Evolución De Los ComputadoresJosé Carlos Jiménez Montenegro

Universidad Popular del CesarAlgoritmos y Fundamentos de Programación

Grupo # 1

Evolución de los Computadores.

“Por siglos los hombres han tratado de usar fuerzas y artefactos de diferente tipo para realizar sus trabajos, para hacerlos más

simples y rápidos. La historia conocida de los artefactos que calculan o computan, se

remonta a muchos años antes de Jesucristo.”

Generaciones• Primera Generación (1940-1947) • Segunda Generación (1948-1960)• Tercera Generación (1960-1971) • Cuarta Generación (1971-1981) • Quinta Generación y la Inteligencia Artificial

Primera Generación (1940-1947) Las computadoras de la primera Generación emplearon

bulbos para procesar información. Los operadores ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Esas computadoras de bulbos eran mucho más grandes y generaban más calor que los modelos contemporáneos.

En 1945, John Mauchley y J. Presper Eckert, construyeron Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), que contenía 18,000 válvulas electrónicas de vacío. También en ese proyecto, el matemático John von Neumann trazó las ideas que se convertirían posteriormente, en la base de las computadoras modernas. Su idea principal fue el hecho de que, al igual que los datos, los programas debían estar contenidos en la memoria de la computadora, por lo que podrían considerarse como datos adicionales y, por lo tanto, serían manipulables. Las primeras computadoras construidas de acuerdo con el diseño de las máquinas de Von Neumann fueron la EDVAC y UNIVAC I, que también fueron las primeras computadoras comerciales.Entonces las características se resumen en:

Electrónica de bulbos de vacío. Programación en lenguaje de máquina

ENIAC

Segunda Generación (1948-1960) El invento del transistor hizo posible una nueva

Generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación. Sin embargo el costo seguía siendo una porción significativa del presupuesto de una Compañía. Las computadoras de la segunda generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.

Los programas de computadoras también mejoraron. El COBOL (COmmon Busines Oriented Languaje) desarrollado durante la 1era generación estaba ya disponible comercialmente, este representa uno de os mas grandes avances en cuanto a portabilidad de programas entre diferentes computadoras; es decir, es uno de los primeros programas que se pueden ejecutar en diversos equipos de computo después de un sencillo procesamiento de compilación. Las computadoras de la 2da Generación eran sustancialmente más pequeñas y rápidas que las de bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reservación en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general. Las empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad.

Primer Transistor

Tercera Generación (1960-1971) Las computadoras de la tercera generación

emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (pastillas de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes.

El descubrimiento en 1958 del primer Circuito Integrado (Chip) por el ingeniero Jack S. Kilby (nacido en 1928) de Texas Instruments, así como los trabajos que realizaba, por su parte, el Dr. Robert Noyce de Fairchild Semicon ductors, acerca de los circuitos integrados, dieron origen a la tercera generación de computadoras.

Antes del advenimiento de los circuitos integrados, las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos.

Cuarta Generación (1971-1981) Dos mejoras en la tecnología de las computadoras

marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de chips de silicio y la colocación de Muchos más componentes en un Chip: producto de la micro miniaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador y de chips hizo posible la creación de las computadoras personales (PC)

En 1971, intel Corporation, que era una pequeña compañía fabricante de semiconductores ubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits, que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contenía 2 250 transistores. Este primer microprocesador que se muestra en la figura 1.14, fue bautizado como el 4004.

Silicon Valley (Valle del Silicio) era una región agrícola al sur de la bahía de San Francisco, que por su gran producción de silicio, a partir de 1960 se convierte en una zona totalmente industrializada donde se asienta una gran cantidad de empresas fabricantes de semiconductores y microprocesadores. Actualmente es conocida en todo el mundo como la región más importante para las industrias relativas a la computación: creación de programas y fabricación de componentes.

Actualmente ha surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentes estructuras o arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computación, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los más grandes a nivel mundial; sobre todo, a partir de 1990, cuando se logran sorprendentes avances en Internet.

Quinta Generación y la Inteligencia Artificial

El propósito de la Inteligencia Artificial es equipar a las Computadoras con "Inteligencia Humana" y con la capacidad de razonar para encontrar soluciones.  Otro factor fundamental del diseño, la capacidad de la Computadora para reconocer patrones y secuencias de procesamiento que haya encontrado previamente, (programación Heurística) que permita a la Computadora recordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento, en esencia, la Computadora aprenderá a partir de sus propias experiencias usará sus Datos originales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y conservará esos resultados para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones.  El conocimiento recién adquirido le servirá como base para la próxima serie de soluciones.

