viernes, 9 de noviembre de 2012

4º ESO INF. BREVE HISTORIA DE LOS ORDENADORES


 BREVE HISTORIA DE LOS ORDENADORES.


La primera "máquina" destinada a facilitar las operaciones de cálculo encuentra su origen en China hace unos 2.500 años: es el ábaco. Los romanos también usaron ábacos, con piedras a las que llamaban "cálculos", origen de la palabra actual.

Ábaco


            A comienzos del siglo XX [1901], un grupo de buzos, pescadores de esponjas, encontró en forma accidental a 40 metros de profundidad, los restos de un naufragio, en las cercanías de la isla griega de Antikhitera [situada al sur de la Península del Peloponeso y al Noroeste de Creta. La nave, de probable origen romano, habría naufragado hace alrededor de 2.000 años, entre 50 y 100 años antes de la era cristiana. Entre los restos del naufragio los buzos encontraron un antiquísimo artefacto, que se conoce como “El Mecanismo de Antikhitera”

Mecanismo de AntiKhitera, tal y comos se encontró.



Podría ser descripto como una computadora analógica o mecánica, un sorprendente mecanismo de relojería, que por medio de sofisticados mecanismos puede calcular el movimiento de los cuerpos celestes. En su parte frontal se distingue un dial que muestra la posición del Sol, la Luna y los planetas a través del Zodíaco.

En su parte posterior exhibe un calendario luni-solar de 19 años que permitiría predecir eclipses. Entre ambas un sofisticado ingenio de engranajes y diferenciales que las conectan. Abajo podemos ver una reconstrucción actual de la misma.

Reconstrución del mecanismo de Antikhitera.





Imágenes tomadas con Rayos “X” han permitido deducir que el ingenio tuvo 37 ruedas dentadas que lo hacían funcionar. El engranaje diferencial que posee el artefacto, reaparecerá en la historia en el siglo XVI y los niveles de miniaturización y complejidad de sus partes sólo puede ser comparado con relojes del siglo XVIII.

La Máquina cósmica de Su Song, construida en el  1086 aproximadamente, servía para estudiar el movimiento de la Luna y de ciertos astros, entre ellos el Sol. Ésta era su misión principal.
Máquina cósmica de Su Song.


 También marcaba el paso del tiempo.


Su Song.


Los tártaros destruyeron este complejo ordenador-reloj en el siglo XII, durante su invasión a China.El país llegó a olvidarlo por completo.

Este antiguo dispositivo funcionaba gracias a energía hidráulica (agua), mediante unas ruedas de palas, árboles de transmisión y palancas.


            Entre los siglos XVII y XVIII, y gracias a la tecnología mecánica desarrollada en esa época, se construyeron máquinas cuyo funcionamiento interno se basaba en ruedas dentadas y fueron capaces de realizar operaciones sencillas simulando el comportamiento del ábaco. En 1642 el francés Blas Pascal fabricó -a los 19 años- la primera máquina sumadora mecánica destinada a ayudar a su padre, alto funcionario de las finanzas nacionales. Esta máquina sólo podía sumar y restar, siendo modificada posteriormente por Leibnitz para poder multiplicar y dividir.

Máquina de Pascal.
Blaise Pacal



Vista superior de la Máquina de Leibniz.
Leibniz
   

Una mención especial requiere el desarrollo de un telar automático por el francés Joseph Jacquard. En efecto, analizando las operaciones repetitivas que requería la producción de telas, este inventor imaginó conservar la información repetitiva necesaria bajo la forma de perforaciones en tarjetas. Estas perforaciones eran detectadas mecánicamente, asegurando el desplazamiento adecuado de las guías del hilado (tal como aún hoy ocurre en las máquinas caseras).


Telas de Jacquard. Se observan las tarjetas perforadas
Joseph Jacquard

            El hecho más importante del Siglo XIX, sin embargo, no es el perfeccionamiento de las calculadoras mecánicas sino la concepción de una verdadera máquina procesadora de información, capaz de autocontrolar su funcionamiento. Se debe al genio de Charles Babbage, nacido en 1792 en Inglaterra.

Charle Babbage

Máquina de diferencias.



            Desesperado por lo errores contenidos en las tablas numéricas de la época, este profesor de la Universidad de Cambridge (GB), proyecta e inicia la construcción de un nuevo tipo de calculadora. En 1821 presentó a la Royal Astronomical Society una máquina capaz de resolver ecuaciones polinómicas mediante el cálculo de diferencias sucesivas entre conjuntos de números (llamada "máquina de diferencias"). Obtuvo por ello la medalla de oro de la Sociedad en 1822. Algunos años más tarde, Babbage evoluciona y comienza el proyecto de una nueva máquina que recibió el nombre de Máquina Analítica, en cuyo diseño participó la condesa de Lovelace, Augusta Ada Byron.

Ada Lovelace
Máquina Analítica.


