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HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS

INTEGRANTES:

-ACHIG JORGE

-ALCOCER JONATHAN

-ANDRANGO ESTEBAN

-ANGOS JEFERSON

OBJETIVO:

Conocer como se ha desarrollado las computadoras con el transcurso de los siglos, gracias al avance de la tecnología y de una revolución informática.

CONTENIDO:

HISTORIA DE LA COMPUTACIÓN

El hombre siempre ha contado y ha calculado por medios accesibles como sus dedos pero el calculo se volvió mas complejo cuando empezaron las compras y las ventas de mercancía por lo cual se emplearon las piedrecillas de los ríos para representar los números del 1 al 10, pero se volvería pronto tedioso esta formas de calculo por lo que empiezan a aparecer aparatos novedosos para calcular uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ábaco, cuya historia se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana. Este dispositivo es muy sencillo, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones representan valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que este representa y almacena datos. Sin embargo a este dispositivo no se le puede llamar computadora por carecer del elemento fundamental llamado programa.

Pero luego aparecería un tipo de numeración (por posición) que traería grandes avances matemáticos. Es decir la innovación del numero cero que nació en la India fue redescubierto por los árabes y luego introducido a Europa y al resto del mundo

El nuevo sistema de numeración sentaría las bases para el desarrollo del cálculo y su automatización mediante maquinas

Es así como aparecen los primeros inventores que revolucionarían el cálculo con maquinas inteligentes a continuación se detallan los nombres y los datos de estos inventores:

John Napier (1550-1617)

En 1614 el escocés John Napier publica una obra en la que se explica por vez primera el uso del logaritmo, función que permite transformar las multiplicaciones en sumas y las divisiones en diferencias. Estos .logaritmos fueron llamados NEPERIANOS en su honor. En 1617 Napier da a conocer el ábaco rabdológico cuya función era calcular productos y cocientes. Estaba compuesto por una tabla numerada en un lateral y varias varillas de marfil.. luego construyo en 1617 unas tabillas con bastoncillo que permitían realizar multiplicaciones de números relativamente grandes

Wilhelm Schickard (1592-1635)

En 1623 el astrónomo alemán Wilhelm Schickard inventa la primera máquina de cálculo, a la que llamó reloj calculador y que fue ideada para ser usada por su amigo astrónomo Johannes Kepler, a quien escribió unas cartas en las que adjuntaba diversos bocetos del invento y detallaba su funcionamiento (usaba discos dentados), lo que sirvió para hacer una reconstrucción a escala que está expuesta en el Museo de la Ciencia de Munich.

Fue considerada una de las primeras maquinas de calcular dotada de mecanismos complejos con engranajes y otros tipos de uniones

El modelo original fue destruido en un incendio. Es considerada como la primera calculadora mecánica.

Blaise Pascal (1623-1662)

El físico y matemático francés Blaise Pascal a la edad de 19 años desarrolló, en 1642, un calculador mecánico, primeramente llamado Máquina aritmética, y después Pascalina, para realizar sumas y restas. Usaba un sistema de ruedas dentadas similar al que ideó Schickard. La base de las operaciones consistía en contar los dientes de un engranaje, al igual que un cuenta kilómetros, constaba de un conjunto de ruedas dentadas cada una de ellas numeradas del 0 al 9, después de una vuelta completa, producía un arrastre de un décimo de vuelta en la rueda situada a su izquierda incrementando en una unidad el numero de lectura esta fue la base de del sistema decimal

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716)

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), filósofo, matemático, físico, jurista y político alemán, tiene también un lugar importante dentro de la historia de la informática. Mención especial merece la creación del cálculo infinitesimal, descubrió el cálculo diferencial. Para ello utilizaba la famosa “rueda de Leibniz”, un mecanismo para efectuar multiplicaciones en forma de adiciones repetidas.
Fue el precursor de la lógica matemática, proponiendo un sistema binario para la realización de cálculos.

También inventó una máquina de cálculo que se llamó Calculadora Universal, capaz de realizar sumas, diferencias, multiplicaciones, divisiones e, incluso, raíces cuadradas. Su elemento característico era un tambor cilíndrico con nueve dientes de longitud variable, llamado rueda escalonada o rueda de Leibniz, que se encuentra en prácticamente todas las calculadoras mecánicas posteriores, incluso en algunas del siglo XX.

JOSEPH MARIE JACQUARD (1752-1834)

Con la invención de las tarjetas perforadas para telares automáticos. Joseph Marie Jacquard hace un aporte para la programación en 1808.

