DEFINICION DE COMPUTADORAS

Para comprender qué es y para qué sirve una computadora, primero que nada hay que analizar el término “computadora”. Este viene del término cómputo, que en latín significa cálculo. De tal modo, que teóricamente los términos computadora y calculadora significan lo mismo. En la practica un calculadora y una computadora no son iguales. Una calculadora solo sirve para realizar cálculos matemáticos mientras que la computadora tiene muchas más funciones.

Entre las funciones de la computadora está: captar, almacenar, procesar, data (generando información), realizar operaciones lógicas, aritméticas, relacionales, entre otras.

El término ordenador se adecua más a las funciones de un computador, debido a que esta diseñado para recibir o obedecer ordenes o comandos del usuario.

En resumen podemos deducir que una computadora y un martillo tienen mucho en común; ambos son herramientas.

El martillo por ser un objeto contundente, su uso se limita al contacto físico con otros objetos. Si lo emplea un carpintero, posiblemente le de uno constructivo. Si lo emplea un niño, posiblemente le de uso destructivo.

La computadora es una herramienta cuya función principal es procesar datos. Esta dispone de una serie de equipos electrónicos y electromecánicos (llamados dispositivos) que le permiten recibir, escribir, leer y transmitir la información.

De tal manera, y uso y las limitaciones de una herramienta dependen de la imaginación y creatividad de quien esta empleando.

ORIGEN Y EVOLUCION DE LAS COMPUTADORAS

En un principio el hombre era cazador y recolector, es decir, era nómada. Recorría grandes extensiones de terreno en busca de manadas de animales para la caza y para la recolecta de frutas y verduras. El hombre dejo de ser nómada cuando aprendió que podía domesticar animales y plantar verduras y frutas, en ese momento se estableció en comunidades.

Un grupo se dedicaba a criar animales y otro plantaba, de esta manera se estableció el intercambio o trueque de productos e inmediatamente surgió la necesidad de establecer valores numéricos y unidades de medida. Simultáneamente, surge la necesidad de realizar cálculos matemáticos asociados a transacciones que podían hacerse más complicados, en la medida en que crecían los volúmenes de información.

A partir de este momento el hombre comienza a comprender las limitaciones de su capacidad mental (memoria y cálculo) y comienza a ingeniar formas para contrarrestar este problema. Por lo que fue desarrollando una serie de mecanismos o herramientas que le asistieran en los procesos de cálculo.

A continuación se presentan secuencialmente las herramientas de cálculo más importantes antecesoras de la computadora actual.

EL ABACO

Mil doscientos años A.C (antes de cristo) y de inventor desconocido, ya se utilizaba el Ábaco Chino como herramienta de calculo que podía ayudar a realizar operaciones aritméticas básicas. El Ábaco es la herramienta de cálculo más antigua que se conozca y actualmente todavía se emplea en países Asiáticos.

LAS ESTRUCTURAS DE NAPIER

Desarrollada por el escocés JOHN NAPIER en 1617. Ideó la teoría de los logaritmos y los grabó en una serie de barras blancas para su uso práctico, particularmente para operaciones de multiplicación y división. Mas tarde fueron llamadas “Los huesos de Napier”.

PASCALINA

Ideada por el francés BLAISE PASCAL (filósofo matemático) en 1642. Se basaba en un rodillo o tambor con engranajes relacionados entre sí. Esta realizaba cálculos básicos como sumas y restas. Es la primera maquina de calculo conocida en la historia, hoy día considerada la antecesora del odómetro (cuenta kilómetros) de los vehículos.

Cuarenta años mas tarde el alemán GOTTFREID WILHEIM VON LEIBNIZ (matemático), mejoró la máquina de Pascal Extendiendo su capacidad para procesar data a las demás operaciones aritméticas básicas.

LA REGLA DE CÁLCULO

Desarrollada por el ingles WILLIAM OUGHTRED en 1662. Consistía en un dispositivo para cálculo basado en las estructuras de Napier, el cual fue denominado inicialmente “Círculos de Proporción”. La marca de las reglas representa logaritmos de números, por lo que los productos y cocientes se obtienen al sumar y restar longitudes. Esto se logra deslizando un pieza central móvil (el cursor) hacia delante y hacia atrás a lo largo de la regla. Las demás escalas permiten obtener exponentes, funciones trigonométricas etc., la regla de calculo fue muy popular en su época.

