jueves, 26 de noviembre de 2009

Trabajo Integrador de Noelia Paez


Historia de la computadora


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. A este dispositivo no se le puede llamar computadora por carecer del elemento fundamental llamado programa.
Otro de los
inventos mecánicos fue la Pascalina inventada por Blaise Pascal (1623 - 1662) de Francia y la de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716) de Alemania. Con estas máquinas, los datos se representaban mediante las posiciones de los engranajes, y los datos se introducían manualmente estableciendo dichas posiciones finales de las ruedas, de manera similar a como leemos los números en el cuentakilómetros de un automóvil.




La primera
computadora fue la máquina analítica creada por Charles Babbage, profesor matemático de la Universidad de Cambridge en el siglo XIX. La idea que tuvo Charles Babbage sobre un computador nació debido a que la elaboración de las tablas matemáticas era un proceso tedioso y propenso a errores. En 1823 el gobierno Británico lo apoyo para crear el proyecto de una máquina de diferencias, un dispositivo mecánico para efectuar sumas repetidas.
Mientras tanto Charles Jacquard (francés), fabricante de
tejidos, había creado un telar que podía reproducir automáticamente patrones de tejidos leyendo la información codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rígido. Al enterarse de este método Babbage abandonó la máquina de diferencias y se dedico al proyecto de la máquina analítica que se pudiera programar con tarjetas perforadas para efectuar cualquier cálculo con una precisión de 20 dígitos. La tecnología de la época no bastaba para hacer realidad sus ideas.
El mundo no estaba listo, y no lo estaría por cien años más.
En 1944 se construyó en la
Universidadde Harvard, la Mark I, diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken. 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.


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 diseñolo 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.
El
proyecto, auspiciado por el departamento de Defensa de los Estados Unidos, culminó dos años después, cuando se integró a ese equipo el ingeniero y matemático húngaro John von Neumann (1903 - 1957). Las ideas de von Neumann resultaron tan fundamentales para su desarrollo posterior, que es considerado el padre de las computadoras.
La EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue diseñada por este nuevo equipo. Tenía aproximadamente cuatro mil bulbos y usaba un tipo de
memoria basado en tubos llenos de mercurio por donde circulaban señales eléctricas sujetas a retardos.
La idea fundamental de von Neumann fue: permitir que en
la memoria coexistan datos con instrucciones, para que entonces la computadora pueda ser programada en un lenguaje, y no por medio de alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, como en la ENIAC.
Todo este
desarrollo de las computadoras suele divisarse por generaciones y el criterio que se determinó para determinar el cambio de generación no está muy bien definido, pero resulta aparente que deben cumplirse al menos los siguientes requisitos:
La forma en que están construidas.
Forma en que el ser humano se comunica con ellas.

Generacion de las computadras
Primera Generación

En esta generación había una gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras, puesto que se realizó un estudio en esta época que determinó que con veinte computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos.
Esta generación abarco la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes
características:
Estas máquinas estaban construidas por medio de tubos de vacío.
Eran programadas en
lenguaje de máquina.
En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un
costo aproximado de ciento de miles de dólares).


En 1951 aparece la UNIVAC (NIVersAl Computer), fue la primera computadora comercial, que disponía de mil palabras de memoria central y podían leer cintas magnéticas, se utilizó para procesar el censo de 1950 en los Estados Unidos.
En las dos primeras generaciones, las unidades de entrada utilizaban
tarjetas perforadas, retomadas por Herman Hollerith (1860 - 1929), quien además fundó una compañía que con el paso del tiempo se conocería como IBM (International Bussines Machines).
Después se desarrolló por IBM la IBM 701 de la cual se entregaron 18 unidades entre 1953 y 1957.
Posteriormente, la compañía Remington Rand fabricó el
modelo 1103, que competía con la 701 en el campo científico, por lo que la IBM desarrollo la 702, la cual presentó problemas en memoria, debido a esto no duró en el mercado.
La computadora más exitosa de la primera generación fue la IBM 650, de la cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un esquema de
memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el antecesor de los discos actuales.
Otros
modelosde computadora que se pueden situar en los inicios de la segunda generación son: la UNIVAC 80 y 90, las IBM 704 y 709, Burroughs 220 y UNIVAC 1105.