Hijo de un obrero textil trabajó de niño en telares de seda, y posteriormente automatizó esta tarea con el uso de tarjetas perforadas, su telar fue presentado en Lyon en 1805. Aunque su invento revolucionó la industria textil, inicialmente sufrió el rechazo de los tejedores, incluso quemaron públicamente uno de sus telares. Posteriormente el telar de Jacquard fue declarado patrimonio nacional y Jacquard recibió la medalla de la Legión de Honor y un pago de 50 francos por cada telar que se comercializara.

Jacquard nunca imaginó las consecuencias de su invento. El método de su telar, pronto se convirtió en el paradigma de la primera máquina computacional, desarrollada por Charles Babbage.

En plena Revolución Industrial, observo las tarjetas repetitivas que requería la producción de telas, construye un telar mecánico basado en una lectora automática de tarjetas perforadas.

Utiliza la tarjeta perforada para guardar las tareas repetitivas por tal causa podía solamente un operario controlar el telar y realizar difíciles entramados de telas lo que origino grandes problemas ya que no se necesitaba tantos operarios para controlar un telar.

La tarjeta perforada es una cartulina con unas determinaciones al estar perforadas, lo que supone un código binario. Estos fueron los primeros medios utilizados para ingresar información e instrucciones a un computador en los años 1960 y 1970. Las tarjetas perforadas no solo fueron utilizadas en la informática, sino también por Joseph Marie Jacquard en los telares (de hecho, la informática adquirió las tarjetas perforadas de los telares). Con la misma lógica de perforación o ausencia de perforación, se utilizaron las cintas perforadas.

Actualmente las tarjetas perforadas han caído en el reemplazo por medios magnéticos y ópticos de ingreso de información. Sin embargo, muchos de los dispositivos de almacenamiento actuales, como por ejemplo el CD-ROM también se basan en un método similar al usado por las tarjetas perforadas, aunque por supuesto los tamaños, velocidades de acceso y capacidad de los medios actuales no admiten comparación con las viejas tarjetas.

CHARLES BABBAGE (1792-1871)

Entre 1823 y 1832 es cuando el matemático ingles Charles Babbage, elaboro los principios de la computadora digital moderna, el y la condesa Ada Byron, crearon dos maquinas de calcular, la primera era de la denominada “Maquina de las Diferencias” y la siguiente la “Maquina Analítica”.

Fue un matemático británico y científico de la computación. Diseñó y parcialmente implementó una máquina a vapor, de diferencias mecánicas para calcular tablas de números. También diseñó, pero nunca construyó, la máquina analítica para ejecutar programas de tabulación o computación; por estos inventos se le considera como una de las primeras personas en concebir la idea de lo que hoy llamaríamos una computadora, por lo que se le considera como "El Padre de la Computación".

La “Maquina de Diferencias”

La “Máquina de Diferencias” tenia contadores mecánicos, cada contador almacenaba un digito decimal, los registros ingresados se sumaban con el principio mecánico de la Pascalina, los resultados obtenidos se imprimían en una chapa de era perforada por agujas de acero.

Presentó un modelo que llamó máquina diferencial en la Royal Astronomical Society en 1822. Su propósito era tabular polinomios usando un método numérico llamado el método de las diferencias. La sociedad aprobó su idea, y apoyó su petición de una concesión de 1.500 £ otorgadas para este fin por el gobierno británico en 1823. Babbage comenzó la construcción de su máquina, pero ésta nunca fue terminada. Dos cosas fueron mal. Una era que la fricción y engranajes internos disponibles no eran lo bastante buenos para que los modelos fueran terminados, siendo también las vibraciones un problema constante. La otra fue que Babbage cambiaba incesantemente el diseño de la máquina. En 1833 se habían gastado 17.000 £ sin resultado satisfactorio.

En 1991 el Museo de Ciencias de Londres, construyó una máquina diferencial basándose en los dibujos de Babbage y utilizando sólo técnicas disponibles en aquella época. La máquina funcionó sin problemas.

Una máquina diferencial es una calculadora digital mecánica de propósito especial, diseñada para tabular funciones polinómicas. Puesto que las funciones logarítmicas y trigonométricas pueden ser aproximadas por polinomios, esta máquina es más general de lo que parece al principio.

Es un dispositivo de naturaleza mecánica para calcular e imprimir tablas de funciones. Más concretamente, calcula el valor numérico de una función polinómica sobre una progresión aritmética obteniendo una tabla de valores que se aproxima a la función real.

