Monografias | La evolución de las computadoras

Índice

1. Introducción

2. Clasificación de las Computadoras

3. Conclusión

4. Bibliografía

1. Introducción

Este trabajo es un informe práctico acerca del origen de las computadoras,clasificándolas por generaciones, cada generación viene dada por cambios ymejoras tecnológicas, pero antes de hablar de cada generación debemos conoceralgo de la historia que llevo a construir la 1era computadora.
Por siglos los hombres han tratado de usar fuerzas y artefactos de diferentetipo para realizar sus trabajos, para hacerlos mas simples y rápidos. Lahistoria conocida de los artefactos que calculan o computan, se remonta a muchosaños antes de Jesucristo.
Dos principios han coexistido con la humanidad en este tema. Uno es usar cosaspara contar, ya sea los dedos, piedras, conchas, semillas. El otro es colocaresos objetos en posiciones determinadas. Estos principios se reunieron en el ábaco,instrumento que sirve hasta el día de hoy, para realizar complejos cálculosaritméticos con enorme rapidez y precisión.
En el Siglo XVII en occidente se encontraba en uso la regla de cálculo,calculadora basada en las inv. de Nappier, Gunther y Bissaker. John Napier(1550-1617) descubre la relación entre series aritmética y geométricas,creando tablas que el llama logaritmos. Edmund Gunter se encarga de marcar loslogaritmos de Napier en líneas. Bissaker por su parte coloca las líneas deNappier y Gunter sobre un pedazo de madera, creando de esta manera la regla de cálculo.Durante más de 200 años, la regla de cálculo es perfeccionada, convirtiéndoseen una calculadora de bolsillo, extremadamente versátil. Por el año 1700 lascalculadoras numéricas digitales, representadas por el ábaco y lascalculadoras análogas representadas por la regla de cálculo, eran de uso comúnen toda Europa.
Blaise Pascal (1623-1662), además de escribir tratados filosóficos yliterarios, científicos y matemáticos, se dio tiempo para inventar máquinas.Una de ellas su máquina de calcular, capaz de realizar sumas y restas. Pese asu ocasional inexactitud, esta temprana máquina de Pascal, llegó a ser elprototipo de los artefactos calculadores, que se encuentran profusamenterepartidos por todo el mundo.
Gottfried W. von Leibnitz (1646-1717), fue el siguiente en avanzar en el diseñode una máquina calculadora mecánica. Su artefacto se basó en el principio dela suma repetida y construida en 1694. Muchas adaptaciones de la máquina deLeibnitz perduraron en equipos de oficina, hasta hace poco. Mucho tiempo tomópara que científicos e ingenieros se preocuparan de hacer equipos precisos de cálculo.Los adelantos los aportó la industria relojera, la cual desarrolló mecanismosde gran precisión y tolerancia durante los siglos XVIII y XV IX. Las técnicasde relojería aplicadas a máquinas de calcular produjeron instrumentosaltamente refinados.
Charles Babbage (1792-1781), profesor de matemáticas de la Universidad deCambridge, Inglaterra, desarrolla en 1823 el concepto de un artefacto, que eldenomina "máquina diferencial". La máquina estaba concebida pararealizar cálculos, almacenar y seleccionar información, resolver problemas yentregar resultados impresos. Babbage imaginó su máquina compuesta de variasotras, todas trabajando armónicamente en conjunto: los receptores recogiendoinformación; un equipo transfiriéndola; un elemento almacenador de datos yoperaciones; y finalmente una impresora entregando resultados. Pese a su increíbleconcepción, la máquina de Babbage, que se parecía mucho a una computadora, nollegó jamás a construirse. Los planes de Babbage fueron demasiado ambiciosospara su época. Demasiado y demasiado pronto. Este avanzado concepto, conrespecto a la simple calculadora, le valió a Babbage ser considerado como elprecursor de la computadora.
La novia de Babbage, Ada Augusta Byron, luego Condesa de Lovelace, hija delpoeta inglés Lord Byron, que le ayuda en el desarrollo del concepto de la MáquinaDiferencial, creando programas para la máquina analítica, es reconocida yrespetada, como el primer programador de computadoras.

