Historia de los ordenadores PDF

Historia de los ordenadores Pasado Presente Futuro Desde que el Hombre empezó a comerciar y a construir, ha...

Historia de los ordenadores Pasado Presente Futuro Desde que el Hombre empezó a comerciar y a construir, ha tenido la necesidad de calcular y manejar datos. Nuestros antepasados contaban con los dedos, es la razón de que nuestro sistema de numeración sea decimal. Actualmente existen calculadoras electrónicas y ordenadores muy potentes para este fin, sin embargo, el invento del ordenador ha sido la consecuencia de un largo camino de descubrimientos que empezó con el primer instrumento de cálculo: el ábaco. CALCULADORAS MECÁNICAS (Anteriores al siglo XX) Las calculadoras mecánicas estaban fabricadas mediante engranajes y palancas y se movían con las manos, accionando una manivela o ruedas. El primer intento importante conocido fue el del físico y matemático francés Blaise Pascal que desarrolló en 1642 un calculador mecánico llamado Pascalina, capaz realizar sumas y restas mediante un sistema de ruedas dentadas. En 1671, el alemán Gottfried Leibniz mejoró la máquina de Pascal gracias al descubrimiento del tambor de dientes desiguales, que le permitió construir la Máquina Universal, capaz de realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones En 1804, Joseph Marie Jacquard, incorporó a sus máquinas de tejer lo que se considera el primer programa informático de la historia. Las tarjetas perforadas son precursoras del lenguaje binario, ya que dejan pasar o no las agujas que enganchan los hilos. De esta forma se crea el dibujo del tejido. En 1834, el matemático e inventor británico Charles Babbage, inventó la Máquina Analítica que era capaz de realizar cualquier cálculo y almacenar datos. La máquina analítica nunca llegó a construirse por los problemas que tuvo Babbage, pero su estructura serviría para el diseño y construcción de máquinas posteriores. CALCULADORAS ELECTROMECÁNICAS (Primera mitad SXX) La Segunda Guerra Mundial supuso un empujón importante a la evolución de los ordenadores. Los dos ejércitos, el alemán y los aliados se apresuraron a crear equipos que les ayudasen a calcular tablas de tiro, codiciar y descifrar códigos secretos, etc. Cada bando disponía de sus propias máquinas encriptadoras de mensajes para enviar instrucciones a sus tropas en el frente de manera que fuesen indescifrables por el enemigo. La más famosa fue la alemana Enigma. Para descifrar los códigos de la máquina enigma, se crearon Collosus y Bombe en la que participó Allan Turing, que finalmente consiguió romper el código enigma de los alemanes, lo que contribuyó a ganar la guerra. En 1941, el alemán Konrad Zuse construyó la computadora Z3, que estaba construida con relés electromagnéticos. Esto introdujo en las computadoras de forma efectiva, el lenguaje binario, que había sido propuesto de forma teórica por Allan Turing en 1936. EL SITEMA BINARIO Desde la incorporación de los relés electromagnéticos, los sucesivos componentes que se han incorporado a los ordenadores (válvulas de vacío, transistores, chips, etc.), han seguido usando el código binario como lenguaje de comunicación entre los diferentes componentes de la máquina. Todos los componentes de un ordenador trabajan con dos estados únicos: activado-desactivado, abierto-cerrado, pasa corriente-no pasa corriente, encendido-apagado, verdadero-falso, etc. Por esa razón el sistema binario es un sistema de numeración de base 2. Es decir, solo tiene dos dígitos: 1 y 0, que se denominan BIT (Binary Digit). Con estos dos dígitos, podemos representar cualquier número, ya que funciona igual que nuestro sistema numérico decimal. Los dos son sistemas numéricos posicionales. Es decir, el digito adopta un valor diferente según la posición. Si cogemos el número 777, vemos que está compuesto por el mismo dígito: el 7. Sin embargo, ese dígito adopta el valor de 7 en la primera posición, de 70 en la segunda y de 700 en la tercera. Ese valor que adopta el dígito 7 en cada posición, se obtiene elevando la base del sistema (en este caso 10) al número de posición que se desplaza. En el primer caso no se desplaza ningún puesto. Por lo tanto 10º es igual a 1. Si nos desplazamos un puesto, 101 es igual a 10. Si se desplaza dos puestos, 102 es igual a 100. Si multiplicamos el valor del dígito por el valor de la posición que ocupa, obtendremos el número 777. El sistema de numeración binario funciona igual. Los dos dígitos que posee adoptan diferente valor según la posición que ocupen. Si en el sistema decimal elevábamos la base 10 a la posición que se desplazaba, en el caso del sistema binario, elevamos la base 2 al número de posiciones que se desplaza y multiplicamos el valor del dígito por el valor que tiene por la posición. Por ejemplo, el