La “Maquina Analítica”

Entre 1833 y 1842, Babbage lo intentó de nuevo; esta vez, intentó construir una máquina que fuese programable para hacer cualquier tipo de cálculo, no sólo los referentes al cálculo de tablas logarítmicas o funciones polinómicas. Ésta fue la máquina analítica. El diseño se basaba en el telar de Joseph Marie Jacquard, el cual usaba tarjetas perforadas para determinar como una costura debía ser realizada. Babbage adaptó su diseño para conseguir calcular funciones analíticas. La máquina analítica tenía dispositivos de entrada basados en las tarjetas perforadas de Jacquard, un procesador aritmético, que calculaba números, una unidad de control que determinaba qué tarea debía ser realizada, un mecanismo de salida y una memoria donde los números podían ser almacenados hasta ser procesados.

Se considera que la máquina analítica de Babbage fue la primera computadora del mundo. Un diseño inicial plenamente funcional de ella fue terminado en 1835. Sin embargo, debido a problemas similares a los de la máquina diferencial, la máquina analítica nunca fue terminada. En 1842, para obtener la financiación necesaria para realizar su proyecto, Babbage contactó con Sir Robert Peel. Peel lo rechazó, y ofreció a Babbage un título de caballero que fue rechazado por Babbage. Lady Ada Lovelace, matemática e hija de Lord Byron, se enteró de los esfuerzos de Babbage y se interesó en su máquina. Promovió activamente la máquina analítica, y escribió varios programas para la máquina analítica. Los diferentes historiadores concuerdan que esas instrucciones hacen de Ada Lovelace la primera programadora de computadoras en el mundo.

La “Maquina Analítica” esta compuesta de cinco partes:

1.- Dispositivo de Entrada: Tarjeta perforada.

2.- Unidad de Almacenamiento: Un tablero donde se registraban los digitos.

3.- Procesador: Dispositivo mecanico.

4.- Unidad de Control: dispositivo en forma de cilindro con filamentos y ejes.

5.- Dispositivo de Salida: Chapa perforada preparada para la imprenta.

Las cinco partes detalladas se encuentran en las computadoras actuales, es por ello que a este inventor ingles se lo denomina “El padre de la Computación”.

HERMANN HOLLERITH (1860-1929)

En 1890 Hermann Hollerith, invento un método de codificar datos en tarjetas mediante perforaciones donde se inscriben los datos numéricos o alfabéticos. Este sistema sirvió para trabajos estadísticos.

La máquina de Hollerith leía los orificios de la tarjeta, consistía en un alambre que pasaba a través de las perforaciones dentro de una copa de mercurio por debajo de la tarjeta, cerrando el circuito eléctrico. Esto ejecutaba los contactares mecánicos y ordenaba los recipientes de las tarjetas tabulando así la información.

Había desarrollado un sistema de tarjetas perforadas eléctricas y basado en la lógica de Boole, aplicándolo a una máquina tabuladora de su invención. La máquina de Hollerith se usó para tabular el censo de aquel año en los Estados Unidos, durando el proceso total no más de dos años y medio. Así, en 1896, Hollerith crea la Tabulating Machine Company, con la que pretendía comercializar su máquina. La fusión de esta empresa con otras dos, dio lugar, en 1924, a la International Business Machines Corporation (IBM).

En 1886 fue inventada por el Dr. Herman Hollerith la primera máquina tabuladora en usar una tarjeta agujerada de entrada de datos. Hollerith se dio cuenta de que muchas de las preguntas del Censo tenían una respuesta del tipo si/no. Y lo más importante, que este tipo de respuestas podían codificarse en forma de una ausencia o presencia de un agujero en una cinta o tarjeta de papel, que podía ser leída con métodos eléctricos. Conectado a la máquina lectora se encontraría un cuadro con los diales, donde se irían registrando los datos. La máquina de Hollerith fue probada con el censo de Baltimore en 1887 y, vista su completa funcionalidad, en el censo de los Estados Unidos de 1890.

Con el procesamiento de las tarjetas perforadas y el tabulador de tarjetas perforadas de Hollerith, el censo (en que se clasificó una población de 62,979,766) se terminó en sólo dos años y medio: en un tercio del tiempo, con un 25% más de información a procesar, y la oficina se ahorró alrededor de US$ 5.000.000. Así empezó el procesamiento automatizado de datos. El salto cualitativo es importante. Por primera vez se hacía uso de un código binario para el almacenamiento de la información. Además, el código es leído por procedimientos eléctricos, se utiliza un equipo estandarizado para el tratamiento de la información (las tarjetas de Hollerith se han usado hasta hoy) y se produce el primer sistema de tratamiento de datos.

