Máquina
calculadora
La
primera calculadora de propósito general fue inventada por el matemático alemán
Gottfried von Leibniz en 1673. El aparato era una partida de la Pascalina,
mientras opera usa un cilindro de dientes (la rueda de Leibniz) en lugar de la
serie de engranaje. Aunque el aparato podía ejecutar multiplicación y división,
padeció de problemas de fiabilidad que disminuyeron su utilidad.
El
jugador de ajedrez automático
La
máquina lógica
Se inventó
la primera máquina lógica en 1777 por Charles Mahon, el Conde de Stanhope. El
"demostrador lógico" era un aparato tamaño bolsillo que resolvía
silogismos tradicionales y preguntas elementales de probabilidad. Mahon es el
precursor de los componentes lógicos en computadoras modernas.
Jacquard
Loom
El
"Jacquard Loom" se inventó en 1804 por Joseph-Marie Jacquard.
Inspirado por instrumentos musicales que se programaban usando papel
agujereados, la máquina se parecía a una atadura del telar que podría controlar
automáticamente de dibujos usando una línea tarjetas agujereadas. La idea de
Jacquard, que revolucionó el hilar de seda, estaba formar la base de muchos
aparatos de la informática e idiomas de la programación.
Calculadoras
de producción masiva
La
primera calculadora de producción masiva se distribuyó, empezando en 1820, por
Charles Thomas de Colmar. Originalmente se les vendió a casas del seguro
Parisienses, el "aritmómetro" de Colmar operaba usando una variación
de la rueda de Leibniz. Más de mil aritmómetro se vendieron y eventualmente
recibió una medalla a la Exhibición Internacional en Londres en 1862.
Artefacto
de la diferencia
En 1822 Charles Babbage completó su "Artefacto de
la Diferencia," una máquina que se puede usar para ejecutar calculaciones
de tablas simples. El Artefacto de la Diferencia era una asamblea compleja de
ruedas, engranajes, y remaches. Fue la fundación para Babbage diseñar su
"Artefacto Analítico," un aparato del propósito genera que era capaz
de ejecutar cualquiera tipo de calculación matemática. Los diseños del
artefacto analítico eran la primera conceptualización clara de una máquina que
podría ejecutar el tipo de computaciones que ahora se consideran al corazón de
informática. Babbage nunca construyó su artefacto analítico, pero su plan
influyó en toda computadora moderna digital que estaban a seguir. Se construyó
el artefacto analítico finalmente por un equipo de ingenieros en 1989, cien
años después de la muerte de Babbage en 1871. Por su discernimiento Babbage hoy
se sabe como el "Padre de Computadoras Modernas.
La primera
máquina de calcular mecánica
La primera máquina de
calcular mecánica, un precursor de la computadora 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 de población de 1890 de Estados Unidos mediante
la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre
contactos eléctricos.
También en el siglo XIX el
matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la
computadora digital moderna. Inventó una serie de máquinas, 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 inglés 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 una computadora moderna. 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.
Las computadoras analógicas
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.
Computadores electrónicos
Durante la II Guerra
Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en
Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró la primera
computadora digital totalmente electrónico: el Colossus. Hacia diciembre
de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío,
era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para
descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. En 1939 y con
independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford Berry ya habían
construido un prototipo de máquina electrónica en el Iowa State College (EEUU).
Este prototipo y las investigaciones posteriores se realizaron en el anonimato,
y más tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador
numérico digital electrónico (ENIAC) en 1945. El ENIAC, que según mostró la
evidencia se basaba en gran medida en la ‘computadora’ Atanasoff-Berry (ABC,
acrónimo de Electronic Numerical Integrator and Computer), obtuvo una patente
que caducó en 1973, varias décadas más tarde.
El ENIAC contenía 18.000
válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones
por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser
modificado manualmente. Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento
de programa que estaba basado en los conceptos del matemático
húngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban
dentro de una llamada memoria, lo que liberaba la computadora de las
limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y
permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse a la
computadora.
A finales de la década de
1950 el uso del transistor en las computadoras marcó el advenimiento de
elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las
máquinas con válvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energía y
tienen una vida útil más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de
máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de
segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los
espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más
barata.
A finales de la década de
1960 apareció el circuito integrado (CI), que posibilitó la fabricación de
varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de
interconexión iban soldados. El circuito integrado permitió una posterior
reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. El microprocesador
se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970, con la
introducción del circuito de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large
Scale Integrated) y, más tarde, con el circuito de integración a mayor escala
(VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de
transistores interconectados soldados sobre un único sustrato de silicio.
Primera Generación (1938-1958)
En esta época las computadoras funcionaban con válvulas,
usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas, utilizaban
cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas y se
utilizaban exclusivamente en el ámbito científico o militar. La programación
implicaba la modificación directa de los cartuchos y eran sumamente grandes,
utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y
eran sumamente lentas.
Segunda Generación (1958-1963)
Características de ésta generación: Usaban transistores
para procesar información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más
confiables que los tubos al vacío. 200 transistores podían acomodarse en la
misma cantidad de espacio que un tubo al vacío. Usaban pequeños anillos
magnéticos para almacenar información e instrucciones. Producían gran cantidad
de calor y eran sumamente lentas. Se mejoraron los programas de computadoras
que fueron desarrollados durante la primera generación.
Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como
COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles. Se usaban en
aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico
aéreo y simulaciones de propósito general. La marina de los Estados Unidos
desarrolla el primer simulador de vuelo, Computadora Whirlwind. Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.
Aparecen muchas compañías y las computadoras eran
bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de
la Universidad de Mánchester. Algunas computadoras se programaban con cintas
perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.
Tercera Generación (1964-1970)
Comienza a utilizarse los circuitos integrados, lo cual
permitió abaratar costos al tiempo que se aumentaba la capacidad de
procesamiento y se reducía el tamaño de las máquinas. La tercera generación de
computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de
silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una
integración en miniatura. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el
primer minicordenador.
Cuarta Generación (1971-1983)
Fase caracterizada por la integración de los componentes
electrónicos, lo que propició la aparición del microprocesador, es decir, un único circuito
integrado en el que se reúnen los elementos básicos de la máquina. Se
desarrolló el microprocesador. Se colocan más circuitos dentro de un
"chip". "LSI - Large Scale Integration circuit".
"VLSI - Very Large Scale Integration circuit". Cada
"chip" puede hacer diferentes tareas. Un "chip" sencillo
actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica. El
tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips".
Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de
"chips" de silicio. Se desarrollan las microcomputadoras, o sea,
computadoras personales o PC. Se desarrollan las supercomputadoras.
Quinta Generación (1984 -1999)
Surge la PC
tal cual como la conocemos en la actualidad. IBM presenta su primera computadora personal y revoluciona el sector informativo. En vista de la
acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la
tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas
con que se manejan las computadoras.
Sexta Generación (1999 - Actualidad)
Como supuestamente la sexta generación de computadoras
está en marcha desde principios de los años noventas, debemos por lo menos,
esbozar las características que deben tener las computadoras de esta
generación. También se mencionan algunos de los avances tecnológicos de la
última década del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las
computadoras de esta generación cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo /
Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo
tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar más de un millón de
millones de operaciones aritméticas de punto flotante por segundo (teraflops);
las redes de área mundial (Wide Area Network, WAN) seguirán creciendo
desorbitadamente utilizando medios de comunicación a través de fibras ópticas y
satélites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologías de esta
generación ya han sido desarrolladas o están en ese proceso. Algunas de ellas
son: inteligencia / artificial distribuida; teoría del caos, sistemas difusos,
holografía, transistores ópticos, etc.
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