Egic 1000
- 1. HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS La Época Antigua El Ábaco El ábaco representa el artefacto más antiguo empleado para manipular datos. Se cree que alrededor del año 3000 BC, los babilonios empleaban el ábaco para realizar cómputos matemáticos rudimentarios. Los Pioneros 1617 – John Napier John Napier, un matemático Escocés, inventó los Huesos o Bastoncillos de Napier. Este artefacto permitía multiplicar grandes números mediante la manipulación de estos bastoncillos. 1623 – Wilhelm Schickard Wilhelm Schickard fue el primer matemático en intentar desarrollar una calculadora. Nativo de Alemania, aproximadamente para el año 1623, éste matemático construyó un mecanismo que podía sumar, restar, multiplicar y dividir. Su plan era enviar a su amigo, Johannes Keple, una copia de su nueva invención, pero un fuego destruyó las partes antes que fueran ensambladas.El prototipo nunca fue encontrado, pero un esquema rudimentario de esta máquina sobrevivió. Para la década de los 1970, fue construido un modelo de este tipo de computador matemático. 1642 – Blaise Pascal Blaise Pascal fue un matemático francés que nació en el 1623. Desde muy temprana edad era un entusiasta en el estudio autodidacta de las matemáticas. Antes de que alcanzara la edad de trece años, Pascal descubrió un error en la geometría de Descartes En el 1642 inventó una máquina calculadora que permitía sumar y restar, conocida como el Pascalino. Tal mecanismo, empleaba ruedas numeradas del 0 al 9, la cual incorporaba un mecanismo de dientes y cremalleras que permitían manejar números hasta 999,999.99. Debido al alto costo para reproducir este aparato, y porque la gente temía que fueran despedidas de sus trabajos, el Pascalino no fue un éxito comercial. 1694 – Gottfried Wilhelm Von Leibniz Leibniz fue un matemático Alemán que diseño un instrumento llamado el “Stepped Reckoner”. Esta máquina era más versátil que la de Pascal puesto que podía multiplicar y dividir, así como sumar y restar. 1790 – Joseph Marie Jacquard Creó el Telar de Jacquard (Jacquard’s Loom) el cual empleaba tarjetas perforadas para crear patrones en una fábrica de avitelado en una tejedora.
- 2. 1812 – Charles Babbage Charles Babbage fue un inglés que, agravado por errores en las tablas matemáticas que eran impresas, renunció a su posición en Cambridge para concentrar sus esfuerzos en el diseño y construcción de un dispositivo que pudiera resolver su problema. Babbage bautizó su máquina del ensueño con el nombre de Motor Diferencial (Differential Engine), pues ésta trabajaba para resolver ecuaciones diferenciales. Empleando fondos del gobierno y de sus propios recursos, durante diecinueve años laboró arduamente en su meta, pero no tuvo éxito. Babbage solo pudo construir algunos componentes y la gente se referían a su artefacto como la locura de Babbage. Luego que el gobierno retirará sus fondos, Babbage comenzó a trabajar en otra y más sofisticada versión de su máquina, la cual fue llamada el Motor Analítico (Analytical Engine). Una amiga íntima, Augusta Ada Bryron, Condesa de Lovelace, la única hija reconocida por el Barón Bryron, trató de ayudar a Babbage. Ella reunió dinero para su invención y escribió un programa de demostración para el Motor Analítico. Por su contribución al desarrollo de tal programa, ella es considerada como el primer programador de computadora y el lenguaje de programación Ada fue nombrado en su honor. En el 1835, Babbage diseño un sistema con provisión para datos impresos, una unidad de control y una unidad de almacenaje de información. Esta máquina almacenaba los resultados intermedios en tarjetas perforadas similares a las que utilizaba el telar de Jacquard. Sin embargo, el Motor Analítico nunca fue completado porque la construcción de la máquina requería herramientas de precisión que no existían para esa época. La lógica de la máquina de Babbage fu importante para otros inventores de computadora. Se le atribuye a Babbage las dos clasificaciones de la computadora: el almacenaje,o la memoria, y el molino, una unidad de procesamiento que lleva a cabo los cómputos aritméticos para la máquina. Por este logro, se le considera el “padre de las computadoras,” e historiadores se han atrevido a decir que todas las computadoras modernas tienen descendencia directa del Motor Analítico de Babbage. 