HISTORIA DE LA COMPUTACION by tron san mike

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS

Historia de la Computación Historia de las computadoras……………………….2 Generaciones de las computadoras………………. 5 Clasificación por su tamaño, función y uso………..8 Importancia y clasificación de las computadoras…10 Definición de computadora…………………………..10

Arquitectura Básica de una Computadora Definición de hardware y de software…………....11 Computadoras analógicas, digitales e híbridas…12 Componentes, organización y funcionamiento de una computadora digital………………………………....15 El microprocesador………………………………….16

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS. El ABACO representa el artefacto más antiguo empleado para manipular datos. Se cree que alrededor del año 3000 BC, los babilonios empleaban el ábaco para realizar operaciones matemáticas rudimentarias.

1617 – John Napier, un matemático Escocés, inventó los Huesos o Bastoncillos de Napier. Este artefacto permitía multiplicar grandes números mediante la manipulación de estos bastoncillos. 1623 – Wilhelm Schickard fue el primer matemático en intentar desarrollar una calculadora. Nativo de Alemania, aproximadamente para el año 1623, éste matemático construyó un mecanismo que podía sumar, restar, multiplicar y dividir. Su plan era enviar a su amigo, Johannes Keple, una copia de su nueva invención, pero un fuego destruyó las partes antes que fueran ensambladas. El prototipo nunca fue encontrado, pero un esquema rudimentario de esta máquina sobrevivió. Para la década de los 1970, fue construido un modelo de este tipo de computador matemático. 1642 – Blaise Pascal fue un matemático francés que nació en el 1623. Desde muy temprana edad era un entusiasta en el estudio autodidacta de las matemáticas. Antes de que alcanzara la edad de trece años, Pascal descubrió un error en la geometría de Descartes En el 1642 inventó una máquina calculadora que permitía sumar y restar, conocida como el Pascalino. Tal mecanismo, empleaba ruedas numeradas del 0 al 9, la cual incorporaba un mecanismo de dientes y cremalleras que permitían manejar números hasta 999,999.99. Debido al alto costo para reproducir este aparato, y porque la gente temía que fueran despedidas de sus trabajos, el Pascalino no fue un éxito comercial. 1790 – Joseph Marie Jacquard Creó el Telar de Jacquard (Jacquard’s Loom) el cual empleaba tarjetas perforadas para crear patrones en una fábrica de avitelado en una tejedora. En el 1835, Babbage diseño un sistema con provisión para datos impresos, una unidad de control y una unidad de almacenaje de información. Esta máquina almacenaba los resultados intermedios en tarjetas perforadas similares a las que utilizaba el telar de Jacquard. Sin embargo, el Motor Analítico nunca fue completado porque la construcción de la máquina requería herramientas de precisión que no existían para esa época. La lógica de la máquina de Babbage fu importante para otros inventores de computadora. Se le atribuye a Babbage las dos clasificaciones de la computadora: el almacenaje, o la memoria, y el molino, una unidad de procesamiento que lleva a cabo los cómputos aritméticos para la máquina. Por este logro, se le 2

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS considera el “padre de las computadoras,” e historiadores se han atrevido a decir que todas las computadoras modernas tienen descendencia directa del Motor Analítico de Babbage.

1880 – Herman Hollerith Norteamericano que inventó una perforadora, lectora y tabuladora de tarjetas. 1943 – Howard Aiken Como estudiante de Harvard, Aiken propuso a la universidad crear una computadora, basado en el Motor Analítico de Babbage. Lamentablemente, la universidad de Harvard no le proveyó la ayuda que necesitaba. Sin embargo, su idea tuvo buena acogida para la compañía privada de IBM. Entonces, Aiken, conjuntamente con un grupo de científicos, se lanzó a la tarea de construir su máquina. En el 1943, se completó su sueño con su nuevo bebé, llamado Mark I, también conocido por la IBM como “Automatic Sequence Controlled Calculator”. Este artefacto era de 51 pies de largo, 8 pies de altura y 2 pies de espesor; contaba con 750,000 partes y 500 millas de cable; y su peso era de 5 toneladas. Era muy ruidosa, pero capaz de realizar tres calculaciones por segundo. Este computador, aceptaba tarjetas perforadas, las cuales eran luego procesadas y almacenadas esta información. Los resultados eran impresos en una maquinilla eléctrica. Esta primera computadora electromecánica fue la responsable de hacer a IBM un gigante en la tecnología de las computadoras.