Inicios De Computación

El Abaco• Dos principios han coexistido respecto a este

tema. Uno es usar cosas para contar, ya sea los dedos, piedras, conchas, semillas. El otro es colocar esos objetos en posiciones determinadas. Estos principios se reunieron en el Abaco, instrumento que sirve hasta el día de hoy, para realizar complejos cálculos aritméticos con enorme rapidez y precisión.

• En el Siglo XVII en occidente se encontraba en uso la regla de calculo, calculadora basada en las investigaciones de Nappier, Gunther y Bissaker. John Napier (1550-1617) descubre la relación entre series aritmética y geométricas, creando tablas que llama logaritmos. Edmund Gunter se encarga de marcar los logaritmos de Napier en líneas. Bissaker por su parte coloca las líneas de Nappier 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, convirtiéndose en una calculadora de bolsillo, extremadamente versátil.

• Por el año 1700 las calculadoras numéricas digitales, representadas por el ábaco y las calculadoras análogas representadas por la regla de cálculo, eran de uso común en toda Europa.

La Pascalina La primera máquina de calcular mecánica, un

precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar.

El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. Durante la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo población de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos.

La Maquina Analitica También en el siglo XIX el matemático e

inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Inventó una serie de maquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos. Muchos historiadores consideran a Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron (1815-1852), hija del poeta ingles Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las características de un ordenador moderno. Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro.

Primeros Ordenadores• Los ordenadores analógicos

comenzaron a construirse a principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante otros métodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron sistemas informáticos analógicos, primero mecánicos y más tarde eléctricos, para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo a distancia de las bombas en la aviación.

Evolución de los Microprocesadores

Familia de microprocesadores x86 Intel inició sus operaciones siendo un fabricante de memoria para

computadoras.

1971.Intel es capaz de acoplar los suficientes transistores para crear un microprocesador basado en instrucciones de 4 bits, muy común en calculadoras de bolsillo. Fue nombrado “4004”, y se usó para crear la primera Unidad de Proceso Central, el

primer microprocesador. 3

1972.Intel mejora el microprocesador 4004 y fabrica el “8008”, basado en 8 bits.

1974.Intel fabrica “8080”, el primer procesador de propósito específico, siendo el microprocesador de 8 bits de mayor éxito.

1978.Intel crea el primer microprocesador de 16 bits, el “8086”, que junto a una variante del mismo, el “8088” presentado en 1979, dio lugar a la familia de microprocesadores x86. Se caracterizan por ser compatibles con las tecnologías 8 y 16 bits desarrolladas anteriormente.

El nombre x86 surge de la terminación de los nombres comerciales de los microprocesadores que integran esta familia: 8086, 286, 386 y 486.

Debido a razones comerciales (los nombres numéricos no pueden ser registrados), los sucesores del 486 pasaron a ser llamados Pentium, pero sin embargo todavía se los

conoce como microprocesadores de la familia x86.

Además de Intel, otros fabricantes como IBM, AMD y Cyrix, entre otros, han comercializado microprocesadores compatibles con la familia x86, a veces

a través de licencias de Intel, y a veces con diseños propios.

Intel 8086 - Intel 80881978. Intel fabrica un microprocesador de 16 bits denominado “8086”.1979. Intel fabrica la variante del “8086”, el “8088”.- Poseen una arquitectura de 16 bits, con posibilidad de trabajar con

operandos de 8 y 16 bits. - Tienen una capacidad de direccionamiento de 20 bits (hasta 1 MByte) - Comparten el mismo juego de instrucciones.- Disponen de 92 tipos de instrucciones, que se pueden ejecutar con

hasta 7 modos de direccionamiento.- Las frecuencias internas de reloj típicas van de 4,77 a 10 MHz.

La diferencia entre ambos radica en el ancho del bus de datos:

“8086”: Ancho de bus de 16 bits. “8088”: Ancho de bus de 8 bits.

Por ejemplo, el “8088” para escribir una palabra de 16 bits necesita hacer dos accesos a la memoria.

Disponían de diversos coprocesadores como el “8089”, para E/S, o el “8087”,

coprocesador matemático de coma flotante.

Para permitir la compatibilidad con los anteriores sistemas de 8 bits, el “8088”

se diseñó con un bus de datos de 8 bits.

1993. Intel lanza al mercado su “Pentium”, sucediendo al “i486”.

No se llamó “586” debido a que no es posible registrar una marca compuesta de

números y a que la competencia utilizaba hasta ahora los mismos números que Intel

para sus procesadores equivalentes (AMD 486, IBM 486, etc).

