Evolución y desarrollo de la Computación Blaise Pascal (1623-1662). En 1642 inventa la máquina de engranajes. A medida que iban girando los engranajes se producían los cálculos. Una máquina que necesitaba energía para funcionar.
Leibniz (1646-1716). En 1694 inventa la calculadora que usa el sistema binario. Josep Jacquard (1752-1834). Máquina de tarjetas perforadas. Fue el antecesor de Hollerith.
1ª Generación (1938-1952, 56) Máquinas basadas en válvulas al vacío. ENIAC (Eckert-Mauchly) primer computador. En 1947 se construyó en la Universidad de Pennsylvania la ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) que fue la primera computadora electrónica. El equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad (un cuarto de 6 x 12 mts), tenía más de 18 000 tubos de vacío, 70 mil resistencias. 7500 interruptores, su sistema de trabajo lo constituían 20 registros de 10 dígito, consumía 200 kW de energía eléctrica y requería todo un sistema de aire acondicionado, pero tenía la capacidad de realizar cinco mil operaciones aritméticas en un segundo. 2ª Generación (1953-1962, 63) En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester. La segunda generación surge cuando se sustituye la válvula al vacío por el transistor. Se corresponde con la aparición de los primeros ordenadores comerciales. Estos ordenadores ya permitían interpretar instrucciones escritas en lenguaje de programación como Cobol o Fortrán. 3ª Generación (1963-1971) Con los progresos de la electrónica y los avances de la comunicación con las computadoras en la década de los 60, surge la tercera generación de las computadoras. Se inaugura con la IBM 360 en abril de 1964. La tercera generación va de 1964 a 1971 y se caracterizó por la utilización del circuito integrado como soporte de la información. Esto permitió abaratar los costos, reducir el tamaño de los ordenadores y aumentar sus prestaciones. Paralelamente se mejoraron los lenguajes de programación y empezaron a aparecer programas comerciales. IBM 360, el primer computador basado en circuitos integrados: 760. Aguantaban 20 terminales y podían encenderse varias veces al día. Compatibilidad. La IBM, dice a sus clientes que los programas antiguos correrán en los nuevos modelos. Las empresas que compiten con la IBM, recibieron las características estándard, de sus
equipos para satisfacer al mercado. PDP-, PDP-11, de DEC, Modelos de Compatibilidad, supercomputadoras CDC7600 (1969). Ferrita por circuitos integrados para la memoria del computador. Programas que aparecen: Basic y Pascal. 4ª Generación (1972-1987) Con la aparición del microprocesador que es la integración de todos los elementos básicos del ordenador en un solo circuito integrado surge la cuarta generación. Esta época se caracteriza por la mejora sustancial de los periféricos así como la aparición de lenguajes y herramientas informáticas. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada “Revolución Informática”. En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la segunda compañía más grande del mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta por su parte es aún de las cinco compañías más grandes del mundo. En 1981 se vendieron 800 000 computadoras personales, al siguiente año la cifra aumentó a 1 400 000. Entre 1984 y 1987 se vendieron alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no quedan dudas que su impacto y penetración han sido enormes. Con el surgimiento de las computadoras personales, el software y los sistemas que con ellas se manejan han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la comunicación con el usuario. Surgen otras aplicaciones como los procesadores de palabra, las hojas electrónicas de cálculo, paquetes gráficos, etc. También las industrias del Software de las computadoras personales crecen con gran rapidez. Gary Kildall y William Gates se dedicaron durante años a la creación de sistemas operativos y métodos para lograr una utilización sencilla de las microcomputadoras (son los creadores de CP/M y de los productos de Microsoft). No todo son microcomputadoras, por su puesto, las minicomputadoras y los grandes sistemas continúan en desarrollo. De hecho las máquinas pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de los grandes sistemas de 10 o 15 años antes, que requerían de instalaciones costosas y especiales, pero sería equivocado suponer que las grandes computadoras han desaparecido; por el contrario, su presencia era ya ineludible en prácticamente todas las esferas de control gubernamental, militar y de la gran industria. Las enormes computadoras de las series CDC, CRAY, Hitachi o IBM por ejemplo, eran capaces de atender a varios cientos de millones de operaciones por segundo. 5ª Generación (1981 - ?) De 1981 hasta nuestros días se habla de la quinta generación que además de continuar el desmedido avance electrónico, se presta mucha mayor atención al software para acercar el ordenador a la forma de comunicación natural de un sujeto humano. Además en esta época aparece un tipo de ordenador que va a revolucionar el concepto de la informática, el PC (Personal Computer). En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras.