Luego, Howard Aiken y la IBM se separaron en compañías independiente, a legadamente debido a la arrogancia de Aiken. Como fue documentado, IBM había invertido sobre $0.5 millones en la Mark I y en retorno a su inversión, Thomas J. Watson, el cual dirigía IBM, quería el prestigio de estar asociado con la Universidad de Harvard. En una ceremonia de dedicación por la ceración del Mark I, el Dr. Howard Aiken hizo alarde de sus logros sin referirse a la IBM. Este descuido intencional enojó a Watson, el cual le gritaba algunas blasfemias a Aiken antes de súbitamente dejar la ceremonia. A raíz de este incidente. Watson terminó su asociación con Harvard. Más tarde, IBM desarrollaron varias máquinas que eran similares a la de Mark L, y Howard Aiken también construyó una serie de máquinas (la Mark II, Mark III y Mark IV). Otro interesante hecho ocurrió con Aiken, y es que se acuño la palabra “debug”. En el 1945, el Mark II estaba albergado en un edificio sin aire acondicionado. Debido a que generaba una gran cantidad de calor, las ventanas se dejaron abiertas. Sin previo aviso, la computadora gigante se detuvo y todos los técnicos trataron frenéticamente de resolver la fuente del problema. Grace Hopper, un brillante científico, y sus compañeros de trabajo encontraron el culpable: una polilla muerta en un relevo de la computadora. Ellos eliminaron la polilla con unas pinzas y la colocaron en la bitácora de Mark II. Cuando Aiken regresó para ver coma

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS andaban las cosas con sus asociados, ellos le contaron que tuvieron que “debug” la máquina. Al presente, la bitácora del Mark II se preserva en el Museo naval en Dahlgren, Virginia. 1939 – John Atanasoff En el 1939, en la Universidad de Iowa State, John Atanasoff diseño y construyó la primera computadora digital mientras trabajaba con Clifford Berrr, un estudiante graduado. Más tarde, Atanasoff y Berry se dedicaron a trabajar en un modelo operacional llamado el ABC, el “Atanasooff-Berry Computer.” Esta computadora, completada en el 1942, usaba circuitos lógicos binarios y tenía memoria regenerativa. 1946 – Dr. John Mauchly y J. Presper Eckert Con el advenimiento de la Segunda Guerra Mundial, los militares necesitaban una computadora extremadamente rápida que fuera capaz de realizar miles de cómputos para compilar tablas balísticas para los nuevos cañones y misiles navales. El Dr. John Mauchly y J. Presper Eckert creían que la única manera de resolver este problema era con una máquina electrónica digital, de manera que trabajaron juntos en este proyecto. En el 1946 completaron su trabajo, del cual surgió una computadora electrónica digital operacional, llamada ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Esta máquina fue desarrollada a gran escala, siendo derivada de las ideas no patentadas de Atanasoff. Este aparato trabajaba con el sistema decimal y tenía todas las características de las computadoras de hoy día. Las dimensiones de la ENIAC eran inmensas, ocupando un espacio de 30 X 50 pies, un peso de 30 toneladas, y un consumo de 160 kilovatios de potencia. Conducía electricidad a través de 18,000 tubos de vacío, generando un calor inmenso; contaba con un aire acondicionado especial para mantenerla fría. La primera vez que se encendió este sistema menguaron las luces de toda Filadelfia. Esta computadora operaba a una frecuencia que era 500 veces más rápida que cualquier computadora electromecánica de esa época. Un problema que tenía era que tardaba de 30 a dos horas de calcular para las máquinas electromecánicas, esta máquina la resolvía en tres minutos. Las limitaciones del ENIAC eran una reducida memoria y un problema al cambiar de un programa a otro.: Cuando el usuario quería cambiar a otro programa, la máquina tenía que ser re-alambrada. Estos problemas hubiesen tomado años en resolverse sino fuera por una reunión entre Herman Goldsine, un matemático y oficial de enlace para el proyecto de ENIAC, y John Von Newmann, un famoso logístico y matemático. A raíz de tal reunión, John Von Neumann se unió al equipo de Moore, el cual estaba muy cerca de embarcar en una nueva computadora llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). 1945 – John Von Newmann Luego de haber llegado John Von Newmann a Filadelfia, él ayudó al grupo de Moore a adquirir el cotrato para el desarrollo de la EDVAC. Neumann también asistió al grupo con la composición lógica de la máquina. Como resultado de la colaboración del equipo de Moore, surgió un adelante crucial en la forma del concepto del programa almacenado. Hasta este momento, la computadora almacenaba sus programas externamente, ya fuera en tarjetas conectadas, cintas peroradas y tarjetas. La ENIAC empleaba 18, tobos al vacío y requería que 4