Un lenguaje de computación lleva hoy día su nombre: ADA.
Joseph Jacquard (1752-1834), industrial francés es el siguiente en aportar algoal moderno concepto de las computadoras, para seguir adelante.
Jacquard tuvo la idea de usar tarjetas perforadas para manejar agujas de tejer,en telares mecánicos. Un conjunto de tarjetas constituían un programa, el cualcreaba diseños textiles.
Una ingeniosa combinación de los conceptos de Babbage y Jacquard, dan origen en1890 a un equipo electromecánico, que salva del caos a la Oficina de Censo deEstado Unidos. Hermann Hollerith usa una perforadora mecánica para representarletras del alfabeto y dígitos en tarjetas de papel, que tenían 80 columnas yforma rectangular. La máquina de Hollerith usando información perforada en lastarjetas, realiza en corto tiempo la tabulación de muchos datos. Este artefactoes llamado por su inventor Máquina de Registro Unitario (M.R.U.). Corto tiempodespués se comienzan a construir en serie y a vender por la empresaInternational Business Machinery - I.B.M., empresa de las 3 letras.
1944 marca la fecha del la primera computadora, al modo actual, que se pone enfuncionamiento. Es el Dr. Howard Aiken en la Universidad de Harvard, EstadosUnidos, quien la presenta con el nombre de Mark I. Es esta la primera máquinaprocesadora de información. La Mark I funcionaba eléctricamente, instruccionese información se introducen en ella por medio de tarjetas perforadas. Loscomponentes trabajan basados en principios electromecánicos. A pesar de su pesosuperior a 5 toneladas y su lentitud comparada con los equipos actuales, fue laprimer máquina en poseer todas las características de una verdaderacomputadora.
La primera computadora electrónica fue terminada de construir en 1946, porJ.P.Eckert y J.W.Mauchly en la Universidad de Pensilvania, U.S.A. y se le llamóENIAC. Con ella se inicia una nueva era, en la cual la computadora pasa a ser elcentro del desarrollo tecnológico, y de una profunda modificación en elcomportamiento de las sociedades.

2. Clasificación de las Computadoras

Generaciones
Teniendo en cuenta las diferentes etapas de desarrollo que tuvieron lascomputadoras, se consideran las siguientes divisiones como generaciones aisladascon características propias de cada una, las cuáles se enuncian a continuación.

Primera Generación (1951-1958)
Bulbos
Características Principales

• Sistemas constituidos por tubos de vacío, desprendían bastante calor y tenían una vida relativamente corta.
• Máquinas grandes y pesadas. Se construye el ordenador ENIAC de grandes dimensiones (30 toneladas).
• Alto consumo de energía. El voltaje de los tubos era de 300v y la posibilidad de fundirse era grande.
• Almacenamiento de la información en tambor magnético interior. Un tambor magnético disponía de su interior del ordenador, recogía y memorizaba los datos y los programas que se le suministraban.
• Continuas fallas o interrupciones en el proceso.
• Requerían sistemas auxiliares de aire acondicionado especial.
• Programación en lenguaje máquina, consistía en largas cadenas de bits, de ceros y unos, por lo que la programación resultaba larga y compleja.
• Alto costo.
• Uso de tarjetas perforadas para suministrar datos y los programas.
• Computadora representativa UNIVAC y utilizada en las elecciones presidenciales de los E.U.A. en 1952.
• Fabricación industrial. La iniciativa se aventuro a entrar en este campo e inició la fabricación de computadoras en serie.