LA TARJETA PERFORADA

Ideada por el francés JOSEPH MARIE JACQUARD (tejedor) en 1801. Llamada así por que tenía orificios o perforaciones en áreas de la tarjeta. Estas tarjetas fueron empleadas en los telares propiedad de Jacquard, para indicarle a las maquinas cuando realizar o no ciertas tareas; tal como, patrones en el tejido. Este invento, años más tarde fue empleado para permitir a los computadores almacenar y leer data.

LA MÁQUINA DE LAS DIFERENCIAS

Ideada por CHARLES BABBAGE en 1882. En vista de los errores de las tablas logarítmicas de la época, construyó una máquina capaz de calcular los logaritmos con veinte decimales. Posteriormente abandona el proyecto para dedicarse a uno mas ambicioso; “La maquina Analítica”. Esta fue diseñada como calculadora universal capaz de almacenar distintos programas (tal cual como las computadoras actuales).

Esta disponía de los siguientes elementos:

Dispositivos de entrada, por lo que se facilitaría a la máquina la recepción de data e instrucciones necesarias para procesar la misma.

Memoria para almacenar los datos y los resultados de los procesos.

Unidad de Control, para supervisar y ejecución de las operaciones según la secuencia adecuada.

Unidad aritmética lógica, encargada de efectuar las operaciones para las que ha sido programada.

Dispositivos de Salida, para transmitir al exterior los resultados del cálculo efectuado.

LA MÁQUINA TABULADORA

Creada por HERMÁN HOLLERITH en 1887 con el objeto de realizar el procesamiento de datos del censo de los Estados Unidos, el cual demo­raba manualmente más de nueve años. A la máquina se le introducían una serie de tarjetas perforadas con data, que al pasar por un cilindro especial permitía detectar las mismas y accionar un contador. Con esta máquina se pudo procesar la data del censo (del año 1890) en tiempo record: dos años.

Otro gran aporte de la máquina de Hollerith fue la creación de la empresa "TABULATING MACHINE COMPANY", que más tarde se fusionó con otras tres compañías y formaron "INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION" (IBM.), una de las más grandes em­presas fabricantes de computadoras.

ABC

Diseñada por JOHN VÍNCENT ATANASOFF (Dr. física y matemática) y CLIFFOD BERRY en 1937-1938. Fue la primera máquina que em­pleo tubos de vacío para almacenar y procesar data; llamada así por Atanasoff-Berry Computer.

MARK 1

Desarrollada por HOWARD AIKEN con científicos de la Universidad de Harvard e Ingenieros de IBM. durante la segunda guerra mundial. Esta se basaba en descubrimientos de BABBAGE con su "Máquina Ana­lítica". Culminaron su ensamblaje a finales de 1944 después de 7 años de trabajo y su denominación oficial fue "Calculadora Automática de Secuencia Controlada". El Mark 1 era una computadora basada en relevadores electromecánicos que podía ejecutar una secuencia de ope­raciones aritméticas aleatorias controladas por una secuencia de instruc­ciones codificadas. Esta impresionante máquina media 15 Mts de largo por 2.4 Mis de alto, estaba formada por 800.000 piezas y más de 804 Km . de cable. Tenía la capacidad de manejar números de hasta 23 dígitos y realizar multiplicaciones en menos de tres segundos.

Esta máquina fue el primer amplificador automático de la memoria, que procesaba datos a una velocidad operativa promedio de 10 Kilohertz. Esta es una velocidad extraordinaria si se piensa en lo que se puede pro­cesar manual o mecánicamente con certeza, en 1 segundo.

ENIAC

JOHN MAUCHLY y PRESPER ECKERT Jr. conjuntamente con cientí­ficos de la Universidad de Pensilvania trabajan en un proyecto en 1946 e inventan el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) basándose en el ABC. Este fue el primer computador electrónico que formó parte de un proyecto de guerra del ejército de los Estados Unidos, su primera aplicación fue la construcción de tablas de cálculo para la trayectoria de misiles. El Eniac podía realizar trescientas multiplicacio­nes por segundo y estaba formado por 18.000 mil tubos al vacío, 6.000 interruptores, pesaba 30 toneladas y ocupaba 1.300 pies cuadrados (aproximadamente tres oficinas). Fue utilizado por el ejército hasta 1955, cuando fue colocada en un museo.