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS un par de tales tubos se unieran en una manera particular para que pudieran sostener la memoria en un bit de los datos. Mauchly y Eckert descubrieron que una línea de demora de mercurio podría reemplazar docenas de estos tubos al vacío. Ellos figuraron que las líneas de demoras significarían ahorros gigantescos en los costos de los tubos y espacio de memoria. Este avance contribuyó a la creación de la computadora EDVAC. El EDVAC almacenaba información en memoria en l misma manera que los datos. La máquina, entonces, manipulaba la información almacenada. Aunque a Von Newmann y su grupo se le acreditó con el uso del concepto del programa almacenado, no fue para ellos la primera máquina. Eso honor se dirige algrupo de la Universidad de Cambridge que desarrollaron el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Las computadoras EDSAC y EDVAC fueron las primeras en usar la notación binaria. Antes del 1951, las computadoras no fueron manufacturadas a grande escala. En el 1951, con la llegada del UNIVAC, comienza la era la las computadoras comerciales. Con tan solo dentro de tres años, IBM comenzó a distribuir su IBM 701 y otras compañías manufacturaron computadoras, tal como el Burroughs E. 101 y el Honeywell Datamatic 1000. Las computadoras que fueron desarrolladas durante los años 1950 y 1960 se conocieron como las computadoras de la primera generación porque tenía una característica en común, el tubo en vacío. GENERACION DE LAS COMPUTADORAS. Generaciones de Computadoras Desde su inicio, la computadora ha pasado varias etapas de desarrollo. Por lo general, los escritores clasifican estos avances tecnológicos como generaciones, un término de mercadeo. Aunque existe algún solapamiento, es conveniente visualizar el desarrollo tecnológico de esta manera. La primera generación de computadoras comenzó en los años 1940 y se extendió hasta los 1950. Durante este periodo, las computadoras empleaban tubos al vacío para conducir la electricidad. El uso de los tubos al vacío hacía que las computadoras fueran grandes, voluminosas y costosas porque los tubos tenían que ser continuamente remplazados debido a que se quemaban con frecuencia. Hasta este tiempo, las computadoras fueron clasificadas por su dispositivo principal para el almacenaje en memoria. La UNIVAC I empleaba un ingenioso dispositivo llamado línea de demora de mercurio (mercurydelay line), la cual dependía de pulsos de ultrasonido. 1951 – Remington Rand Desarrolló la primera computadora eléctrica digital, la UNIVAC I (Universal Automatic Computer). 1953 – IBM 650 Para esta época, por primera vez se emplea ampliamente como sistemas de computadora el modelo de IBM 650. Originalmente se planificaron producir 50 máquinas, pero el sistema fue 5