Segunda Generación

Cerca de la década de 1960, las computadoras seguían evolucionando, se reducía su tamaño y crecía su capacidad de procesamiento. También en esta época se empezó a definir la forma de comunicarse con las computadoras, que recibía el nombre de programación de sistemas.
Las
características de la segunda generación son las siguientes:
Están construidas con
circuitos de transistores.
Se programan en nuevos lenguajes llamados lenguajes de alto nivel.
En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor
costo. 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 Manchester.
Algunas de estas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras más por medio de cableado en un tablero. Los
programas eran hechos a la medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la informaciónno tenía contacto directo con las computadoras. Esta situación en un principio se produjo en las primeras computadoras personales, pues se requería saberlas "programar" (alimentarle instrucciones) para obtener resultados; por lo tanto su uso estaba limitado a aquellos audaces pioneros que gustaran de pasar un buen número de horas escribiendo instrucciones, "corriendo" el programa resultante y verificando y corrigiendo los errores o bugs que aparecieran. Además, para no perder el "programa" resultante había que "guardarlo" (almacenarlo) en una grabadora de astte, pues en esa época no había discos flexibles y mucho menos discos durospara las PC; este procedimiento podía tomar de 10 a 45 minutos, según el programa. El panorama se modificó totalmente con la aparición de las computadoras personales con mejore circuitos, más memoria, unidades de disco flexible y sobre todo con la aparición de programasde aplicación general en donde el usuario compra el programa y se pone a trabajar. Aparecen los programas procesadores de palabras como el célebre Word Star, la impresionante hoja de cálculo (spreadsheet) Visicalc y otros más que de la noche a la mañana cambian la imagen de la PC. El sortware empieza a tratar de alcanzar el paso del hardware. Pero aquí aparece un nuevo elemento: el usuario.
El usuario de las computadoras va cambiando y evolucionando con el
tiempo. De estar totalmente desconectado a ellas en las máquinas grandes pasa la PC a ser pieza clave en el diseño tanto del hardware como del software. Aparece el concepto de human interface que es la relación entre el usuario y su computadora. Se habla entonces de hardwareergonómico (adaptado a las dimensiones humanas para reducir el cansancio), diseños de pantallas antirreflejos y teclados que descansen la muñeca. Con respecto al softwarese inicia una verdadera carrera para encontrar la manera en que el usuario pase menos tiempo capacitándose y entrenándose y más tiempo produciendo. Se ponen al alcance programas con menús (listas de opciones) que orientan en todo momento al usuario (con el consiguiente aburrimiento de los usuarios expertos); otros programas ofrecen toda una artillería de teclas de control y teclas de funciones (atajos) para efectuar toda suerte de efectos en el trabajo (con la consiguiente desorientación de los usuarios novatos). Se ofrecen un sinnúmero de cursos prometiendo que en pocas semanas hacen de cualquier personaun experto en los programas comerciales. Pero el problema "constante" es que ninguna solución para el uso de los programas es "constante". Cada nuevo programa requiere aprender nuevos controles, nuevos trucos, nuevos menús. Se empieza a sentir que la relación usuario-PC no está acorde con los desarrollos del equipo y de la potencia de los programas. Hace falta una relación amistosa entre el usuario y la PC.
Las computadoras de esta generación fueron: la Philco 212 (esta compañía se retiró del
mercado en 1964) y la UNIVAC M460, la Control Data Corporation modelo 1604, seguida por la serie 3000, la IBM mejoró la 709 y sacó al mercado la 7090, la National Cash Register empezó a producir máquinas para proceso de datos de tipo comercial, introdujo el modelo NCR 315.
La
RadioCorporation of America introdujo el modelo 501, que manejaba el lenguaje COBOL, para procesos administrativos y comerciales. Después salió al mercado la RCA 601.


Tercera Generacion


Con los progresos de la electrónica y los avances de comunicacióncon las computadoras en la década de los 1960, surge la tercera generación de las computadoras. Se inaugura con la IBM 360 en abril de 1964.3
Las
características de esta generación fueron las siguientes:
Su fabricación
electrónica esta basada en circuitos integrados.
Su manejo es por medio de los lenguajes de
control de los sistemas operativos.
La IBM produce la serie 360 con los
modelos20, 22, 30, 40, 50, 65, 67, 75, 85, 90, 195 que utilizaban técnicas especiales del procesador, unidades de cinta de nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características que ahora son estándares (no todos los modelos usaban estas técnicas, sino que estaba dividido por aplicaciones).
El
sistema operativode la serie 360, se llamó OS que contaba con varias configuraciones, incluía un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron en estándares.
En 1964 CDC introdujo la serie 6000 con
la computadora 6600 que se consideró durante algunos años como la más rápida.
En la década de 1970, la IBM produce la serie 370 (
modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168). UNIVAC compite son los modelos 1108 y 1110, máquinas en gran escala; mientras que CDC produce su serie 7000 con el modelo 7600. Estas computadoras se caracterizan por ser muy potentes y veloces.
A finales de esta década la IBM de su serie 370 produce los modelos 3031, 3033, 4341. Burroughs con su serie 6000 produce los modelos 6500 y 6700 de avanzado
diseño, que se reemplazaron por su serie 7000. Honey - Well participa con su computadora DPS con varios modelos.
A mediados de la década de 1970, aparecen en el mercado las computadoras de tamaño mediano, o minicomputadoras que no son tan costosas como las grandes (llamadas también como mainframes que significa también, gran
sistema), pero disponen de gran capacidad de procesamiento. Algunas minicomputadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la PDP - 11 de Digital Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address eXtended) de la misma compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y 9000 de Hewlett - Packard con varios modelos el 36 y el 34, la Wang y Honey - Well -Bull, Siemens de origen alemán, la ICL fabricada en Inglaterra. En la Unión Soviética se utilizó la US (Sistema Unificado, Ryad) que ha pasado por varias generaciones.