Segunda generación (1959-1964)
Transistores
Cuando los tubos de vacío eran sustituidos por los transistores, estas últimaseran más económicas, más pequeñas que las válvulas miniaturizadas consumíanmenos y producían menos calor. Por todos estos motivos, la densidad delcircuito  podía ser aumentada sensiblemente, lo que quería decir que loscomponentes podían colocarse mucho más cerca unos a otros y ahorrar mucho másespacio.

Características Principales

• Transistor como potente principal. El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor, y se expone en los llamados circuitos transistorizados.
• Disminución del tamaño.
• Disminución del consumo y de la producción del calor.
• Su fiabilidad alcanza metas inimaginables con los efímeros tubos al vacío.
• Mayor rapidez, la velocidad de las operaciones ya no se mide en segundos sino en ms.
• Memoria interna de núcleos de ferrita.
• Instrumentos de almacenamiento: cintas y discos.
• Mejoran los dispositivos de entrada y salida, para la mejor lectura de tarjetas perforadas, se disponía de celulas fotoeléctricas.
• Introducción de elementos modulares.
• Aumenta la confiabilidad.
• Las impresoras aumentan su capacidad de trabajo.
• Lenguajes de programación mas potentes, ensambladores y de alto nivel (fortran,cobol y algol).
• Aplicaciones comerciales en aumento, para la elaboración de nóminas, facturación y contabilidad, etc.

Tercera generación (1964 - 1971)
Circuito integrado (chips)
Características Principales

• Circuito integrado desarrollado en 1958 por Jack Kilbry.
• Circuito integrado, miniaturización y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio o (chip).
• Menor consumo de energía.
• Apreciable reducción de espacio.
• Aumento de fiabilidad y flexibilidad.
• Aumenta la capacidad de almacenamiento y se reduce el tiempo de respuesta.
• Generalización de lenguajes de programación de alto nivel.
• Compatibilidad para compartir software entre diversos equipos.
• Computadoras en Serie 360 IBM.
• Teleproceso: Se instalan terminales remotas, que accesen la Computadora central para realizar operaciones, extraer o introducir información en Bancos de Datos, etc...
• Multiprogramación: Computadora que pueda procesar varios Programas de manera simultánea.
• Tiempo Compartido: Uso de una computadora por varios clientes a tiempo compartido, pues el aparato puede discernir entre diversos procesos que realiza simultáneamente.
• Renovación de periféricos.
• Instrumentación del sistema.
• Ampliación de aplicaciones: en Procesos Industriales, en la Educación, en el Hogar, Agricultura, Administración, Juegos, etc.
• La minicomputadora.

Cuarta generación (1971-1982)
Microcircuito integrado
El microprocesador: el proceso de reducción del tamaño de los componentesllega a operar a escalas microscópicas. La microminiaturización permiteconstruir el microprocesador, circuito integrado que rige las funcionesfundamentales del ordenador.
Las aplicaciones del microprocesador se han proyectado más allá de lacomputadora y se encuentra en multitud de aparatos, sean instrumentos médicos,automóviles, juguetes, electrodomésticos, etc.
Memorias Electrónicas: Se desechan las memorias internas de los núcleos magnéticosde ferrita y se introducen memorias electrónicas, que resultan más rápidas.Al principio presentan el inconveniente de su mayor costo, pero este disminuyecon la fabricación en serie.
Sistema de tratamiento de base de datos: el aumento cuantitativo de las bases dedatos lleva a crear formas de gestión que faciliten las tareas de consulta yedición. Lo sistemas de tratamiento de base de datos consisten en un conjuntode elementos de hardware y software interrelacionados que permite un usosencillo y rápido de la información

Características Principales

• Microprocesador: Desarrollado por Intel Corporation a solicitud de una empresa Japonesa (1971).
• El Microprocesador: Circuito Integrado que reúne en la placa de Silicio las principales funciones de la Computadora y que va montado en una estructura que facilita las múltiples conexiones con los restantes elementos.
• Se minimizan los   circuitos, aumenta la capacidad de almacenamiento.
• Reducen el tiempo de respuesta.
• Gran expansión del uso de las Computadoras.
• Memorias electrónicas más rápidas.
• Sistemas de tratamiento de bases de datos.
• Generalización de las aplicaciones: innumerables y afectan prácticamente  a todos los campos de la actividad humana: Medicina, Hogar, Comercio, Educación, Agricultura, Administración, Diseño,   Ingeniería, etc...
• Multiproceso.
• Microcomputadora.