Desarrollo
Estructura de la computadora Para hablar de la estructura de una computadora hay que hablar de la organización, distribución y combinación de los elementos que llegan a formar parte de un sistema. Un sistema de computo consta de dos grupos de componentes inseparables: Ø Software Ø Hardware 1. Hardware Se le conoce como hardware al grupo de elementos físicos que componen el sistema de computo de una PC “la parte dura” y se pueden clasificar como: Ø Ø Ø Ø Ø
Dispositivos de entrada de datos. Dispositivos de salida de datos. Dispositivos de procesamientos de datos. Dispositivos de almacenamiento de datos. Dispositivos mixtos.
Dispositivos de entrada de datos Dispositivos
Teclado
Ratón o “mouse”
Escáner o “scanner”
DESCRIPCIÓN Conjunto de teclas, igual al de una máquina de escribir, utilizado para la entrada [input] de datos [data] y comandos de control a la computadora. La mayoría de los teclados [keyboards] utilizan una disposición física denominada QWERTY, y también pueden incluir al lado un teclado numérico [numeric keypad] como el de una calculadora, así como un grupo de teclas para el movimiento del cursor [cursor-movement keys]. El ratón, más comúnmente llamado por su nombre inglés “mouse”, es un pequeño aparato, interconectado por un cable a la PC (actualmente comienzan a aparecer modelos sin cable), que se aloja cómodamente bajo la mano del operador. Este lo desliza sobre una pequeña alfombra o “pad” de superficie lisa y ligeramente acolchada, para hacer girar una diminuta esfera ubicada en la parte inferior del ratón, que a su vez comunica sus movimientos a un “puntero” que se desplaza por la pantalla permitiendo así realizar una gran cantidad de tareas. Con apariencia similar a la de una fotocopiadora, el escáner es un aparato que permite procesar imágenes, fotografías y textos ya impresos, que colocados sobre la superficie del mismo son “barridos” por un cabezal que se desplaza a velocidad regular, examinándolos y convirtiendo la información gráfica en digital, a fin de que pueda ser comprendida y procesada por la computadora. Es otra manera de introducir imágenes y texto en una computadora. Consiste en captarlos directamente del mundo real, por medio de una cámara de video digital; y desde esta son depositados en el sistema. Este componente se ha vuelto muy popular porque permite conversar “cara a cara” a través de videoconferencia.
Cámara de video
Dispositivos de salida de datos. COMPONENTES
DESCRIPCIÓN El monitor es uno de los componentes del hardware más importantes pues en él pueden visualizarse los documentos en elaboración, gráficos, tablas, juegos, realizaciones multimedia, etc. y también los elementos de trabajo, tales como ventanas, menús y comandos.
Monitor: Es un elemento prácticamente indispensable del sistema de la PC porque es el encargado de llevar al papel los resultados entregados por la computadora. Los tipos de impresora más utilizados son: de matriz de puntos, chorro de tinta y láser. Impresora Son las encargadas de reproducir la señal de audio emitida por la tarjeta de sonido digital. Este componente se ha vuelto indispensable en el mundo de las multimedia. Speaker o bocinas Dispositivos de Procesamiento de datos COMPONENTES
Tarjeta madre o “motherboard”
DESCRIPCIÓN Una tarjeta madre es la central o primaria tarjeta de circuito de un sistema de computo u otro sistema electrónico complejo. Es el segundo elemento más importante a la hora de determinar el desempeño de una PC, ya que esta placa de circuito impreso es el puente de comunicación entre el microprocesador y todos los demás elementos de una computadora.
Memoria de acceso aleatorio [random-access memory (RAM)] primaria instalada en la computadora. El sistema operativo copia los programas de aplicación desde el disco a la memoria, donde tiene lugar toda la ejecución del programa y el procesamiento de los datos, y luego vuelve a grabar el resultado en el disco. La cantidad de memoria instalada en la Memoria computadora, suele determinar el tamaño y la cantidad de programas que puede ejecutar, así como el tamaño del archivo [file] de datos más grande. El microprocesador, micro o "unidad central de procesamiento", CPU, es un chip que sirve como cerebro de la computadora. En el interior de este componente electrónico existen millones de transistores integrados. Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado zócalo. También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa madre. Aparecieron algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo no tuvo mucho éxito. Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el Microprocesador microprocesador y el sistema de enfriamiento, que comúnmente es un ventilador (cooler). El microprocesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma flotante.
