Fundamentos del computador

Fundamentos del computador
Luis Fernando Portes Novas
2015-2480

¿Qué es la computadora?
 Una computadora es un sistema digital
con tecnología microelectrónica capaz
de procesar datos a partir de un grupo
de instrucciones denominado programa.
La estructura básica de una
computadora incluye microprocesador
(CPU), memoria y dispositivos de
entrada/salida (E/S), junto a los buses
que permiten la comunicación entre
ellos. La característica principal que la
distingue de otros dispositivos similares,
como una calculadora no programable,
es que puede realizar tareas muy
diversas cargando distintos programas
en la memoria para que los ejecute el
procesador.

¿Qué es la computadora?
 Una computadora está formada, físicamente, por numerosos
circuitos integrados y otros muchos componentes de apoyo,
extensión y accesorios, que en conjunto pueden ejecutar tareas
diversas con suma rapidez y bajo el control de un programa. Desde
el punto de vista funcional es una máquina que posee, al menos,
una unidad central de procesamiento, una memoria principal y algún
periférico o dispositivo de entrada y otro de salida. Los dispositivos
de entrada permiten el ingreso de datos, la CPU se encarga de su
procesamiento (operaciones aritmético-lógicas) y los dispositivos de
salida los comunican a otros medios. Es así, que la computadora
recibe datos, los procesa y emite la información resultante, la que
luego puede ser interpretada, almacenada, transmitida a otra
máquina o dispositivo o sencillamente impresa; todo ello a criterio de
un operador o usuario y bajo el control de un programa.

¿Qué es la pascalina?
 La Pascalina es la
primera calculadora mecánica de
la historia. Inventada por el gran
pensador, filósofo y matemático
francés Blaise Pascal a la edad de
diecinueve años en1642. El
aparato podía sumar y restar, y
también multiplicar y dividir
mediante sumas o restas
sucesivas. Pascal desarrolló el
invento para hacer más fácil la
recaudación de los impuestos a su
padre. La Pascalina es antecesor
directo de las calculadoras
modernas y un hito en la carrera
computacional que llega hasta
nuestros días.

¿Qué es la pascalina?
 En su interior, se disponían unas ruedas
dentadas conectadas entre sí, formando
una cadena de transmisión, de modo
que, cuando una rueda giraba
completamente sobre su eje, hacía
avanzar un grado a la siguiente. Las
ruedas representaban el «sistema
decimal de numeración». Cada rueda
constaba de diez pasos, para lo cual
estaba convenientemente marcada con
números del 9 al 0. El número total de
ruedas era ocho (seis ruedas para los
números enteros y dos ruedas más, en
el extremo izquierdo, para los
decimales). Con esta disposición «se
podían obtener números entre 0'01 y
999.999'99». Mediante una manivela se
hacía girar las ruedas dentadas. Para
sumar o restar no había más que
accionar la manivela en el sentido
apropiado, con lo que las ruedas corrían
los pasos necesarios
Blaise Pascal
(1623-1662)

¿Qué es la maquina analítica?
 La máquina analítica es el diseño de un
computador moderno de uso general realizado
por el profesor británico de matemáticas
Charles Babbage, que representó un paso
importante en la historia de la computación.
Fue inicialmente descrita en 1816, aunque
Babbage continuó refinando el diseño hasta
su muerte en 1871. La máquina no pudo
construirse debido a razones de índole política
pues hubo detractores por un posible uso de
la máquina para fines bélicos. Computadores
que fueran lógicamente comparables a la
máquina analítica sólo pudieron construirse
100 años más tarde.
 Algunos piensan que las limitaciones
tecnológicas de la época eran un obstáculo
que habría impedido su construcción; otros
piensan que la tecnología de la época no
alcanzaba para construir la máquina de
haberse obtenido financiación y apoyo político
al proyecto.
Máquina Analítica de
Babbage