Cuarta Generación

Aquí aparecen los microprocesadores que es un gran adelanto de la microelectrónica, son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante. Las microcomputadoras con base en estos circuitosson extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extiende al mercado industrial. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada "revolución informática".
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la segunda compañía más grande del mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta por su parte es aún de las cinco compañías más grandes del mundo.
En 1981 se vendieron 800 00 computadoras personales, al siguiente subió a 1 400 000. Entre 1984 y 1987 se vendieron alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no queda duda que su impacto y penetración han sido enormes.
Con el surgimiento de las computadoras personales, el
software y los sistemas que con ellas de manejan han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la comunicación con el usuario. Surgen otras aplicaciones como los procesadores de palabra, las hojas electrónicas de cálculo, paquetes gráficos, etc. También las industrias del Software de las computadoras personales crece con gran rapidez, Gary Kildall y William Gates se dedicaron durante años a la creación de sistemas operativos y métodos para lograr una utilización sencilla de las microcomputadoras (son los creadores de CP/M y de los productos de Microsoft).
No todo son microcomputadoras, por su puesto, las minicomputadoras y los grandes
sistemas continúan en desarrollo. De hecho las máquinas pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de los grandes sistemas de 10 o 15 años antes, que requerían de instalaciones costosas y especiales, pero sería equivocado suponer que las grandes computadoras han desaparecido; por el contrario, su presencia era ya ineludible en prácticamente todas las esferas de control gubernamental, militar y de la gran industria. Las enormes computadoras de las series CDC, CRAY, Hitachi o IBM por ejemplo, eran capaces de atender a varios cientos de millones de operaciones por segundo.

Quinta Generación

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. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.
Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los
objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidosya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:
Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y
circuitos de gran velocidad.
Manejo de
lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.
El futuro previsible de la
computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia siga siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.


Sistema de Computos

Procesamiento

Dentro de una computadora existen muchos elementos conectados entre sí, que se encargan de procesar los datos que llegan del exterior, a través de los periféricos de entrada.Un elemento fundamental en toda computadora es la unidad central de proceso, que se encarga de controlar el funcionamiento de todos los demás componentes y de realizar todas las operaciones aritméticas lógicas, de acuerdo con las instrucciones recibidas. También es denominada procesador, microprocesador o CPU (siglas de su nombre en ingles Central Process Unit).La CPU esta formada por dos partes principales:

*La unidad de control;
*La unidad aritmético-lógica.

La unidad de control es la parte mas importante de la CPU, es la encargada de ordenar y supervisar todas las operaciones que deben efectuar la unidad aritmético-lógica y la memoria principal; realiza todos los movimientos de datos para que la computadora cumpla con la ejecución de las instrucciones recibidas; controla que los periféricos de entrada como los de salida realicen las tareas correctamente.La aritmético-lógica, es la encargada de realizar las operaciones aritméticas (suma, resta, división, multiplicación, etc.) y la de tipo lógico (comparación, unión, intersección, negación, etc.) que ordene la unidad de control.Dentro de la CPU hay además un conjunto de registros que son utilizados como auxiliares en el funcionamiento propio de la CPU.Los registros que posee una CPU reciben distintos nombres, de acuerdo con el tipo de dato que guardan en su interior y entre ellos encontramos los siguientes:*Registro de instrucción, contiene en cada momento la instrucción que se está ejecutando;*Registro contador de programa, contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción por ejecutar. Puede ser llamada también registro de próxima instrucción.*Registro de control, la CPU guarda en cada momento datos que le sirven para controlar el funcionamiento de toda la computadora.*Registro de datos, este registro puede ser considerado como la “puerta de entrada” (y salida) de los datos al procesador, ya que todo dato que ingresa a la CPU o que sale de ella hacia la memoria principal o hacia algún periférico debe pasar por el registro de datos.
Otro componente fundamental de cualquier computadora es la memoria principal, en ella se almacenan las instrucciones y los datos que van a ser utilizados por la CPU durante la ejecución de un programa.La memoria principal está formada por una serie de celdas o casillas numeradas capaces de guardar en su interior los datos mientras la computadora esté encendida.La memoria principal, al igual que otros elementos, está conectada a la CPU por medio de un conjunto de cables, denominado BUS, que transporta los datos de forma de impulsos eléctricos.