UNIVAC 1

En 1946 JOHN MAUCHLY y PRESPER ECKERT Jr. fundan su propia empresa y comienzan a trabajar en la computadora automática universal. En 1949. SPERRY RAND adquiere la compañía y a principios de 1951 la primera UNIVAC 1 se instaló en la oficina de censos. Sólo doce años más tarde también fue puesta en un museo. Fue la primera computadora construida con fines comerciales.

EDVAC

En 1945 JOHN MAUCHLY, PRESPER ECKERT jr. y expertos de la Escuela Moore comienzan el diseño de la EDVAC que fue la primera computadora electrónica con programa almacenado. Pero el proyecto se retraso debido a que Mauchly y Eckert en 1946 se retiran y es en 1952 cuando es finalizada.

Esta se basó en una idea de JOHN VON NEUMAN quien en 1944 escribió una ponencia en la que sugirió:

1) Los sistemas de numeración binaria deben ser utilizados en las computadoras.

2) Los programas y la data deben ser almacenados en la máquina.

A partir de entonces comienzan una serie de cambios tecnológicos y se inicia la revolución de la información. Las computadoras se fueron trans­formando con velocidades tan altas y cambios importantes que fueron necesarios clasificarlos por generaciones.

GENERACIONES DE COMPUTADORAS

Los instrumentos de cálculo fueron evolucionando hasta transformarse en dispositivos mucho más sofisticados y con mayor poder de realizar operaciones aritméticas. También se realizaron descubrimientos en el campo de la tecnología que permitieron reducir las dimensiones físicas y aumentar la velocidad de cálculo. En relación a estos avances tecnológi­cos podríamos clasificar los computadores en cinco generaciones:

PRIMERA GENERACIÓN (1940... 1955)

La característica principal de esta primera generación, es que empleaba como componente básico las válvulas al vacío y el cableado como trans­misor de data (bus) entre los mismos. Como consecuencia los equipos eran de gran tamaño, se necesitaba un equipo de técnicos para darle mantenimiento a sus partes. Se calentaban con facilidad, de manera que había que utilizar costosos equipos de enfriamiento. Por otra parte, debido a sus constantes fallas, no eran del todo fiables. Su volumen, costo y mantenimiento permitían su adquisición solo a grandes empresas y organismos estatales.

Las memorias de estos equipos estaban formadas por pequeños anillos de metal ferromagnético insertados en las intersecciones de una red de hilos conductores. Si se le aplicaba corriente en una dirección, este era magnetizado. Una vez cortada la corriente, el anillo perma­nece magnetizado almacenando un BIT "O". A este tipo de almacenamiento se le denomina no volátil. Si la corriente se invierte, también lo hará el campo magnético cambiando de estado a un BIT "1".

Al principio la programación de estas maquinas se hacia en código binario a través de conmutadores con interruptores, más tarde se diseñaron los primeros programas ensambladores. El Fortran en 1955 fue destinado al uso científico, constituyó una auténtica revolución.

La primera generación de computadores comerciales hizo su aparición en el año 1952 con la introducción del computador LINT VA C. Estos computadores funcionaban por medio de válvulas al vacío y conductores de hilo metálico, por lo cual eran muy voluminosos y generaban mucho calor. Esto causaba daños frecuentes a las válvulas. Su velocidad era grande comparada con los sistemas que le precedieron, pero muy lenta en comparación con los computadores de hoy día.

SEGUNDA GENERACION (1955... 1965)

Comenzó con la invención del transistor en sustitución de la válvula al vació y el circuito impreso por el cableado. Se denominaron circuitos de "estado sólido" porque la electricidad no tenía que fluir a través del espacio como ocurría con las válvulas al vacío. Su tamaño era menor y generaban poco calor, tenían un mayor grado de confiabilidad, mayor capacidad de almacenamiento y mayor velocidad. Permitiendo reducir el espacio físico, los costos, el mantenimiento y aumentando la fiabilidad y velocidad de procesamiento.