Quinta Generación Y La Inteligencia Artificial (1982- )
El propósito de la Inteligencia Artificial es equipar a las Computadoras con"Inteligencia Humana" y con la capacidad de razonar para encontrarsoluciones.  Otro factor fundamental del diseño, la capacidad de laComputadora para reconocer patrones y secuencias de procesamiento que hayaencontrado previamente, (programación Heurística) que permita a la Computadorarecordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento, en esencia, laComputadora aprenderá a partir de sus propias experiencias usará sus Datosoriginales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y conservaráesos resultados para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones. El conocimiento recién adquirido le servirá como base para la próxima seriede soluciones.

Características Principales

• Mayor velocidad.
• Mayor miniaturización de los elementos.
• Aumenta la capacidad de memoria.
• Multiprocesador (Procesadores interconectados).
• Lenguaje Natural.
• Lenguajes de programación: PROGOL (Programming Logic) y LISP (List Processing).
• Máquinas activadas por la voz que pueden responder a palabras habladas en diversas lenguas y dialectos.
• Capacidad de traducción entre lenguajes que permitirá la traducción instantánea de lenguajes hablados y escritos.
• Elaboración inteligente del saber y número tratamiento de datos. 
• Características de procesamiento similares a las secuencias de procesamiento Humano.
• La Inteligencia Artificial recoge en su seno los siguientes aspectos fundamentales:

1. Sistemas Expertos

Un sistema experto no es una Biblioteca (que aporta información), si no un consejero o especialista en una materia (de ahí que aporte saber, consejo experimentado).
Un sistema experto es un sofisticado programa de computadora, posee en su memoria y en su estructura una amplia cantidad de saber y, sobre todo, de estrategias para depurarlo y ofrecerlo según los requerimientos, convirtiendo a el sistema en un especialista que está programado.
Duplica la forma de pensar de expertos reconocidos en los campos de la medicina, estrategia militar, exploración petrolera, etc...   Se programa a la computadora para reaccionar en la misma forma en que lo harían expertos, hacia las mismas preguntas, sacaba las mismas conclusiones iniciales, verificaba de la misma manera la exactitud de los resultados y redondeaba las ideas dentro de principios bien definidos.

2. Lenguaje natural

Consiste en que las computadoras (y sus aplicaciones en robótica) puedan comunicarse con las personas sin ninguna dificultad de comprensión, ya sea oralmente o por escrito: hablar con las máquinas y que éstas entiendan nuestra lengua y también que se hagan entender en nuestra lengua.

3. Robotica

Ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots.   Los Robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben Datos de Entrada y que están conectados a la Computadora.  Esta recibe la información de entrada y ordena al Robot que efectúe una determinada acción y así sucesivamente.
Las finalidades de la construcción de Robots radican principalmente en su intervención en procesos de fabricación.  ejemplo: pintar en spray, soldar carrocerías de autos, trasladar materiales, etc...

4. Reconocimiento De La Voz

Las aplicaciones de reconocimiento de la voz tienen como objetivo la captura,por parte de una computadora, de la voz humana, bien para el tratamiento dellenguaje natural o para cualquier otro tipo de función.