número binario 10011010(2) se vería de la siguiente forma: 128 64 32 16 8 4 2 1 27 26 25 24 23 22 21 20 0 = 0*20 = 0 1 = 1*21 = 2 0 = 0*22 = 0 1 = 1*23 = 8 1 = 1*24 = 16 0 = 0*25 = 0 0 = 0*26 = 0 1 = 1*27 =128 La conversión sería = 154(10) valor decimal La información de un sistema puede ser fácilmente transferida a otro, para facilitar la comunicación entre humanos y máquinas. Por eso podemos convertir números decimales en binarios. En este caso, basta con dividir el número decimal por la base del sistema binario, es decir 2. De estas divisiones podeos obtener dos restos 1 y 0. Si los colocamos en sentido inverso, obtendremos nuestro número binario. Cuando los ordenadores comenzaron a trabajar con texto, asignaron a cada carácter un número decimal, con su correspondiente número binario. Debido a la cantidad de caracteres existentes, asignaron a cada letra o símbolo una cadena de 8 bits, ya que el mayor número decimal que se puede obtener con 8 bits, es 11111111 o lo que es lo mismo 255, que era el número de caracteres y símbolos que habían recopilado. Esta relación entre caracteres y códigos decimales y binarios se recoge en la llama tabla ASCII. A esta cadena de 8 Bits, se le denominó Byte. Por eso si escribo la palabra HOLA, ocupara 4 bytes en memoria. Como el sistema binario es un sistema posicional de base 2, el valor por posición se va duplicando. Por eso la siguiente medida a 1 byte serán 2 bytes, 4 bytes, 8 bytes, 16, 32. 64, 128, 256, 512, 1024. Para facilitar su uso, cuando se supera el número 1000, se cambia de nomenclatura. Así 1024 bytes equivalen a 1 Kilobyte (KB). Si seguimos este mismo planteamiento, obtendremos el conjunto de medidas que usamos en informática. GENERACIONES DE ORDENADORES (2ª mitad siglo XX y SXXI) Después de la 2ª Guerra Mundial, el ordenador comenzó a adquirir importancia en muchos ámbitos y se destinaron muchos recursos a desarrollarlos. Los sucesivos modelos de ordenadores que han ido apareciendo en el mercado desde entonces, se agrupan generaciones. Cada generación viene dada por la aparición de algún avance importante en el campo de la electrónica, que permitía hacer ordenadores más potentes, baratos y pequeños que los de la generación anterior. 1ª GENERACIÓN (1945 a 1954) Innovación más importante En 1904, el británico John Fleming inventó la válvula de vacío, que realizaba la misma operación que un relé, pero sin partes móviles y sin consumir tanta electricidad. En el año 1945 un equipo de la universidad de Pensilvania diseñó el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and calculator), sustituyendo los relés elctromagnéticos por válvulas de vacío. Es, por tanto, considerado el primer ordenador electrónico. Los ordenadores de esta época eran muy complicados de programar, ya que sólo hablaban lenguaje binario y se empleaban con fines científicos o militares, ya que eran muy caros de fabricar, de mantener hacía falta un conjunto de matemáticos para su programación. El primer ordenador de primera generación fue el Eniac, visto anteriormente. El ENIAC ocupaba todo el primer piso de la universidad de Filadelfia, pesaba 30 toneladas y contenía 18.200 tubos electrónicos que generaban mucho calor y consumían cerca de 200 kilovatios. Cuando se ponía en marcha las luces del oeste de la ciudad parpadeaban. Cada vez que se cambiaba de tipo de operación, había que cambiar las conexiones de los cables de las lámparas. Además, las lámparas se fundían con mucha facilidad. A pesar de los inconvenientes, el ENIAC obtuvo un éxito rotundo gracias a que era 300 veces más rápido de cálculo y era 10 veces más barato. El otro ordenador insignia de esta generación era el Univac, creado en 1951 2ª GENERACIÓN (1955 a 1964) Innovación más importante En 1951 un conjunto de científicos patentó un dispositivo denominado transistor. Es un semiconductor, que permite el paso de corriente o no. Por lo tanto, puede hablar sistema binario. El transistor es mucho más pequeño, no produce calor y consume mucha menos energía. En 1956 Se presentó Atlas, un ordenador elaborado con transistores. Mucho más pequeño que Eniac y Univac El transistor trajo considerables mejoras a la fabricación de ordenadores: ▪ Operaban en microsegundos, es decir eran mucho más veloces. ▪ Tenían un tamaño mucho más reducido. ▪ Sufrían menor número de averías ▪ Consumen menos energía ▪ Los costes de fabricación son menores ▪ Apareció el almacenamiento magnético Otras innovaciones importantes En 1963, la empresa En 1955 se inventa Unimation comercializa la fibra óptica el primer robot industrial 3ª GENERACIÓN (1965 a 1971) Innovación más importante En 1958 se inventa el circuito integrado. Son placas o pastillas en donde se colocan miles de transistores y componentes electrónicos en miniatura. La principal