¿Qué es el telar automático?
 El telar de Jacquard es un telar mecánico
inventado por Joseph Marie Jacquard en 1805. El
artilugio utilizaba tarjetas perforadas para
conseguir tejer patrones en la tela, permitiendo
que hasta los usuarios más inexpertos pudieran
elaborar complejos diseños. La invención se
basaba en los instrumentos que anteriormente
diseñaron Basile Bouchon (1725), Jean-Baptiste
Falcon (1728) y Jacques Vaucanson (1740),
todos ellos de nacionalidad francesa.
 Aunque siempre se ha denominado telar de
Jacquard, el telar en sí es la máquina inferior que
intersecciona los hilos para producir la tela,
mientras que lo que verdaderamente inventó
Jacquard es la máquina que produce el
movimiento independiente de los hilos de
urdimbre para conseguir el dibujo solicitado a
través de las armuras o ligamentos insertados en
las diferentes zonas del tejido.

¿Qué es la maquina tabuladora?
 Es una de las primeras máquinas de
aplicación en informática. En 1890
Herman Hollerith (1860-1929) 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, durante 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
tres(International Time Recording
Company, la Computing Scale
Corporation, y la Bundy Manufacturing
Company), dio lugar, en 1924, a la
International Business Machines
Corporation (IBM).

¿Qué es la maquina MARK1?
 El IBM Automatic Sequence Controlled
Calculator (ASCC), más conocido como Harvard
Mark I o Mark I, fue el primer ordenador
electromecánico, construido en IBM y enviado a
Harvard en 1944. Tenía 760.000 ruedas y 800
kilómetros de cable y se basaba en la máquina
analítica de Charles Babbage.
 El computador empleaba señales
electromagnéticas para mover las partes
mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de
3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la
secuencia de cálculos no se podía cambiar);
pero ejecutaba operaciones matemáticas
básicas y cálculos complejos de ecuaciones
sobre el movimiento parabólico.
 Funcionaba con relés, se programaba con
interruptores y leía los datos de cintas de papel
perforado.

¿Qué es el Eniac?
 Fue la primera computadora de propósitos
generales. Era Turing-completa, digital, y
susceptible de ser reprogramada para resolver
“una extensa clase de problemas numéricos”.
Fue inicialmente diseñada para calcular tablas de
tiro de artillería para el Laboratorio de
Investigación Balística del Ejército de los Estados
Unidos.
 Se ha considerado a menudo la primera
computadora de propósito general, aunque este
título pertenece en realidad a la computadora
alemana Z1. Además está relacionada con el
Colossus, que se usó para descifrar código
alemán durante la Segunda Guerra Mundial y
destruido tras su uso para evitar dejar pruebas,
siendo recientemente restaurada para un museo
británico. Era totalmente digital, es decir, que
ejecutaba sus procesos y operaciones mediante
instrucciones en lenguaje máquina, a diferencia
de otras máquinas computadoras
contemporáneas de procesos analógicos.

Primera generación de computadores
 La primera generación de computadoras
abarca desde el año 1938 hasta el año 1958,
época en que la tecnología electrónica era a
base de bulbos o tubos de vacío, y la
comunicación era en términos de nivel más
bajo que puede existir, que se conoce como
lenguaje de máquina.
 Características:
• Estaban construidas con electrónica de
válvulas.
• Se programaban en lenguaje de máquina.
 Un programa es un conjunto de instrucciones
para que la máquina efectúe alguna tarea, y el
lenguaje más simple en el que puede
especificarse un programa se llama lenguaje
de máquina (porque el programa debe
escribirse mediante algún conjunto de códigos
binarios).

Segunda generación de computadores
 La segunda generación de las
computadoras reemplazó las válvulas de
vacío por los transistores. Por eso, las
computadoras de la segunda generación
son más pequeñas y consumen menos
electricidad que las de la anterior. La
forma de comunicación con estas nuevas
computadoras es mediante lenguajes más
avanzados que el lenguaje de máquina,
los cuales reciben el nombre de
“lenguajes de alto nivel” o lenguajes de
programación.
 Las características más relevantes de las
computadoras de la segunda generación
son:
• Estaban construidas con la electrónica de
transistores.
• Se programaban con lenguajes de alto
nivel.