Dispositivos de almacenamiento de datos COMPONENTES
DESCRIPCIÓN Parte de una unidad de disco duro [hard disk drive] que almacena los datos [data], en contraposición al mecanismo que los lee y los graba.
Disco duro
CD-ROM:
De aspecto similar a los CD de música los CD-ROM no constituyen (como los discos rígidos, disquetes y cintas) un medio magnético de almacenamiento, sino que se trata de un medio de lectura óptica. La información esta grabada en la superficie circular del CD-ROM en forma de minúsculas incisiones y salientes que, al girar a alta velocidad, son leídas por un rayo láser que recupera la información contenida en ellos. Tienen gran capacidad de almacenamiento, aproximadamente entre 600 y 700 Mb. Disco de plástico, plano, circular, con un recubrimiento magnético, el cual viene incluido en un forro protector.
Discos flexibles
DVD
Memorias Flash
De aspecto similar a los CD-ROM. La información esta grabada en la superficie circular del DVD en forma de minúsculas incisiones y salientes que, al girar a alta velocidad, son leídas por un rayo láser que recupera la información contenida en ellos.Tienen gran capacidad de almacenamiento, mayor a la del CD-ROM La memoria flash es una forma evolucionada de la memoria EEPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda cada vez. Por ello, flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura en diferentes puntos de esta memoria al mismo tiempo.
Dispositivos mixtos COMPONENTES
MÓDEM Tarjeta de RED
DESCRIPCIÓN Dispositivo que mediante el uso de la línea telefónica permite comunicarse con otras computadoras remotas. Convierte la información digital de la PC en una señal de audio que puede viajar a través de los cables telefónicos; y en el extremo opuesto otro módem convierte el audio en una señal de datos. Así se logra el intercambio de archivos entre sistemas. Es el componente que nos permite compartir información y recursos tanto software como hardware
2. software Los programas o software son como la “inteligencia” de la computadora, y por lo tanto los que la convierten en una herramienta útil para diversas actividades. El software se divide en tres categorías básicas: software de sistema, programas de aplicaciones y utilerías.
Clasificación de las computadoras 1. Supercomputadoras. 2. Macrocomputadoras. 3. Minicomputadoras. 4. Microcomputadoras o PC´s. Supercomputadoras: Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápida que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo, son las más caras, sus precios alcanzan los 30 millones de dólares y más; y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes: • Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares. • Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos. • El estudio y predicción de tornados. • El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo. • La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo. Etc. Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año Macrocomputadoras: Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de controlar cientos de usuarios simult áneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida. Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000 dólares hasta varios millones de dólares. De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas simultáneamente. Pero las supercomputadoras pueden ejecutar un sólo programa más rápido que un mainframe. En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, esto para ocultar los cientos de cables d e los periféricos, y su temperatura tiene que estar controlada. Minicomputadoras: En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y esto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento. Las Minicomputadoras, en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario. Microcomputadoras: Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) 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´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El término PC se deriva de que para el año de 1981, IBM®, sacó a la venta su modelo "IBM PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el término "PC" se estandarizase 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´s",
por ser de uso personal. En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s: Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del monitor. Computadoras personales portátiles "Laptop" o "Notebook". Computadoras personales más comunes, con el gabinete horizontal, separado del monitor. Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el CPU. Las computadoras "laptops" son aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables, pesan entre 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal Display). Estaciones de trabajo o Workstations Las estaciones de trabajo se encuentran entre las Minicomputadoras y las macrocomputadoras (por el procesamiento). Las estaciones de trabajo son un tipo de computadoras que se utilizan para aplicaciones que requieran de poder de procesamiento moderado y relativamente capacidades de gráficos de alta calidad. Son usadas para: Aplicaciones de ingeniería CAD (Diseño asistido por computadora) CAM (manufactura asistida por computadora) Publicidad Creación de Software en redes, la palabra "workstation" o "estación de trabajo" se utiliza para referirse a cualquier computadora que está conectada a una red de área local. Tipos de computadoras Se clasifican de acuerdo al principio de operación en Analógicas y Digitales. Computadora analógica. Aprovechando el hecho de que diferentes fenómenos físicos se describen por relaciones matemáticas similares (v.g. Exponenciales, Logarítmicas, etc.) pueden entregar la solución muy rápidamente. Pero tienen el inconveniente que al cambiar el problema a resolver, hay que realambrar la circuitería (cambiar el Hardware). Computadora digital. Están basadas en dispositivos biestables, que sólo pueden tomar uno de dos valores posibles: ‘1’ ó ‘0’. Tienen como ventaja, el poder ejecutar diferentes programas para diferentes problemas, sin tener que la necesidad de modificar físicamente la máquina. Los ordenadores digitales modernos se apoyan en componentes electrónicos que efectivamente operan como si fueran micro interruptores representando los valores 0 y 1.Estos valores representan la unidad mínima de información con la que puede trabajar un ordenador y se denomina bit (contracción de binary digit). Los números binarios son números de base 2. Entonces para medir la capacidad de una microcomputadora en memoria o espacio físico existen unidades de medidas que se muestran a continuación y que tienen como base el bit: 1 Byte = 8 bits 1 Word = 2 byte (16 bits) 1 Párrafo = 2 word Segmento = 64 Kilobyte 1 Kilobyte = 1024 Bytes 1 Megabyte = 1 048 576 Bytes 1 Gigabyte = 1 073 741 824 Bytes Hay que entender que utilizando esta aritmética binaria un ordenador puede traducir cualquier número que le suministremos, adaptándolo a su forma de funcionar. Las letras del alfabeto y los signos especiales (tales como %, &,$,!) se representan acudiendo a una nueva unidad de representación mayor, que se obtiene a base de utilizar bloques de bits. Con un número binario de hasta 8 cifras (1 byte - 00000000) se representa desde el 0 hasta el 255. Correspondiendo cada número a un signo o letra a representar tenemos resuelto el problema. El código mas extendido en los ordenadores personales es el ASCII (American Standard Code for information Interchange). Los ordenadores operan también con números Hexadecimales base 16 en el que los números decimales del 0 al 9 se usan normalmente y los del 10 al 15 se representan por letras de la A la F. Este sistema se utiliza por razones técnicas con el empaquetamiento de la información.
Los microprocesadores
Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las aplicaciones a las que van dirigidas, y que van desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras: unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de ejecución, memoria caché y buses de datos control y dirección. Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix y AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809, hasta los recientes Intel Core2Duo, Intel Core 2 Quad, Intel XEON, Intel Itanium II, Transmeta Efficeon o Cell. Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la aparición de los primeros computadores en los años cuarenta del siglo XX, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador. Su papel en el desarrollo de la informática Tres científicos de los laboratorios Bell, William Bardeen y Walter Bratt, inventaron el transistor, recibiendo el premio novel de Física en 1956. A continuación se desarrolló el circuito integrado o "IC" que pronto recibiría el sobrenombre de "chip". Se atribuye el mérito de este invento a Robert Noyce. La fabricación del microchip 6,45 mm2 (la décima parte de una pulgada cuadrada), pronto fue seguida por la Capacidad de integrar hasta 10 transistores miniaturizados y eventualmente 1.000 piezas varias en el mismo espacio. Alrededor de 1971, el microprocesador había sido desarrollado por la nueva compañía de Noyce, Intel. Esta novedad colocó en un finito microchip los circuitos para todas las funciones usuales de un computador. Fueron integrados ahora en el chip en una serie de delgadísimas capas. Esto hizo que la computación fuera más rápida y más flexible, al tiempo que los circuitos mejorados permitieron al computador realizar varias tareas al mismo tiempo y reservar memoria con mayor eficacia. La contribución de estos inventos ha sido incalculable en cuanto a la disponibilidad de Computadoras personales de difícil uso. Los Usuarios dan por hecho rápidas y fiables respuestas a sus comandos, y un gran almacenamiento de memoria, tanto en términos de memoria de trabajo RAM como en espacio de almacenamiento en disco duro para trabajos terminados. Los pioneros cuentan cómo en los años 60, cuando utilizaban sistemas centrales, estaban limitados a 4 K de memoria de trabajo, aproximadamente 1.5 páginas escritas. Escribiendo programas, tenían que mantener las líneas de instrucciones cortas; sus comandos. Eran enviados por dispositivos de memoria que só1o podían retener una cantidad limitada de información antes de que se perdiera.