ventaja es la reducción de tamaño, la eliminación de cables internos y el abaratamiento de costes de producción. En 1965 aparece el IBM 360, que integraba circuitos integrados. Los circuitos integrados sustituyeron a los transistores, lo que supone un gran avance: ▪ La conexión entre elementos ya no se hace por cables. Los cables se implimen en una placa de silicio y sobre ellos se sueldan los componentes. ▪ Eran más baratos fundamentalmente porque los circuitos estaban compuestos mayormente de silicio un material muy abundante en la corteza terrestre. ▪ La velocidad de cálculo era 1000 veces mayor ▪ Los ordenadores son más pequeños y consumen menos energía. Otras innovaciones importantes A finales de los años sesenta, el departamento de defensa de los EE.UU. desarrolla la red Arpanet. Esta red permitía el envío de información entre sus ordenadores por distintas rutas, con el fin de que pudiera sobrevivir a una destrucción parcial del sistema. A esta red se la considera la precursora de Internet. 4ª GENERACIÓN (1972 a 1990) Innovación más importante Aparece el microprocesador, que llevaba algunos años en fases de investigación. En 1972, Intel fabrica el primer microprocesador llamado 4004. Un microprocesador es un circuito integrado que contiene miles de transistores y que se convierte en el cerebro del ordenador. El microprocesador hizo posible la creación de los ordenadores personales (por coste y tamaño). Ahora era posible fabricarlo en cadena con un coste muy reducido. Aparecieron también kits de auto montaje, lo que propició la aparición de nuevas empresas como Apple y Microsoft. Es decir, comienza la industria informática (hardware y software). En los años 80, dos jóvenes estadounidenses, Steve Jobs y Steve Wozniak dieron, el gran salto al fabricar en un garaje el primer prototipo de ordenador Apple. En esa misma época Bill Gates fundó la mayor empresa de software Microsoft. Otras innovaciones importantes A principios de los 80, surge Hacia 1981 se lanzan al mercado la red Internet, a partir de la los primeros reproductores red militar Arpanet, y se digitales y los CD, fabricados por extiende en los ambientes las empresas Sony y Phillips. universitarios. 5ª GENERACIÓN (1991 a 1999) Innovación más importante Los microprocesadores evolucionan rápidamente, multiplicando sus componentes y el número de operaciones por segundo. Ahora son microprocesadores multinúcleo, que son capaces de realizar muchas más operaciones simultáneas. Esto provoca el desarrollo de Sistemas Operativos multifuncionales, multiusuario y multimedia. Estos avances hacen que se extienda exponencialmente el uso de los ordenadores personales, convirtiéndose en un aparato de uso cotidiano en usuarios de todo tipo. Es el boom de la informática, acompañado del Boom de Internet con el desarrollo de la WWW. Esta generación supone la generalización e incorporación masiva de los sistemas de almacenamiento óptico, como el CD-ROM, DVD, etc. en detrimento de los medios de almacenamiento magnéticos que existían hasta ahora. Surgen en esta generación los ordenadores portátiles y se perfeccionan las pantallas táctiles. En 1999 se comercializa Surge la IA, para realizar el primer USB 1.1. traducciones, sintetizar audio, Todavía su uso es muy reconocimiento de palabras residual. (OCR), etc. 6ª GENERACIÓN (2000 – Actualidad) Innovación más importante Esta generación se caracteriza fundamentalmente por el desarrollo de las comunicaciones. Gracias al avance y la incorporación masiva de la fibra óptica y los avances en Wireless, se desarrollan las aplicaciones y almacenamientos en la nube Se incorpora de manera masiva el uso de la fibra óptica a las comunicaciones. Esto, unido al desarrollo de Internet de la Generación anterior y al desarrollo de tecnologías inalámbricas fiables, provoca el trabajo en la nube tanto en aplicaciones como en almacenamiento. Otras innovaciones importantes Uso cotidiano de Se normaliza el uso de impresión en 3D aplicaciones en Smartphone Surge la Realidad Virtual Surge la Realidad Aumentada y el Metaverso y Mixta Grandes avances en el Irrumpe la Inteligencia campo de la robótica Artificial Generativa (IAG) LOS ORDENADORES EN EL FUTURO Dos grandes avances El grafeno es un material que se extrae del grafito y que encontramos en objetos tan cotidianos como la mina de un lápiz. Está considerado el sucesor del silicio. Es un conductor transparente, muy flexible y resistente, que permite crear pantallas enrollables, grandes superficies táctiles, etc. El ordenador Quántico. Utiliza los denominados Qbits, que, a diferencia del sistema binario, puede ser 1, 0, o ambos a la vez en diferentes proporciones. Esto le otorga una capacidad de cálculo impresionante. Un ordenador quántico puede hacer 10 billones de operaciones por segundo