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS tan exitoso que eventualmente IBM manufactura más de 1,000. Con las series de máquinas IBM 700, la compañía dominaría el mercado de las supercomputadoras para la próxima década. 1957 – IBM 305 RAMAC En el 1957, el sistema de IBM 305 RAMAC es el primero en su clase en utilizar disco magnético para almacenaje externo. El sistema provee capacidad de almacenamiento similar a la cinta magnética que fue usada previamente, pero ofrece la ventaja de capacidad de acceso semisaleatorio. Segunda Generación de Computadoras 1958 – Transistor Las computadoras construidas con transistores marcan el comienzo de la segunda generación de los equipos de computadora. 1959 – IBM 1602 IBM introduce dos pequeñas computadoras de escritorio, a saber: la IBM 1401 para negocios y la IBM 1602 para científicos. Tercera Generación de Computadoras 1964 – IBM 360; La tercera generación de computadoras comenzó en el 1964 con la introducción de la IBM 360, la computadora que fue la pionera para el uso de circuitos integrados en un chip. En ese mismo año, los científicos de computadora desarrollaron circuitos integrados diminutos e instalaron cientos de estos transistores en un solo chip de silicón, el cual era tan pequeño como la punta de un dedo 1965 – PDP-8 La “Digital EquipmentCorporation” (DEC) introduce la primera minicomputadora, conocida como la PDP-8. 1968 – Alan Shugard Alan Shugard en IBM demuestra el primer uso regular del Disco flexible de 8-pulgadas (disco de almacenaje magnético). Cuarta Generación de Computadoras 1968 – Gilbert Hyatt El desarrollo de la tecnología de microprocesadores resultó en la cuarta generación. El el 1968, Gilbert Hyatt diseño una computadora que tenía la capacidad de instalar un microchip de silicón del tamaño de una uña de dedo. Hayatt quería que el mundo lo reconociera como el inventor que revolucionó la computadora. Después de veinte años de batallas legales, la oficina de patentes y marcas en Estados Unidos Continentales le otorgó a Hyatt la patente No. 4,942.516 por un “Single Chip integratedCircuitComputerArchitecture”. 1971 –Dr. Ted Hoff

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS En el 1971, el Dr, Ted Hoff, conjuntamente con un grupo de individuos trabajando en Intel Corporation, desarrollaron un microprocesador o un chip de computadora micro programable, conocido con el nombre de Intel 4004. Tal chip solo estaba destinado para calculadoras, puesto carecía de la potencia necesaria para que pudiera trabajar en una computadora. 1975 –la Altaír Tres años más tarde, ellos presentaron en el mercado la versión 8080, la cual era capaz de correr la unidad de procesamiento de una computadora. En el 1974, Radio Electronics publicó un artículo sobre la construcción de una computadora casera que usaba esta tecnología. Subsecuentemente, la revista Popular Electrónicaescribió una sección sobre Altaír, una computadora que tenía el chip 8080. La Altaír, nombrada así por un episodio de StarTrek, fue introducida por MITS, Inc. Fue vendida en combo por menos de $400.00. Aunque inicialmente no contaba con teclado, monitor, sin una memoria permanente y sin programas, fueron tomadas 4,000 órdenes dentro de los primeros tres meses. 1976 – Steve Wozniak and Steve Jobs Las computadoras Apple hicieron su aparición durante la década de los 1970. En el 1976, Steve Wozniak y Steve Jobs construyeron la primera computadora de Apple. Este dúo suministraban gratuitamente programas para sus máquinas, adquiriendo un éxito módico. Con la ayuda de profesionales en este campo, en el 1977 presentaron una nueva versión mejorada de su máquina de Apple, llamada la Apple II. Este sistema de computadora fue el primero en su clase en ser aceptado por usuarios comerciantes, puesto contaba con la simulación de una hoja de cálculo llamada VisiCalc. Era una computadora de escritorio compacta con 4K de memoria, con precios de $1,298 y una velocidad del reloj de 1.0. 1980 – IBM PC La corporación de IBM entró en el mercado de las computadoras personales, lanzando la IBM PC. Esta computadora fue un éxito rotundo y se convirtió en un “bestseller”. Debido al éxito de la entrada de la IBM en el mercado de microcomputadoras tipo PC, otras corporaciones de computadoras decidieron capitalizar tal popularidad al desarrollar sus propios clones. Estas computadoras personales contaban con muchas de los mismos rasgos de las máquinas IBM y eran capaces de correr los mismos programas. Se hizo realidad el uso diseminado de computadoras personales. Segunda Generación de Computadoras 1958 – Transistor Las computadoras construidas con transistores marcan el comienzo de la segunda generación de los equipos de computadora. 1959 – IBM 1602 IBM introduce dos pequeñas computadoras de escritorio, a saber: la IBM 1401 para negocios y la IBM 1602 para científicos. Tercera Generación de Computadoras 1964 – IBM 360 La tercera generación de computadoras comenzó en el 1964 con la introducción de la IBM 360, la computadora que fue la pionera para el uso de circuitos integrados en un chip. En ese 7