Se diferencia del “486” en el bus de datos (ahora de 64 bits, lo que agiliza los accesos a la memoria) y en un elevadísimo nivel de optimización /segmentación (dos unidades aritmético lógicas, ALU) que le permite simultanear en muchos casos la ejecución de dos instrucciones consecutivas.

Posee caché L1 de 16 KBytes (8 para datos y 8 para código), tiene capacidad para predecir el destino de los saltos y la unidad de coma flotante experimenta elevadas mejoras.

Las primeras series funcionaban a 60 y a 66 MHz.

A partir del modelo de 75 MHz se trabaja con multiplicadores de frecuencia internos para que el rendimiento de los procesadores sea mayor que el que el bus y la memoria permiten.

1997. Intel presenta el Pentium MMX, una evolución basada en el mismo núcleo a la que se añadió una memoria caché L1 de 32 KBytes (16 para datos y 16 para instrucciones), y 57 nuevas instrucciones multimedia (de coma flotante), llamadas MMX, con el fin de

ejecutar más rápidamente las aplicaciones multimedia.

Este procesador funcionaba entre 166 y 233 MHz.

Intel Pentium

Intel Core2 La marca “Core 2” se refiere a una gama de CPUs comerciales de Intel de 64 bits de doble núcleo y CPUs 2x2 MCM (Módulo Multi-Chip) de cuatro núcleos con el conjunto de instrucciones x86-64, basado en el “Core microarchitecture” de Intel , derivado del procesador portátil de doble núcleo de 32 bits “Yonah”.

El Core 2 relegó la marca Pentium a un mercado de gama medio-bajo, y reunificó las líneas de sobremesa y portátiles, las cuales previamente habían sido divididas en las marcas “Pentium 4, D, y M”.

La micro arquitectura “Core” regresó a velocidades de CPU bajas y mejoró el uso del procesador de ambos ciclos de velocidad y energía comparados con anteriores NetBurst de los CPUs “Pentium 4/D”.

La micro arquitectura Core provee etapas de decodificación, unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de energía de “CPUs Core 2”, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento. Los CPUs de Intel han variado muy

bruscamente en consumo de energía de acuerdo a velocidad de procesador, arquitectura y procesos de semiconductor, mostrado en las tablas de disipación de energía del CPU.

La marca “Core 2” fue introducida el 27 de julio de 2006, abarcando las líneas “Solo” (un núcleo), “Duo” (doble núcleo), “Quad” (quad-core), y “Extreme” (CPUs de dos o cuatro núcleos para entusiastas), durante el 2007. Los procesadores “Intel Core 2” con tecnología vPro (diseñados para negocios) incluyen las ramas de doble núcleo y cuatro núcleos.

Medios De Almacenamiento

Disco DuroEl disco duro es el sistema de almacenamiento más

importante de su ordenador y en el se guardan los archivos de los programas - como los sistemas operativo DOS. o Windows, las hojas de cálculo, los procesadores de texto (Word, WordPerefct,, los juegos y los archivos de cartas y otros documentos que usted produce.

Disketes Están construidos de material plástico flexible, el cual está recubierto de material magnético (ferromagnético) sobre el cual el cabezal grabará los datos.

Estructura de un diskete Sector: porciones radiales. Es como un pedazo de torta. Pista: círculos concéntricos longitudinales. Lados: las superficies superior e inferior.

Unidades de Discos Compactos (CD): CD-ROM y CD regrabable

El CD es un medio óptico, pero existen una gran variedad de ellos. Es necesario entender las diferencias entre la tecnología del sólo lector de CD (por ejemplo los CDs de música o ediciones de multimedia) y los CDs gravables (por ejemplo los utilizados para almecenar datos o para imágenes en una máquina fotográfica).

Disco de vídeo digital (DVD)Disco de vídeo digital,

también conocido en la actualidad como disco versátil digital (DVD), un dispositivo de almacenamiento masivo de datos cuyo aspecto es idéntico al de un disco compacto, aunque contiene hasta 25 veces más información y puede transmitirla al ordenador o computadora unas 20 veces más rápido que un CD-ROM.

Memorias FLASHSon dispositivos de

almacenamiento relativamente nuevos, los cuales ofrecen gran versatilidad y seguridad, además de comodidad ya que su tamaño no supera al de un llavero grande y la cantidad de información que se puede almacenar en el hace que estos llaveros sean una buena elección al la hora de elegir un dispositivo para transportar información rápida y en forma segura.

Tarjeta de MemoriaUna tarjeta de memoria o

tarjeta de memoria flash es un dispositivo de almacenamiento que conserva la información que le ha sido almacenada de forma correcta aun con la pérdida de energía, es decir, es una memoria no volátil.