3. Conclusión

Gracias a las computadoras y de los avances en relación a ellas hemosalcanzado un nivel de tecnología muy elevado el cual nos ha servido para muchasáreas, como por ejemplo las comunicaciones, la medicina, la educación, etc.
La investigación actual dirigida a aumentar la velocidad y capacidad de lascomputadoras se centra sobre todo en la mejora de la tecnología de loscircuitos integrados y en el desarrollo de componentes de conmutación aún másrápidos. Se han construido circuitos integrados a gran escala que contienenvarios millones de componentes en un solo chip.
Las computadoras se han convertido en la principal herramienta utilizada por elhombre y ya son parte esencial de cada uno de nosotros.

Otros avances:
Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los dispositivoscon el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de mantenimiento delos sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad. Los relojesdigitales, las computadoras portátiles y los juegos electrónicos son sistemasbasados en microprocesadores.
La electrónica médica ha progresado desde la tomografía axial computarizada(TAC) hasta llegar a sistemas que pueden diferenciar aún más los órganos delcuerpo humano. Se han desarrollado asimismo dispositivos que permiten ver losvasos sanguíneos y el sistema respiratorio.

4. Bibliografía

"Electrónica." Enciclopedia Microsoft® Encarta® 2001. ©1993-2000 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
http://www.iacvt.com.ar/generaciones.htm
http://www.formarse.com.ar/informatica/generaciones.htm
http://www.perantivirus.com/historia/index.htm

Conceptos Básicos

Tubos de vacío
Un tubo de vacío consiste en una cápsula de vidrio de la que se ha extraídoel aire, y que lleva en su interior varios electrodos metálicos. Un tubosencillo de dos elementos (diodo) está formado por un cátodo y un ánodo, esteúltimo conectado al terminal positivo de una fuente de alimentación. El cátodo(un pequeño tubo metálico que se calienta mediante un filamento) liberaelectrones que migran hacia él (un cilindro metálico en torno al cátodo,también llamado placa). Si se aplica una tensión alterna al ánodo, loselectrones sólo fluirán hacia el ánodo durante el semiciclo positivo; duranteel ciclo negativo de la tensión alterna, el ánodo repele los electrones,impidiendo que cualquier corriente pase a través del tubo. Los diodosconectados de tal manera que sólo permiten los semiciclos positivos de unacorriente alterna (c. a.) se denominan tubos rectificadores y se emplean en laconversión de corriente alterna a corriente continua.

El transistor
El transistor bipolar fue inventado en 1948 para sustituir al tubo de vacíotriodo. Está formado por tres capas de material dopado, que forman dos unionespn (bipolares) con configuraciones pnp o npn. Una unión está conectada a labatería para permitir el flujo de corriente (polarización negativa frontal, opolarización directa), y la otra está conectada a una batería en sentidocontrario (polarización inversa). Si se varía la corriente en la unión depolarización directa mediante la adición de una señal, la corriente de la uniónde polarización inversa del transistor variará en consecuencia. El principiose puede utilizar para construir amplificadores en los que una pequeña señalaplicada a la unión de polarización directa provocará un gran cambio en lacorriente de la unión de polarización inversa.

Circuitos integrados

La mayoría de los circuitos integrados son pequeños trozos, o chips, desilicio, de entre 2 y 4 mm2, sobre los que se fabrican los transistores. Lafotolitografía permite al diseñador crear centenares de miles de transistoresen un solo chip situando de forma adecuada las numerosas regiones tipo n y p.Durante la fabricación, estas regiones son interconectadas mediante conductoresminúsculos, a fin de producir circuitos especializados complejos. Estoscircuitos integrados son llamados monolíticos por estar fabricados sobre un únicocristal de silicio. Los chips requieren mucho menos espacio y potencia, y sufabricación es más barata que la de un circuito equivalente compuesto portransistores individuales.

Este circuito integrado, un microprocesador F-100, tiene sólo 0,6 cm2, y eslo bastante pequeño para pasar por el ojo de una aguja.

Trabajo enviado por:
Georgette Romero (16.555.981)
Gustavo Da Silva (13.538.161)
samuray@cantv.net
Giovanni López (14.201.892)

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