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS mismo año, los científicos de computadora desarrollaron circuitos integrados diminutos e instalaron cientos de estos transistores en un solo chip de silicón, el cual era tan pequeño como la punta de un dedo 1965 – PDP-8 La “Digital Equipment Corporation” (DEC) introduce la primera minicomputadora, conocida como la PDP-8. 1968 – Alan Shugart Alan Shugard en IBM demuestra el primer uso regular del Disco flexible de 8-pulgadas (disco de almacenaje magnético). Cuarta Generación de Computadoras 1968 – Gilbert Hyatt El desarrollo de la tecnología de microprocesadores resultó en la cuarta generación. El el 1968, Gilbert Hyatt diseño una computadora que tenía la capacidad de instalar un microchip de silicón del tamaño de una uña de dedo. 1971 –Dr. Ted Hoff En el 1971, el Dr, Ted Hoff, conjuntamente con un grupo de individuos trabajando en Intel Corporation, desarrollaron un microprocesador o un chip de computadora microprogramable, conocido con el nombre de Intel 4004. 1975 –la Altair Tres años más tarde, ellos presentaron en el mercado la versión 8080, la cual era capaz de correr la unidad de procesamiento de una computadora. 1976 – Steve Wozniak and Steve Jobs Las computadoras Apple hicieron su aparición durante la década de los 1970. En el 1976, Steve Wozniak y Steve Jobs construyerón la primera computadora de Apple. 1980 – IBM PC La corporación de IBM entró en el mercado de las computadoras personales, lanzando la IBM PC. Esta computadora fue un éxito rotundo y se convirtió en un “best seller”. Quinta Generación de Computadoras En la quinta generación, surgieron computadoras con chips de alta velocidad. 1991 – Toushstone Delta Supercomputer En el 1991, Cal Tech hizo público su “Touchstone Delta Supercomputer”, la cual ejecutaba 8.6 billones de cálculos por segundo. Al presente, existen computadoras que pueden llevar a cabo miles de operaciones simultáneamente y la frecuencia de la ejecución de estas máquinas se mide en teraflops. Un teraflop es equivalente a la ejecución de 1 trillón de operaciones de puntos flotantes por segundo. CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU TAMAÑO, FUNCION Y USO.

Supercomputadora Es una computadora diseñada para trabajar en tiempo real, de gran capacidad, tremendamente rápida y de costo elevado, es utilizada en cálculos complejos o tareas muy especiales. Generalmente posee un gran número de procesadores que trabajan en paralelo, con lo que consiguen realizar billones de operaciones por segundo. Es una máquina capaz de distribuir el procesamiento de instrucciones al trabajar en paralelo y que puede utilizar instrucciones vectoriales. Estas máquinas están construidas para

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS procesar enormes cantidades de información en forma muy rápida, debido a su gran generación de calor se instalan en ambientes controlados. Las supercomputadoras pueden costar desde 10 millones hasta 30 millones de dólares. 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.

Macrocomputadora La computadora de mayor tamaño en uso común es la macrocomputadora, diseñada para ser usada por grandes empresas u organizaciones. Son sistemas que ofrecen mayor velocidad en el procesamiento y mayor capacidad de almacenaje que una minicomputadora típica. La macrocomputadora es un sistema de aplicación general cuya característica principal es el hecho de que el CPU es el centro de casi todas las actividades de procesamiento secundario. Por lo general cuenta con varias unidades de disco para procesar y almacenar grandes cantidades de información. Son grandes, rápidas y bastante costosas. Permiten que cientos de terminales puedan compartir grandes bases centrales de datos. Terminal – computadora que no tiene su propio CPU o almacenamiento, es sólo un dispositivo de entrada/salida que se conecta a otra computadora localizada en otra parte. Las utilizan las empresas privadas u oficinas de gobierno para tener centralizado el almacenamiento, procesamiento y la administración de grandes cantidades de información.