1880 – Herman Hollerith Norteamericano que inventó una perforadora, lectora y tabuladora de tarjetas. La Computadora Moderna 1943 – Howard Aiken Como estudiante de Harvard, Aiken propuso a la universidad crear una computadora, basado en el Motor Analítico de Babbage. Lamentablemente, la universidad de Harvard no le proveyó la ayuda que necesitaba. Sin embargo, su idea tuvo buena acogida para la compañia privada de IBM. Entonces, Aiken, conjuntamente con un grupo de científicos, se lanzó a la tarea de construir su máquina. En el 1943, se completó su sueño con su nuevo bebé, llamado Mark I, también conocido por la IBM como “Automatic Sequence Controlled Calculator”. Este artefacto era de 51 pies de largo, 8 pies de altura y 2 pies de espesor; contaba con 750,000 partes y 500 millas de cable; y su peso era de 5 toneladas. Era muy ruidosa, pero capaz de realizar tres calculaciones por segundo. Este computador, aceptaba tarjetas perforadas, las cuales eran luego procesadas y almacenadas esta información. Los resultados eran impresos en una maquinilla eléctrica.
- 3. Esta primera computadora electromecánica fue la responsable de hacer a IBM un gigante en la tecnología de las computadoras. Luego, Howard Aiken y la IBM se separaron en compañías independiente, alegadamente debido a la arrogancia de Aiken. Como fue documentado, IBM había invertido sobre $0.5 millones en la Mark I y en retorno a su inversión, Thomas J. Watson, el cual dirigía IBM, quería el prestigio de estar asociado con la Universidad de harvard. En una ceremonia de dedicación por la ceración del Mark I, el Dr. Howard Aiken hizo alarde de sus logros sin referirse a la IBM. Este descuido intencional enojó a Watson, el cual le gritaba algunas blasfemias a Aiken antes de súbitamente dejar la ceremonia. A raíz de este incidente. Watson terminó su asociación con Harvard. Más tarde, IBM desarrollaron varias máquinas que eran similares a la de Mark L, y Howard Aiken también construyó una serie de máquinas (la Mark II, Mark III y Mark IV). Otro interesante hecho ocurrió con Aiken, y es que se acuño la palabra “debug”. En el 1945, el Mark II estaba albergado en un edificio sin aire acondicionado. Debido a que generaba una gran cantidad de calor, las ventanas se dejaron abiertas. Sin previo aviso, la computadora gigante se detuvo y todos los técnicos trataron frenéticamente de resolver la fuente del problema. Grace Hopper, un brillante científico, y sus compañeros de trabajo encontraron el culpable: una polilla muerta en un relevo de la computadora. Ellos eliminaron la polilla con unas pinzas y la colocaron en la bitácora de Mark II. Cuando Aiken regresó para ver coma andaban las cosas con sus asociados, ellos le contaron que tuvieron que “debug” la máquina. Al presente, la bitácora del Mark II se prserva en el Museo naval en Dahlgren, Virginia. 1939 – John Atanasoff En el 1939, en la Universidad de Iowa State, John Atanasoff diseño y construyó la primera computadora digital mientras trabajaba con Clifford Berrr, un estudiante graduado. Más tarde, Atanasoff y Berry se dedicaron a trabajar en un modelo operacional llamado el ABC, el “Atanasooff-Berry Computer.” Esta computadora, completada en el 1942, usaba circuitos lógicos binarios y tenía memoria regenerativa. 1946 – Dr. John Mauchly y J. Presper Eckert Con el advenimiento de la Segunda Guerra Mundial, los militares necesitaban una computadora extremadamente rápida que fuera capaz de realizar miles de cómputos para compilar tablas balísticas para los nuevos cañones y misiles navales. El Dr. John Mauchly y J. Presper Eckert creían que la única manera de resolver este problema era con una máquina electrónica digital, de manera que trabajaron juntos en este proyecto. En el 1946 completaron su trabajo, del cual surgió una computadora electrónica digital operacional, llamada ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Esta máquina fue desarrollada a gran escala, siendo derivada de las ideas no patentadas de Atanasoff. Este aparato trabajaba con el sistema decimal y tenía todas las características de las computadoras de hoy día. Las dimensiones de la ENIAC eran inmensas, ocupando un espacio de 30 X 50 pies, un peso de 30 toneladas, y un consumo de 160 kilovatios de potencia. Conducía electricidad a través de 18,000 tubos de vacío, generando un calor inmenso; contaba con un aire acondicionado especial para mantenerla fría. La primera vez que se encendió este sistema menguaron las luces de toda Filadelfia.