La introducción de datos se hacía por tarjetas perforadas y emplean dispositivos magnéticos de almacenamiento externo, como cintas y dis­cos.

Durante esta generación se desarrollaron lenguajes para aplicaciones comerciales como:

- COBOL 1960 (COmmon Business Oriented Language o lenguaje orientado al negocio común).

- BASIC 1964 (Beginers All-purpose Symbolic Instruction Code o código de instrucción simbólico de todo propósito para principiantes).

Otro avance fue el tiempo compartido, para aprovechar el tiempo ocio­so del procesador mientras esperaba la transmisión de datos desde los periféricos (más lentos), permitiendo que este procesara distintos pro­gramas en forma secuencial..

Todos estos cambios hacen más factible la adquisición de estas máqui­nas, aumentando su comercio y aumentando la investigación en el área.

Las máquinas más difundidas para el momento eran IBM-1401, IBM-16200, IBM-7090, IBM-7094 quienes le permitieron a IBM. convertirse en líder del mercado.

TERCERA GENERACIÓN (1965...1975)

Comenzó con el desarrollo de la tecnología L.S.Í. (Large Scale Integration a gran escala) del circuito integrado en sustitución del transistor y el circuito impreso. Permitiendo reducir el espacio físico, los costos, el mantenimiento y aumentando la fiabilidad y velocidad de procesamiento.

Se generaliza el multiprocesamiento (procesamiento simultáneo de varios trabajos) o tiempo compartido y el tiempo real mediante teleproceso (procesamiento a distancia). Los trabajos eran almacenados en tarjetas perforadas.

Se emplean redes de terminales periféricos conectados a la unidad central, lo que permitía utilizar la computadora desde lugares alejados. Esto permitió la descentralización de los procesos de cálculo y la agilización de las aplicaciones de gestión en las empresas. Las maquinas más difundidas para el momento eran las IBM-360, IBM-370.

La miniaturización de los circuitos continuaba rápidamente

CUARTA GENERACIÓN (1975...1981)

Comenzó con el desarrollo de la tecnología V.L.S.I. (Very Large Scale Integration o integración a muy gran escala) del circuito integrado en combinación con tecnología L.S.I. de circuitos integrados. Permitiendo reducir el espacio físico, los costos, el mantenimiento y aumentando la fiabilidad y velocidad de procesamiento.

A mediados de los años setenta, la empresa INTEL logró integrar un procesador completo en un solo integrado o chip, llamado microprocesador. Este fue diseñado para control de maquinaria y no para procesar data comercial, dada que inicialmente tenía poca capaci­dad. Mas tarde es incorporado al mercado en microcomputadores lla­mados PC (Personal Computer o computador personal) con la finalidad de penetrar nuevos mercados y abaratar costos.

También en esta generación se inventa y comercializa el floppy disk o disco flexible. Esta invención permite almacenar data con más facilidad y abarata los costos. Otra gran ventaja es que la data es más fácil de transportar, popularizando el microcomputador.

En 1977 Steve Jobs y A. Wozniak, crearon el primer microcomputador comercial, este fue ensamblado en un garaje. Al principio se pensó corno un juguete caro para aficionados a las computadoras, pero pronto inventaron programas y dispositivos periféricos que la hicieron capaz, de realizar tareas de cálculo y gestión de datos. Fundaron la marca APPLE con el fin de lanzar al mere ido su producto. El éxito impulsó las investigaciones y diseño de procesadores más potentes, penetrando mercados menos pudientes, como la pequeña y mediana empresa y más tarde en hogares comunes.

El desarrollo de nuevos microprocesadores hizo tan eficientes las microcomputadoras que las colocó en competencia con sus hermanas mayores las minicomputadoras, por un costo mucho menor.