Tercera generación de computadores
 A mediados de los años 60 se produjo la
invención del circuito integrado o microchip, por
parte de Jack St. Claire Kilby y Robert Noyce.
Después llevó a Ted Hoff a la invención del
microprocesador, en Intel. A finales de 1960,
investigadores como George Gamow notaron
que las secuencias de nucleótidos en el ADN
formaban un código, otra forma de codificar o
programar.
 A partir de esta fecha, empezaron a
empaquetarse varios transistores diminutos y
otros componentes electrónicos en un solo chip
o encapsulado, que contenía en su interior un
circuito completo: un amplificador, un oscilador,
o una puerta lógica. Naturalmente, con estos
chips (circuitos integrados) era mucho más fácil
montar aparatos complicados: receptores de
radio o televisión y computadoras.

Cuarta generación de computadores
 La denominada Cuarta Generación
(1971 a 1981) es el producto de la micro
miniaturización de los circuitos
electrónicos. El tamaño reducido del
microprocesador de chips hizo posible la
creación de las computadoras personales
(PC).
 Hoy en día las tecnologías LSI
(Integración a gran escala) y VLSI
(integración a muy gran escala) permiten
que cientos de miles de componentes
electrónicos se almacenen en un chip.
Usando VLSI, un fabricante puede hacer
que una computadora pequeña rivalice
con una computadora de la primera
generación que ocupaba un cuarto
completo. Hicieron su gran debut las
microcomputadoras.

Quinta generación de computadores
 La quinta generación de computadoras, también
conocida por sus siglas en inglés, FGCS (de
Fifth Generation Computer Systems) fue un
ambicioso proyecto propuesto por Japón a
finales de la década de 1970. Su objetivo era el
desarrollo de una nueva clase de computadoras
que utilizarían técnicas y tecnologías de
inteligencia artificial tanto en el plano del
hardware como del software,1 usando el
lenguaje PROLOG2 3 4 al nivel del lenguaje de
máquina y serían capaces de resolver problemas
complejos, como la traducción automática de
una lengua natural a otra (del japonés al inglés,
por ejemplo). Como unidad de medida del
rendimiento y prestaciones de estas
computadoras se empleaba la cantidad de LIPS
(Logical Inferences Per Second) capaz de
realizar durante la ejecución de las distintas
tareas programadas. Para su desarrollo se
emplearon diferentes tipos de arquitecturas
VLSI (Very Large Scale Integration).

¿Qué es el tiempo Unix?
 Tiempo Unix o Tiempo POSIX es un
sistema para la descripción de instantes
de tiempo: se define como la cantidad de
segundos transcurridos desde la
medianoche UTC del 1 de enero de
1970, sin contar segundos intercalares.
Es universalmente usado no solo en
sistemas operativos tipo-Unix, sino
también en muchos otros sistemas
computacionales. No se trata ni de una
representación lineal del tiempo, ni de
una representación verdadera de UTC (a
pesar de que frecuentemente se lo
confunde con ambos), pues el tiempo
que representa es UTC, pero no tiene
forma de representar segundos bisiestos
de UTC (por ejemplo, 1998-12-31
23:59:60).

Primera computadora funcional fuera del
planeta.
 La primera computadora fue El
Computador de Navegación del Apolo,
era un elemento fundamental del
programa Apolo. Su papel en el
programa espacial de 1969 (Primer
viaje a la Luna) fue proporcionar el
control y la capacidad de cálculo
necesarios para controlar la orientación
y la navegación del módulo de mando
y del módulo lunar.
 El Computador de Navegación de la
misión del Apolo 11 que llegó a la luna
en 1969 tenía 2K de memoria, 32K de
almacenamiento y velocidad de
procesamiento de 1.024 KHz.

La computadora mas rápida del mundo.
 La Tianhe-2, desarrollada por la
Universidad de Tecnología de
Defensa china, que es administrada
por el gobierno, lideró la lista de las
500 computadoras más rápidas del
mundo, publicada dos veces al año
por un grupo de investigadores
internacionales.
 El nombre de la computadora,
Tianhe-2, quiere decir Milky Way-2, y
su sistema opera a 33,86 petaflops
por segundo, lo que equivale a
33.860 billones de cálculos por
segundo.
 Eso en promedio, porque en teoría la
máquina puede operar hasta a 54,9
petaflops por segundo.
Tianhe-
2

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