- 4. Esta computadora operaba a una frecuencia que era 500 veces más rápida que cualquier computadora electromecánica de esa época. Un problema que tenía era que tardaba de 30 a dos horas de calcular para las máquinas electromecánicas, esta máquina la resolvía en tres minutos. Las limitaciones del ENIAC eran un reducida memoria y un problema al cambiar de una programa a otro.: Cuando el usuario quería cambiar a otro programa, la máquina tenía que serre-alambrada. Estos problemas hubiesen tomado años en resolverse si no fuera por una reunión entre Herman Goldsine, un matemático y oficial de enlace para el proyecto de ENIAC, y John Von Newmann, un famoso logístico y matemático. A raíz de tal reunión, John Von Neumann se unió al equipo de Moore, el cual estaba muy cerca de embarcar en una nueva computadora llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). 1945 – John Von Newmann Luego de haber llegado John Von Newmann a Filadelfia, él ayidó al grupo de Moore a adquirir el cotrato para el desarrollo de la EDVAC. Neumann también asistió al grupo con la composición lógica de la máquina. Como resultado de la colaboración del equipo de Moore, surgió un adelante crucial en la forma del concepto del programa almacenado. Hasta este momento, la computadora almacenaba sus programas externamente, ya fuera en tarjetas conectadas, cintas peroradas y tarjetas. La ENIAC empleaba 18, tobos al vacío y requería que un par de tales tubos se unieran en una manera particular para que pudieran sostener la memoria en un bit de los datos. Mauchly y Eckert descubrieron que una línea de demora de mercurio podría reeplazar docenas de estos tubos al vacío. Ellos figuraron que las líneas de demoras significaría ahorros gigantescos en los costos de los tubos y espacio de memoria. Este advance contribuyó a la creación de la computadora EDVAC. El EDVAC almacenaba información en memoria en l misma manera que los datos. La máquina, entonces, manipulaba la información almacenada. Aunque a Von Newmann y su grupo se le acreditó con el uso del concepto del programa almacenado, no fué para ellos la primera máquina. Eso honor se dirige al grupo de la Universidad de Cambridge que desarrollarón el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Las computadoras EDSAC y EDVAC fueron las primeras en usar la notación binaria. Antes del 1951, las computadoras no fueron manufacturadas a grande escala. En el 1951, con la llegada del UNIVAC, comienza la era la las computadoras comerciales. Con tan solo dentro de tres años, IBM comenzó a distribuir su IBM 701 y otras compañías manufacturaron computadoras, tal como el Burroughs E. 101 y el Honeywell Datamatic 1000. Las computadoras que fueron desarrolladas durante los años 1950 y 1960 se conocieron como las computadoras de la primera generación porque tenía una característica en común, el tubo en vacío. Generaciones de Computadoras Desde su inicio, la computadora ha pasado varias etapas de desarrollo. Por lo general, los escritores clasifican estos avances tecnológicos como generaciones, un término de mercadeo. Aunque existe algún solapamiento, es conveniente visualizar el desarrollo tecnológico de esta manera.