La tabuladora de Hollerith, además de constituir un éxito comercial, supone el final de la evolución de las máquinas calculadoras mecánicas. Hasta la máquina tabuladora, las calculadoras se han servido de mecanismos puramente mecánicos (los guijarros o cuentas del ábaco, las ruedas de Pascal, Leibniz y Babbage, las tarjetas perforadas de Hollerith) para efectuar cálculos sencillos. A partir de aquí comienza la época de las calculadoras electromecánicas.

LEE DE FOREST (1873-1961)

Inventa la válvula electrónica en 1907, a la que la llamo audión, compuesto de tres elementos (tríodo). Este tubo, revoluciono totalmente la electrónica y tiene gran importancia en el desarrollo de las computadoras.

Lee De Forest inventó la válvula electrónica de tríodo o "la válvula audión" en 1906, un desarrollo mucho más sensible que la válvula de diodo de John A. Fleming. El uso inmediato de la válvula del tríodo de De Forest estaba en la tecnología de radio de la cual De Forest era un tenaz promotor. De Forest también descubrió que la válvula era capaz de crear frecuencias de audio usando la técnica de la frecuencia heterodyning/beat (combinar dos señales de alta frecuencia para crear una frecuencia compuesta más baja dentro de la gama audible).

En 1907 patentó una válvula electrónica tríodo, a la que llamó “Audión”, basaba en la válvula diodo inventada tres años antes por el ingeniero eléctrico inglés Sir John Ambrose Fleming.

La modificación introducida por Lee de Forest consistía en intercalar entre los dos electrodos (cátodo y ánodo) de la válvula diodo de Fleming un tercer electrodo, denominado grilla o rejilla de control, con el cual la válvula era capaz de amplificar pequeñas señales de corriente alterna. La sensibilidad a la recepción de señales inalámbricas resultó ser superior en la válvula tríodo en comparación con las posibilidades de los dispositivos electrolíticos y de carborundum que se utilizaban en aquella época. Hasta ese momento muchos inventores habían tratado de mejorar la válvula diodo de Fleming sin conseguirlo.

LAS PRIMERAS COMPUTADORAS

En 1938, el Alemán Konrad Zuse (1910-1957), construye una computadora binaria programable, pero fue destruida en 1994 por la guerra, su contribución sería en realidad el “Plan-calkul” (plan de Cálculo), siendo este considerado el primer lenguaje de programación algorítmica.

En 1944 se construyó en la Universidad de Harvard, la Mark I, diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken, en el que se aplican parte de las intuiciones de Charles Babbage y la idea de las tarjetas perforadas del telar Jacquard.
Esta máquina no está considerada como computadora electrónica debido a que no era de propósito general y su funcionamiento estaba basado en dispositivos electromecánicos llamados relevadores.

La Mark I era una máquina digna de admirar, pues sus longitudes eran grandiosas, medía unos 15,5 metros de largo, unos 2,40 metros de alto y unos 60 centímetros de ancho, pesaba aproximadamente unas cinco toneladas. Pero lo más impresionante fueron unas cubiertas de cristal que dejaban que se admirara toda la maquinaria de su interior.

El MARK 1 concluye un importantísimo capítulo en la historia del cálculo aritmético: realiza el sueño de matemáticos y científicos y completa el ciclo de búsqueda iniciado 3 siglos antes por el joven Pascal.

En 1947 se construyó en la Universidad de Pennsylvania la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) que fue la primera computadora electrónica, el equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18 000 tubos de vacío, consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de aire acondicionado, pero tenía la capacidad de realizar cinco mil operaciones aritméticas en un segundo.

Después de la ENIAC. Mauchly y Eckert continuaron su trabajo, desarrollando, una nueva calculadora, la EDISAC, comenzada en 1946.

Es la primera calculadora con programa almacenado, concepto sugerido por el gran filósofo-matemático John Von Neumann.

En 1951 la UNIVAC I. Primera computadora comercial. Los doctores Mauchly y Eckert fundaron la compañía Universal Computer (Univac), y su primer producto fue esta máquina. El primer cliente fue la Oficina del Censo de Estados Unidos.

Modelo de John Von Newman(1903-1957)

John Von Newman observo que la torpeza de la aritmética decimal utilizadas en la computadora ENIAC podía remplazarse utilizando la aritmética binaria.

Realizo un diseño básico llamado la máquina de Von Newman y se utilizo en la computadora EDVAC que fue la primera computadora que almacenaba el programa.

La máquina de Von Newman tenía 5 partes principales y son las siguientes:

LA MEMORIA: Constaba de 4096 palabras cada una de 40 bits. Y cada palabra podía contener 2 instrucciones de 20 bits cada una o un número entero de 39 bits y su signo.