MINICOMPUTADORAS Al inicio de la década de 1960 hicieron su aparición las minicomputadoras, fabricadas inicialmente por Digital Equipment Corporation (DEC). Las minicomputadoras son computadoras de tamaño pequeño o mediano de propósitos generales. Las Minicomputadoras pueden manejar una cantidad mucho mayor de entradas y salidas que una computadora personal. Aunque algunas minicomputadoras están diseñadas para un solo usuario, muchas pueden manejar docenas o inclusive cientos de terminales. Entornos de múltiples usuarios, apoyando múltiples actividades de proceso al mismo tiempo. Ofrecer ciertos servicios más específicos Soportar un número limitado de dispositivos Pequeñas y de bajo costo Para múltiples aplicaciones Son algo mayores que las microcomputadoras. Cuestan miles Conservan algunas características de “mainframe”.

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS MICROCOMPUTADORAS Un tipo de computadora que en la década pasada y en la presente ha tenido una gran importancia, por ser uno de los motores principales del desarrollo y difusión de la informática, es la denominada microcomputadora. Se trata de una maquina cuyo funcionamiento interno se basa en el uso del microprocesador, y con el que se consigue una serie de prestaciones, que en potencia, manejabilidad, portabilidad, precio, etc., cubren la gama más baja de necesidades en el mundo de la informática. Se caracterizan por su configuración básica irregular, que puede estar compuesta por un monitor o una televisión, un drive, una unidad de cassette, etc. Su capacidad de memoria es mínima de 8 a 16 Kbyte por lo cual trabaja pequeños volúmenes de información. Una de las características fundamentales de estos sistemas es que son mono usuario, esto es un solo usuario a la vez, pero con los avances tecnológicos desde hace ya bastante tiempo este tipo de máquinas pueden ser utilizadas en ambientes multiusuario incluso como servidores de una red de computadoras. LA COMPUTADORA PERSONAL. Es la microcomputadora fácil de usar y con grandes prestaciones. IMPORTANCIA Y CLASIFICACION DE COMPUTADORAS. PORTÁTIL O TRANSPORTABLE. Se trata de una computadora de características físicas que permiten fácilmente un transporte de un sitio a otro sin perder algunas cualidades de una computadora general clásica. LAPTOP. Consisten en una computadora personal portátil de tamaño pequeño, gran potencia y muy manejable en todos los sentidos. Las características principales su peso que oscila entre 1 y 2 kg. NOTEBOOK. Es una computadora personal similar a la laptop, pero aun más pequeña, de menor peso y más especializada, es decir, está preparada para realizar funciones de computadora personal, servir de ayuda a estudiantes sirviéndoles una capacidad de cálculo rápido importante, ofrecer a comerciales funciones de agenda muy evolucionadas, etc. POCKET-PC O PALMTOP. Es una pequeña computadora personal de mano que viene a ser la última versión de calculadora científica programable. PDA (Asistente Digital Personal). Con muchas menos prestaciones que las computadoras personales anteriores. DEFINICION DE COMPUTADORA

Una computadora o computador (del inglés computer y este del latíncomputare -calcular), también denominada ordenador (del francés ordinateur, y este del latín ordinator), es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a 10

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés o de entrada) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output" o de salida. La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, que puede ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento. La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una máquina de propósito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware. DEFINICION DE HARDWARE Y SOFTWARE El término hardware (pronunciación AFI: [ˈhɑˈdˈw ɛə] ó [ˈhɑɹdˈwɛɚ]) se refiere a todas las partes tangibles de un sistema informático; sus componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Son cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software. El término es propio del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su traducción al español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal cual es y suena; la Real Academia Española lo define como Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora. El término, aunque sea lo más común, no solamente se aplica a las computadoras; del mismo modo, también un robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica o un reproductor multimedia poseen hardware (y software). La historia del hardware de computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un cambio tecnológico de importancia. Una primera delimitación podría hacerse entre hardware básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo, y complementario, el que realiza funciones específicas. Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (UCP/CPU), encargada de procesar los datos, uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios periféricos de salida, los que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados. SOFTWARE Se conoce como software al equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático, el que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos que son llamados hardware. Los componentes lógicos incluyen, entre muchos otros, las aplicaciones informáticas; tales como el procesador de texto, que permite al usuario realizar todas las tareas concernientes a la edición de textos; el llamado software de sistema, tal como el sistema operativo, que básicamente permite al resto de los programas funcionar adecuadamente, facilitando también 11