- 5. Primera Generación de Computadoras La primera generación de computadoras comenzóen los años 1940 y se extendió hasta los 1950. Durante este periodo, las computadoras empleaban tubos al vacío para conducir la electricidad. El uso de los tubos al vacío hacía que las computadoras fueran grandes, voluminosas y costosas porque los tubos tenían que ser continuamente reemplazados debido a que se quemaban con frecuencia. Hasta este tiempo, las computadoras fueron clasificadas por su dispositivo principal para el almacenaje en memoria. La UNIVAC I empleaba un ingenioso dispositivo llamado línea de demora de mercurio (mercury delay line), la cual dependía de pulsos de ultrasonido. 1951 – Remington Rand Desarrolló la primera computadora eléctrica digital, la UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer). 1953 – IBM 650 Para esta época, por primera vez se emplea ampliamente como sistemas de computadora el modelo de IBM 650. Originalmente se planificaron producir 50 máquinas, pero el sistema fue tan exitoso que eventualmente IBM manufactura más de 1,000. Con las series de máquinas IBM 700, la compañía dominaría el mercado de las supercomputadoras para la próxima década. 1957 – IBM 305 RAMAC En el 1957, el sistema de IBM 305 RAMAC es el primero en su clase en utilizar disco magnético para almacenaje externo. El sistema provee capacidad de almacenamiento similar a la cinta magnética que fue usada previamente, pero ofrece la ventaja de capacidad de acceso semi-aleatorio. Segunda Generación de Computadoras 1958 – Transistor Las computadoras construidas con transistores marcan el comienzo de la segunda generación de los equipos de computadora. 1959 – IBM 1602 IBM introduce dos pequeñas computadoras de escritorio, a saber: la IBM 1401 para negocios y la IBM 1602 para científicos. Tercera Generación de Computadoras 1964 – IBM 360 La tercera generación de computadoras comenzó en el 1964 con la introducción de la IBM 360, la computadora que fue la pionera para el uso de circuitos integrados en un chip. En ese mismo año, los científicos de computadora desarrollaron circuitos integrados diminutos e instalaron cientos de estos transistores en un solo chip de silicón, el cual era tan pequeño como la punta de un dedo
- 6. 1965 – PDP-8 La “Digital Equipment Corporation” (DEC) introduce la primera minicomputadora, conocida como la PDP-8. 1968 – Alan Shugart Alan Shugard en IBM demuestra el primer uso regular del Disco flexible de 8-pulgadas (disco de almacenaje magnético). Cuarta Generación de Computadoras 1968 – Gilbert Hyatt El desarrollo de la tecnología de microprocesadores resultó en la cuarta generación. El el 1968, Gilbert Hyatt diseño una computadora que tenía la capacidad de instalar un microchip de silicón del tamaño de una uña de dedo. Hayatt quería que el mundo lo reconociera como el inventor que revolucionó la computadora. Después de veinte años de batallas legales, la oficina de patentes y marcas en Estados Unidos Continentales le otorgó a Hyatt la patente No. 4,942.516 por un “Single Chip integrated Circuit Computer Architecture”. 1971 –Dr. Ted Hoff En el 1971, el Dr, Ted Hoff, conjuntamente con un grupo de individuos trabajando en Intel Corporation, desarrollaron un microprocesador o un chip de computadora microprogramable, conocido con el nombre de Intel 4004. Tal chip solo estaba destinado para calculadoras, puesto carecía de la potencia necesaria para que pudiera trabajar en una computadora. 1975 –la Altair Tres años más tarde, ellos presentaron en el mercado la versión 8080, la cual era capaz de correr la unidad de procesamiento de una computadora. En el 1974, Radio Electronics publicó un artículo sobre la construcción de una computadora casera que usaba esta tecnología. Subsecuentemente, la revista Popular Electronics escribio una sección sobre Altair, una computadora que tenía el chip 8080. La Altair, nombrada así por un episodio de Star Trek, fue introducida por MITS, Inc. Fue vendida en combo por menos de $400.00. Aunque inicialmente no contaba con teclado, monitor, sin una memoria permanente y sin programas, fueron tomadas 4,000 órdenes dentro de los primeros tres meses. 1976 – Steve Wozniak and Steve Jobs Las computadoras Apple hicieron su aparición durante la década de los 1970. En el 1976, Steve Wozniak y Steve Jobs construyeron la primera computadora de Apple. Este dúo suministraba gratuitamente programas para sus máquinas, adquiriendo un éxito módico. Con la ayuda de profesionales en este campo, en el 1977 presentaron una nueva versión mejorada de su máquina de Apple, llamada la Apple II. Este sistema de computadora fue el primero en su clase en ser aceptado por usuarios comerciantes, puesto contaba con la simulación de una hoja de cálculo llamada VisiCalc. Era una computadora de escritorio compacta con 4K de memoria, con precios de $1,298 y una velocida del reloj de 1.0.