QUINTA GENERACIÓN

Esta generación no se ha definido aún, algunos afirman con los recién introducidos equipos con: sistemas de computación de circuitos miniaturizados impresos, memorias de quarzo, el CD ROM y las impresoras de rayos láser y mas que nada, con los cambios a nivel de software, es decir, los programas. A los que no será necesario especificar como realizar una tarea, debido a que bastará con da para que ellos mismos encuentren el modo de hacerlo. Esta es la llamada INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

CUADRO DE GENERACIONES

CLASIFICACIÓN DK LAS COMPUTADORAS ANALÓGICAS

De acuerdo a los elementos que las componen se pueden clasificar en tres tipos:

 

ANALÓGICAS

Son las que procesan señales eléctricas analógicas proporciona­les a medidas físicas. Su programación en la mayoría de los casos está en su propio cableado y se utilizan fundamentalmente para controlar procesos y en determinados problemas de simulación. Un ejemplo claro es un semáforo, este se programa para cam­biar de colores a intervalos de tiempo y puede dirigir tráfico bidireccional, tri direccional, etc.

DIGITALES

Son aquellas que procesan señales de tipo digital. Se programan por medio de lenguajes de programación y su utilización com­prende cualquier Tipo de trabajos. En la actualidad el 95% (aproxi­madamente) de las computadoras son de este tipo. Con las computadoras digitales la información se representa por una serie de caracteres como sucede con una calculadora de escri­torio en la que los números se representan con dígitos. Las digitales son las que emplearemos como objeto de estudio. De tal forma, las clasificaremos de la siguiente manera:

- Microcomputadora.

- Minicomputadoras.

- Macrocomputadoras

- Supercomputadoras.

MICROCOMPUTADORAS

Son dispositivos digitales operacionales que están basados en un circuito integrado (CHIP) llamado microprocesador. Este posee el 75% de la potencia de cálculo y manipulación de datos de un computador digital. Un chip es un dispositivo electrónico en el cual los elementos activos (transistores) y pasivos (resistencias) están contenidos en un solo integrado.

Como ejemplo de las microcomputadoras tenemos: IMB PC/XT/AT 286. 386, 486, Pentium, los IBM PS/2, Epson, Macintosh, etc.

MINICOMPUTADORAS

Son equipos que pueden crecer modularmente y tienen un alto grado de integración a nivel de su escritura electrónica. Estos pueden atender a varios usuarios al mismo tiempo y su velocidad de procesamiento es mayor al de los microcomputadores. Poseen capacidad para manejar datos de mediano y gran volumen, por eso, se aplican en la administración de negocios y empresas medianos y grandes; en el control de procesos industriales como: control de calidad, producción, Inventarios y son de mucha utilidad en bancos.

Como ejemplo de las microcomputadoras tenemos: IBM S-34, S-36, S-38, AS-400.

MACROCOMPUTADOR

Los mainframes son más grandes, poderosos y rápidos, pueden atender a una gran cantidad de usuarios al mismo tiempo. Poseen una gran capacidad de almacenamiento y su velocidad de procesamiento es muy alta, por lo cual, son empleados en los sistemas administrativos de grandes empresas.

Como ejemplo de los macrocomputadoras tenemos: HP-3000, IBM-4321.IBM-4331, IBM-3081, etc.

SUPERCOMPUTADORAS

Son equipos que se caracterizan por su gran tamaño, velocidad de procesamiento y altísima capacidad de almacenamiento. Estos equipos tienen variedad de ca­nales de comunicación, como los son: líneas telefónicas dedicadas, antenas de micro-ondas (para comunicación vía satélite), fibras ópticas (para transmisión de voz e imagen), etc. Generalmente son empleadas para opera­ciones científicas de alta complejidad.

Como ejemplo de las supercomputadoras tenemos: CIBER205, CRAY-1 y CRAY-2.

HÍBRIDAS

Poseen características de los dos tipos mencionados. Suelen es­tar constituidos por una computadora digital que procesa infor­mación analógica, para lo cual tiene sus entradas y salidas con­troladas por medio de convertidores analógicos-digitales o digitales-analógicos.

La computadora híbrida es una combinación con una parte analógica y otra digital, con un sistema adecuado de comunica­ción y operación, ya que, la analógica opera básicamente en forma continua y en paralelo. Mientras que la digital opera en forma discreta y secuencial.

Un claro ejemplo es un torno computarizado. Este posee un computador programable para diferentes diseños de piezas de metal que permita hacer una simulación en pantalla. Si ésta es satisfactoria, procede ejecutar el proceso sobre la pieza real a través de brazos mecánicos.