Diferentes tipos de memoria principal

Dentro de una computadora podemos encontrar distintos tipos de memoria principal, de acuerdo con la forma en que el usuario accede a ella.
*RAM (random acess memory) o memoria de acceso directo. Este tipo de memoria permite al usuario guardar y recuperar su información en ella de forma directa; es decir, se llega a una dirección de la memoria directamente sin tener que pasar antes por otra dirección. Este tipo de memoria se dice que es volátil.

*ROM (read only memory) o memoria de solo lectura. Contiene información que viene pregrabada por su fabricante y por ser de solo lectura, no puede ser modificada por el usuario.

Registro de Datos
Este registro puede ser considerado como la "puerta de entrada" (y salida) de los datos al procesador, ya que todo dato que ingresa a la CPU o que sale de ella hacia la memoria principal o hacia algun periferico debe pasar por el registro de datos.

Registro Contador de Programa

Contiene permanentementa la direccion dememoria de la siguiente instruccion por ejecutar. Al comienzo, toma la direccion del a primera instruccion y cambia de valor en forma automatica al terminar de ejecutarse cada instruccion. Puese ser tambien llamado Registro de Proxima Instruccion

Registro de Control

En este la CPU guarda en cada momento datos que le sirve para controlor el funcionamiento de toda la computadora. Estos dantos sirven de señal para que la unidad de control siga con la ejecucion normal de una instruccion o ternmine con ella, mostrando un error. Podriamos decir que esta señal actua como un semaforo para la unidad de control; si esta e verde continua; si esta en rojo, debe detener la ejecucion y mostrar por medio d un mensaje de error que algo no esta bien.
Redes Informaticas

Redes de área local (LAN)

Estas redes son instaladas en un ámbito pequeño, como por ejemplo en el interior de una empresa o un organismo, y la conexion entre los nodos se realiza por medio de cables que pueden ser: par telefonico, cable coaxial o fibre optica.

La forma en que se conectan los nodos de una red se denomina topologia de la red. Las principales topologias para redes locales son: bus, anillo y estrella.

*Red en bus: La comunicacion entre las computadoras queda establecida por medio de una linea bus que recorre todas las maquinas.



*Red en anillo: La red en anillo es una variante de la anterior, en la cual los extremos del bus cierran un lazo.



*Red en estrella: En esta topologia, todos los equipos están conectados en forma independiente a una computadora central encargada de controlar la comunicación y de administrar los recursos de la red.


Redes de área metropolitana (MAN)
Estas redes cubren un ámbito geográfico limitado en una ciudad utilizándose frecuentemente para unir sucursales de empresa, bancos, etc.

Dada la gran distancia que separa los nodos, es imposible utilizar cables como medio de comunicación, empleándose en cambio transmisiones vía microondas.

En estas comunicaciones, la información se transmite por el aire mediante ondas electromagnéticas, con la ventaja de que no se necesita enlace físico; sin embargo, dado que los accidentes geográficos, edificios, árboles y el mal tiempo afectan las ondas electromagnéticas, la longitud maxima entre dos nodos en la Tierra es de aproximadamente 50 km.

Si es necesario cubrir mayores distancias, se deben intercalar repetidores que reciban la señal y la retransmitan.

Redes de área extensa (WAN)

Las redes de área extensa, o WAN, pertenecen a organismos oficiales o a grandes compañias y comunican todo el globo terraqueo, utilizando satelites de comunicaciones.
Algunas redes de este tipo son privadas y solo pueden acceder a ellas personas autorizadas; otras, en cambio prestan servicios a cualquier usuario que contrate sus servicios. Cada abonado a una de estas redes tiene asignada una direccion que le permite intercambiar informacion con cualquier otro abonado, como ocurre en la red telefónica.
En las comunicaciones vía satélite, la transmisión se realiza por el aire mediante microondas, utilizándose satélites artificiales geoestacionarios como repetidores, lo que permite alcanzar grandes distancias. Como vimos anteriormente, las microondas se ven afectadas por obstaculos; sin embargo, como las antenas emisoras y receptoras en este caso apuntan hacia arriba, dichas ondas no encuentran obstaculos ni interferencias y recorren grandes distancias lo que les permite llegar a los satelites.

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