UNIDAD DE CONTROL: Es la que supervisaba la transferencia de información y la indicaba a la unidad aritmética lógica cual operación debía ejecutar.

UNIDAD DE ARITMATICA LÓGICA: Es aquella que se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas necesarias para la ejecución de una instrucción.

ENTRADA: Es cualquier dispositivo por el que se introduce información a la computadora.

SALIDA: Es cualquier dispositivo que recibe información de la máquina para ser utilizadas por el usuario.

Centrándonos en los ordenadores sobre los que vamos a trabajar desarrollaré a grandes rasgos la arquitectura Von Newman que, si bien no es la primera en aparecer, sí que lo hizo prácticamente desde el comienzo de los ordenadores y se sigue desarrollando actualmente. Claro es que está siendo desplazada por otra que permite una mayor velocidad de proceso, la RISC.

En los primeros tiempos de los ordenadores, con sistemas de numeración decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso dos conceptos básicos que revolucionarían la incipiente informática:

a) La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba enormemente los problemas que la implementación electrónica de las operaciones y funciones lógicas planteaban, a la vez proporcionaba una mayor inmunidad a los fallos (electrónica digital).

b) Almacenamiento de la secuencia de instrucciones de que consta el programa en una memoria interna, fácilmente accesible, junto con los datos que referencia. De esta forma la velocidad de proceso experimenta un considerable incremento; recordemos que anteriormente una instrucción o un dato estaban codificados en una ficha en el mejor de los casos.

Tomando como modelo las máquinas que aparecieron incorporando las anteriores características, el ordenador se puede considerar compuesto por las siguientes partes:

- La Unidad Central de Proceso, U.C.P., más conocida por sus siglas en inglés (CPU).

- La Memoria Interna, MI.

- Unidad de Entrada y Salida, E/S.

- Memoria masiva Externa, ME.

Realicemos a continuación una descripción de lo que se entiende por cada una de estas partes y cómo están relacionadas entre sí:

- La Unidad Central de Proceso (CPU) viene a ser el cerebro del ordenador y tiene por misión efectuar las operaciones aritmético-lógicas y controlar las transferencias de información a realizar.

- La Memoria Interna (MI) contiene el conjunto de instrucciones que ejecuta la CPU en el transcurso de un programa. Es también donde se almacenan temporalmente las variables del mismo, todos los datos que se precisan y todos los resultados que devuelve.

- Unidades de entrada y salida (E/S) o Input/Output (I/O): son las encargadas de la comunicación de la máquina con el exterior,

Proporcionando al operador una forma de introducir al ordenador tanto los programas como los datos y obtener los resultados.

Como es de suponer, estas tres partes principales de que consta el ordenador deben estar íntimamente conectadas; aparece en este momento el concepto de bus: el bus es un conjunto de líneas que enlazan los distintos componentes del ordenador, por ellas se realiza la transferencia de datos entre todos sus elementos.

Se distinguen tres tipos de bus:

- De control: forman parte de él las líneas que seleccionan desde dónde y hacia dónde va dirigida la información, también las que marcan la secuencia de los pasos a seguir para dicha transferencia.

- De datos: por él, de forma bidireccional, fluyen los datos entre las distintas partes del ordenador.

- De direcciones: como vimos, la memoria está dividida en pequeñas unidades de almacenamiento que contienen las instrucciones del programa y los datos. El bus de direcciones consta de un conjunto de líneas que permite seleccionar de qué posición de la memoria se quiere leer su contenido. También direcciona los puertos de E/S.

La forma de operar del ordenador en su conjunto es direccionar una posición de la memoria en busca de una instrucción mediante el bus de direcciones, llevar la instrucción a la unidad central de proceso -CPU- por medio del bus de datos, marcando la secuencia de la transferencia el bus de control. En la CPU la instrucción se decodifica, interpretando qué operadnos necesita: si son de memoria, es necesario llevarles a la CPU; una vez que la operación es realizada, si es preciso se devuelve el resultado a la memoria.

CONCLUSIÓN:

L a computadora es, hoy por hoy, incapaz de hacer algo para lo que no ha sido programada. Sin embargo, el proceso que representa el que un aparato tenga la capacidad de realizar tareas mecánicas supone ya un salto cualitativo extraordinario, al liberar al hombre de la realización de una multitud de pequeños actos de escasa importancia y tediosa realización. Por otro lado, los continuos avances en los campos de la robótica y la inteligencia artificial dan pie a las fantasías más futuristas que la mente humana pueda imaginar