            Georges Boole publica en el año 1.854 “Investigación de las leyes del pensamiento”, donde describía un sistema para el razonamiento simbólico y lógico que constituiría las bases del diseño de ordenadores y máquinas digitales aparecidos muchos años más tarde.

George Boole


En los últimos años del siglo XIX comenzaron a utilizarse en el mundo de los negocios y en la gestión de empresas algunas máquinas de cálculo mecánicas. Un ejemplo de ellas lo constituye el Sistema de Tabulación Eléctrico de Hollerith, aparecido en el año 1.889. Esta  máquina se empleó para procesar los datos del Censo de los Estados Unidos en 1.890, y utilizaba como soporte de los datos fichas de cartulina. Hollerith fundó la "Tabulating Machine Company" que es la antecesora comercial de la actual IBM.

Máquina tabuladora



A mediados del siglo XX aparecen los primeros ordenadores, como consecuencia, en primer lugar, de los avances tecnológicos conseguidos en las áreas mecánica, eléctrica y electrónica, y en segundo lugar, a la necesidad de resolver de forma rápida y exacta problemas técnicos de origen militar, en concreto problemas de balística.
Howard Aiken

Howard Aiken, estudiante graduado de física de la Universidad de Harvard, inició con un grupo de graduados de Harvard el diseño y la construcción del primer computador, de tipo electromecánico -es decir basado en relés, o interruptores magnéticos (electroimanes)-: es el MARK I, que entró a funcionar en 1944. Este recibía y entregaba información en cintas perforadas, demorándose un segundo por cada 10 operaciones. Medía 18 metros de longitud y 2,5 metros de alto.
Relé: Interruptores y conmutadores accionados electricamente. Una corriente acciona el electroimán (derecha) y está hace que se abran o cierren los contactos (izquierda)
Sección del MARK I

Válvula de vacío.



            John P. Eckert y John W. Mauchly construyeron en 1947, en la Universidad de Pennsylvania, el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), primer computador electrónico, compuesto de 17.468 válvulas o "tubos" (mas resistencias, condensadores, etc.), con 30 toneladas de peso.

El calor de las válvulas elevaba la temperatura del local hasta los 50º. Para efectuar diferentes operaciones, debían cambiarse las conexiones (cables) como en las viejas centrales telefónicas, lo cual era un trabajo que podía tomar varios días. Era capaz de calcular con gran velocidad la trayectoria de proyectiles, principal objetivo inicial de su construcción. En 1,5 segundos podía calcular la potencia 5000 de un número de 5 cifras.

El matemático de origen húngaro, John Von Neumann, trabajaba en 1947 en el laboratorio atómico de Los Alamos cuando se encontró con uno de los constructores de la ENIAC. Compañero de Einstein, Goedel y Turing en Princeton, Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de "recablear" la máquina para cada nueva tarea. En 1949 había encontrado y desarrollado la solución a este problema, consistente en poner la información sobre las operaciones a realizar en la misma memoria utilizada para los datos, escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario.


Arquitectura Von Neuman.
El primer computador comercial construído en esta forma fue el UNIVAC 1, el cual fue fabricado en 1951 por la Sperry-Rand Corporation y fue comprado por la Oficina del Censo de Estados Unidos.
Interior de UNIVAC












Los sucesivos modelos de ordenadores que han ido apareciendo al mercado, a partir de los más primitivos se agrupan actualmente en familias de Generaciones. Cada nueva generación aparecida supone modelos más avanzados tecnológicamente, más reducidos en tamaño, más rápidos y con mayor número de posibilidades.

Ø La primera generación se extiende entre los años 1.945 y 1.954. Los ordenadores de esta generación se caracterizan por sus componentes electrónicos (válvulas de vacío  y relés).

Ø La segunda generación está basada en el uso de un componente electrónico llamado transistor. Abarca desde 1.955 a 1.964.

ØLa tercera generación incorpora los circuitos integrados (chips). Aparece en 1.965 con el IBM360, y se extiende aproximadamente hasta 1.974. Cada vez se consigue más miniaturización en el hardware, lo que reduce considerablemente el tamaño de las máquinas.

Ø Marca la cuarta generación la aparición, en 1.971, del microprocesador: un circuito integrado especialmente construido para efectuar las operaciones básicas ya señaladas por Babbage y conforme a la arquitectura definida por Von Neumann, que conocemos como "Unidad Central de Proceso" (CPU). El microprocesador 8080 aparece en el mercado en el año 1.974 introducido por la compañía Intel. Se trataba de un modelo con más capacidades y mejor rendimiento que los anteriores. La cuarta generación de ordenadores se extiende entre los años 1.975 y 1.990.

Ø Por último, la quinta generación, que en principio aparece con los ordenadores del año 1.991. Está aún sin concluir; podemos decir que actualmente utilizamos ordenadores de esta generación. Durante este periodo se desarrollan tecnologías nuevas como el paralelismo masivo (uso de muchos microprocesadores para un solo ordenador), los sistemas expertos y la interconexión masiva de ordenadores en Redes (p.e. Internet).

C. Ortega