- 7. 1980 – IBM PC La corporación de IBM entró en el mercado de las computadoras personales, lanzando la IBM PC. Esta computadora fue un éxito rotundo y se convirtió en un “best seller”. Debido al éxito de la entrada de la IBM en el mercado de microcomputadoras tipo PC, otras corporaciones de computadoras decidieron capitalizar tal popularidad al desarrollar sus propios clones. Estas computadoras personales contaban con muchas de los mismos rasgos de las máquinas IBM y eran capaces de correr los mismos programas. Se hizo realidad el uso diseminado de computadoras personales. Quinta Generación de Computadoras En la quinta generación, surgieron computadoras con chips de alta velocidad. 1991 – Toushstone Delta Supercomputer En el 1991, Cal Tech hizo público su “Touchstone Delta Supercomputer”, la cual ejecutaba 8.6 billones de cálculos por segundo. Al presente, existen computadoras que pueden llevar a cabo miles de operaciones simultáneamente y la frecuencia de la ejecución de estas máquinas se miden en teraflops. Un teraflop es equivalente a la ejecución de 1 trillón de operaciones de puntos flotantes por segundo. LOS DATOS Se presentará los principales formatos de datos que usa la microcomputadora o PC. BITS, BYTES Y CARACTERES La unidad más pequeña y fundamental de los datos que posee la computadora se conoce como un bit. Es, pues, la unidad básica de un sistema de numeración binarios. La palabra bit representa una abreviación de binaty digit (dígito binaria). Los dígitos binarios sólo tienen valores de 0 y 1. Tales dígitos representan encendido y apagado, falso y cierto, no y si. Dentro de la circuitería electrónica de un sistema de computadora, estos valores son representados por la presencia o ausencia de voltaje. Un bit es la cantidad más pequeña de información, pues éstos permiten la construcción de cantidades más grandes de información. Ocho bits conforman un octeto, también llamado byte. Los bytes son la unidad práctica principal de datos de la computadora, puesto que la capacidad de memoria aleatoria y de almacenamiento permanente de una computadora son medidas en bytes. Las cantidades grades de un computador son medidas en kilobytes, megabytes y gigabyes. Las computadoras están diseñadas para manipular y trabajar con bytes. Hay ocho ajustes individuales a ceros o unos, activada o desactivadas, en cada byte. Por lo tanto, si cada uno de los ocho bits tienen dos posiciones (cero y uno), entonces la cantidad de combinaciones distintas posibles de los ajustes de bit en un byte es 28, es decir, 256. Consecuentemente, hay 256 valores diferentes o combinaciones de bits que puede tener un byte. Los Bits en los Bytes y en las Palabras
- 8. Para poder referirse a los bits en un byte, se requiere enumerarlos desde cero y comenzado en el bit del extremo derecho, o menos significativo (véase Tabla 1). Este métodos de especificación de números se llama binario. Bi significa dos y hay solamente dos valores posibles en este sistema de numeración. El más sistema decimal más familiar tiene 10 dígitos (del 0 al 9) y el hexadecimal, el cual emplea 16 números (del 0 al 9 y de la A a la F). - 8 - Tabla 1-1: Patrones de Bits Binarios y sus Valores Patrón de bits Posición de bit Valor Numérico Potencia de 2 00000001 0 1 20 00000010 1 2 21 00000100 2 4 22