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS la interacción entre los componentes físicos y el resto de las aplicaciones, y proporcionando una interfaz con el usuario. El anglicismo "software" es el más ampliamente difundido al referirse a este concepto, especialmente en la jerga técnica; el término sinónimo "lógical", derivado del término francés "logiciel", sobre todo es utilizado en países y zonas de influencia francesa. COMPUTADORAS ANOLOGICAS, DIGITALES E HIBRIDAS. COMPUTADORAS ANALÓGICAS. Una computadora analógica u ordenador real es un tipo de computadora que utiliza dispositivos electrónicos ó mecánicos para modelar el problema a resolver utilizando un tipo de cantidad física para representar otra. Para el modelado se utiliza la analogía existente en términos matemáticos de algunas situaciones en diferentes campos. Por ejemplo, la que existe entre los movimientos oscilatorios en mecánica y el análisis de corrientes alternas en electricidad. Estos dos problemas se resuelven por ecuaciones diferenciales y pueden asemejarse términos entre uno y otro problema para obtener una solución satisfactoria. Usado en contraposición a las computadoras digitales, en los cuales los fenómenos físicos o mecánicos son utilizados para construir una máquina de estado finito que es usada después para modelar el problema a resolver. Hay un grupo intermedio, las computadoras híbridas, en los que una computadora digital es utilizada para controlar y organizar entradas y salidas hacia y desde dispositivos analógicos anexos; por ejemplo, los dispositivos analógicos podrían ser utilizados para generar valores iniciales para iteraciones. Así, un ábaco sería una computadora digital y una regla de cálculo una computadora analógica.Las computadoras analógicas ideales operan con números reales y son diferenciales, mientras que las computadoras digitales se limitan a números computables y son algebraicos. Esto significa que las computadoras analógicas tienen una tasa de dimensión de la información o potencial de dominio informático más grande que las computadoras digitales. Esto, en teoría, permite a las computadoras analógicas resolver problemas que son indescifrables con computadores digitales. Los teóricos de la informática suelen usar el término ordenador real (llamado así porque opera dentro del conjunto de números reales), para evitar los malentendidos populares sobre los computadores analógicos. Algunos ejemplos de computadores analógicos son: Productores de marea, Integradores de agua, Computadora de datos del objetivo para submarinos, La regla de cálculo.

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COMPUTADORAS DIGITALES. Conceptualmente, las computadoras digitales actuales son muy similares entre sí, ya que, todas ellas están basadas en una arquitectura propuesta en 1946 por el estadounidense John von Newmann (1903-1957). Ahora bien, casi todas las computadoras actuales se pueden clasificar en cuatro tipos básicos: computadoras personales, estaciones de trabajo, minicomputadoras y mainframes. Las computadoras personales (Personal Computer, PC) tienen un tamaño adecuado para un escritorio y son las más asequibles económicamente. En un principio, los PCs fueron pensados y diseñados, especialmente, para uso doméstico, si bien, hoy en día se utilizan en multitud de ámbitos. Dentro de esta categoría de computadoras se incluyen las portátiles, que son muy cómodos de transportar, debido a su reducido peso y tamaño. Las estaciones de trabajo tienen, en general, mayores prestaciones (de cálculo, de gráficos, de comunicaciones,...) que los PCs, y se utilizan, sobre todo, en oficinas de trabajo. No obstante, las diferencias entre ambos tipos de computadoras son cada vez más pequeñas, y a las dos se les considera microcomputadoras. Las minicomputadoras son de mayor potencia y tamaño que cualquier PC o estación de trabajo y, por tanto, más caras. Estas computadoras son usadas principalmente en universidades, laboratorios o empresas medianas. Pero, cuando las prestaciones requeridas son todavía mayores, entonces se utiliza el mainframe, que es un ordenador mucho más grande y caro. Esta computadora se emplea, fundamentalmente, en centros de investigación, instituciones gubernamentales y empresas grandes. A esta categoría pertenecen las llamadas supercomputadoras, que son las computadoras más grandes que existen en el mundo, capaces de realizar billones de instrucciones por segundo. Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los años 40's, la mayoría todavía utiliza la Arquitectura de Von Neumann, publicada a principios de los40's por John Von Neumann, que otros autores atribuyen a John Presper Eckert y John William Mauchly. La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad aritmético lógica (ALU por sus siglas en inglés: Arithmetic Logic Unit), la unidad de control, la memoria central y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por canales de conductores denominados buses: La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con la computadora. Las "celdas" contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora. El número de celdas varían mucho de computadora a computadora, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos 13

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces. El procesador (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de: La unidad aritmético lógica o ALU es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta,...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional. La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que la computadora va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando a la computadora de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria). Los dispositivos de E/S sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y/o comunicar los resultados generados por el computador al exterior. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como teclados, monitores, unidades de disco flexible (ya un concepto obsoleto) o cámaras web.

