ellos, los cuales representan graves peligros de contaminación para áreas verdes, el océano y también son nocivos tanto para la fauna animal como para nuestra propia salud, debido al contacto de estos componentes con el medio ambiente.
http://info7.mx/a/noticia/35398
https://www.youtube.com/watch?v=ovR89GEzI9c
1.3 IMPACTO DE LA COMPUTACIÓN EN LA ECOLOGÍA Y EL MEDIO AMBIENTE

24. En la actualidad encontramos computadoras en cualquier lugar, la función principal de estos sistemas es :
INTRODUCIR
ALMACENAR y/o PROCESAR
VISUALIZAR / RESULTADOS
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

25. Entrada: es un dispositivo donde se introducen en la computadora los datos e instrucciones, que bien son los ingresos del sistema que pueden ser recursos materiales, recursos humanos o información. Este constituye la fuerza de arranque que suministra al sistema sus necesidades operativas.
Proceso: es lo que transforma una entrada al sistema en una salida, como puede ser una máquina, un individuo, una computadora, un producto químico, etc.
Salidas: es un dispositivo por donde se obtienen los resultados de los programas ejecutados en la computadora o en otras palabras son los resultados que se obtienen al procesar las entradas. Estas pueden adoptar en forma de productos, servicios e información. Las mismas son el resultado del funcionamiento del sistema o alternativamente el propósito para el cual existe el sistema.
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

26. ENTONCES EN RESUMEN ….
¿Qué es una computadora?
Es una máquina basada en la tecnología microelectrónica que, a través de sus diversos componentes tanto físicos como lógicos (básicamente procesador, memoria y dispositivos de entrada/salida), permite el procesamiento de datos para obtener información.
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

27. HARDWARE: son todos aquellos componentes físicos de nuestra computadora que son tangibles que se pueden tocar, junto con los componentes de entrada, almacenamiento y salida de datos .
Este hardware se puede clasificar en: básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo; y complementario, el que realiza funciones específicas.
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

28. SOFTWARE :
Conjunto de programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de computación. Extraído del estándar 729 del IEEE3
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

29. Por el contrario al hw , el sw va a ser todo aquello que sea intangible, que no se pueda tocar y se clasifica en:
SW
SW OPERATIVO O DE SISTEMA
SW DE DESARROLLO Y DE APLICACIÓN
•S.O.
•Controladores
•Herramientas de diagnóstico…
•Editores de texto
•Bases de datos
•Sw educaticvo
•Lenguajes de programación
•Virus…
1.4 MODELO DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE CÓMPUTO

30. ARQUITECTURA VON NEUMANN
Von Neumann estableció en 1945 un modelo de computador, que se considera todavía como la arquitectura básica de los computadores digitales.
Utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos
1.5 ESTRUCTURA FÍSICA Y LÓGICA DE LAS COMPUTADORAS

31. Este diseño ya utilizaba el sistema de numeración binario e introducía el concepto de programa almacenado a diferencia del método de programación mediante conexiones hechas a mano.
La cual consistía en introducir las operaciones por medio de tarjetas perforadas, por lo que el programa previamente almacenado y en las tarjetas se podía mantener latente para sus uso. Este modelo permite que las instrucciones se encuentren residentes en una memoria listada para ser leídas y ejecutadas.
1.5 ESTRUCTURA FÍSICA Y LÓGICA DE LAS COMPUTADORAS

32. Lee la instrucción siguiente de la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la almacena en algún registro.
Decodifica la instrucción con la unidad de control.
Ejecuta la instrucción, esto puede cambiar el valor del contador de programa, permitiendo así “tomar decisiones” y realizar ejecuciones iterativas. Vuelve al paso inicial para leer la instrucción siguiente.
ALU (unidad aritmético lógica)…es la que realiza todas las actividades matemáticas y lógicas cada dato lo recibe de la memoria y en ella
misma se almacena.
Unidad de control…busca las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso.
Memoria… Son dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo estos vienen de manera listada.
Sistemas de I/O… Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta.

33. ARQUITECTURA HARVARD
Originalmente, este término hacía referencia a las computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento físicamente separados para las instrucciones y para los datos.
Ventajas de esta arquitectura:
»Además, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar.
»El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa.
»El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una mayor velocidad en cada operación.
1.5 ESTRUCTURA FÍSICA Y LÓGICA DE LAS COMPUTADORAS

34. 1.5 ESTRUCTURA FÍSICA Y LÓGICA DE LAS COMPUTADORAS
»Este modelo, que utilizan los microcontroladores PIC, tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.
»Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la CPU pueda acceder de forma independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones

35. 1.5 ESTRUCTURA FÍSICA Y LÓGICA DE LAS COMPUTADORAS
ARQUITECTURA HARVARD vs ARQUITECTURA VON NEUMANN