COMPUTADORAS HÍBRIDAS. Las computadoras híbridas son computadoras que exhiben características de computadoras analógicas y computadoras digitales. El componente digital normalmente sirve como el controlador y proporciona operaciones lógicas, mientras que el componente análogo sirve normalmente como solucionador de ecuaciones diferenciales. En general, las computadoras analógicas son extraordinariamente rápidas, puesto que pueden solucionar las más complejas ecuaciones en la cual una señal atraviesa el circuito, que generalmente es una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Por otro lado, la precisión de computadoras analógicas no es buena; se limitan a tres, o a lo más, cuatro dígitos de precisión. Las computadoras digitales pueden ser construidas para llevar la solución de ecuaciones a una casi ilimitada precisión, pero de una manera sumamente lenta comparado a las computadoras analógicas. Generalmente, las ecuaciones complejas son aproximadas, usando métodos numéricos iterativos que toman grandes números de iteraciones, dependiendo de cuan buena es la "conjetura inicial" con respecto al valor final y a cuánta precisión se desea. Esta conjetura 14

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS inicial es conocida como la semilla numérica para el proceso iterativo. Para muchas operaciones en tiempo real, la velocidad de tales cálculos digitales es demasiado lenta para ser de mucho uso (ej, para radares de phased de muy alta frecuencia o para cálculos del tiempo), sin embargo, la precisión de una computadora analógica es escasa. Las computadoras híbridas pueden ser usadas para obtener un valor de "semilla" muy bueno pero relativamente impreciso, usando una computadora analógica como frontal (front-end), que entonces es alimentada en un proceso iterativo de la computadora digital para alcanzar el grado deseado final de precisión. Con una semilla altamente exacta de tres o cuatro dígitos, se reduce dramáticamente el tiempo total de cómputo digital necesario para alcanzar la precisión, puesto que se requieren mucho menos iteraciones. Considere que el sistema nervioso en animales es una forma de computadora híbrida. Las señales pasan a través de las sinapsis desde una célula nerviosa la siguiente como paquetes (digitales) discretos de productos químicos, que entonces son sumados dentro de la célula nerviosa en una manera analógica construyendo un potencial electroquímico hasta que su umbral es alcanzado, con lo cual descarga y envía una serie de paquetes digitales a la siguiente célula nerviosa. Las ventajas son por lo menos triples: el ruido dentro del sistema es reducido al mínimo (y tiende a no ser auditivo), no se requiere un sistema común de tierra, y hay mínima degradación de la señal incluso si hay diferencias substanciales en la actividad de las células a lo largo de una trayectoria (solamente tienden a variar los retardos de la señal). Las células nerviosas individuales son análogas a las computadoras analógicas; las sinapsis son análogas a las computadoras digitales. Observa que las computadoras híbridas deben ser distinguidas de los sistemas híbridos. Este último puede ser no más que una computadora digital equipada con un convertidor analógicodigital en la entrada y/o un convertidor digital analógico en la salida, con el propósito de convertir las señales analógicas para el procesamiento digital ordinario y viceversa, por ejemplo, para manejar sistemas de control físicos, tales como servomecanismos.

COMPONENTES, ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE UNA COMPUTADORA DIGITAL. En todas las computadoras digitales se pueden identificar los siguientes bloques o unidades funcionales principales: Unidad de entrada. Unidad de memoria. Unidad de salida. Unidad central de proceso. Unidad de almacenamiento secundario. 15

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MICROPROCESADOR. El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria. El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el ventilador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas deoverclocking. La medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de "cargas" que pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y referencia. Un sistema informático de alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del microprocesador cuasi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así la eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de 16

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de video.