Tarea 2: Presentación sobre computadoras 033286

La Computadora

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Pie de foto: : Asher Triana 033286

Organización física de las computadoras

La computadora es el elemento fundamental de un sistema de cómputo, es el dispositivo habilitado para interpretar y ejecutar órdenes de entrada, procesamiento, almacenaje y salida. Se clasifican según su potencia en super-computadora, mini-computadora y micro-computadora. Ésta última es la que comúnmente se llama computadora personal. Las computadoras han avanzado mucho desde la aparición de la primera, sin embargo, la mayor parte basa su arquitectura y diseño a la propuesta por John Neumann (Inventor de la máquina ENIAC), que describe y cuatro secciones principales: La unidad central de procesamiento dividida en la unidad de control y la unidad aritmético-lógica; la memoria, y las unidades de entrada y salida.Éste modelo se caracterizó por la disposición de una memoria principal en la que se almacena las instrucciones y los datos en forma digital.

Una forma simple de para explicar el funcionamiento complejo de una computadora es el siguiente: El ciclo de operación inicia en la unidad de entrada. Ésta se ocupa de ingresar los datos proporcionados por el usuario y pasarlos a la memoria y a la unidad de control.  La memoria guarda la información, ya sean datos o instrucciones, las divide en celdas o posiciones, trabajando en relación directa con la unidad de control. La unidad central de procesamiento (CPU) organiza todo el flujo de instrucciones y datos, desde y hacia cada uno de los componentes de la computadora, en comunicación continua, dando órdenes y solicitando datos. Realiza los cálculos matemáticos o lógicos requeridos y los regresa a la memoria. La unidad de salida se encarga de cerrar el ciclo enviando los datos a la unidad de salida, para que el usuario tenga acceso al resultado

Representación de la información

De forma general, una computadora representa todos los datos como secuencias finitas de valores binarios o cadenas de bits. Las unidades funcionales de un computador suelen estar diseñadas para operar con valores binarios de una cierta longitud. Esto hace que en una computadora existan ciertos tamaños privilegiados que se utilizan para representar los datos con los que operan las instrucciones. Debe tenerse en cuenta que una computadora puede tener (normalmente así es) más de un tamaño privilegiado.Los tamaños privilegiados son: Octeto o byte: Cadena de bits cuya longitud permite representar un carácter alfanumérico. Típicamente coincide con una longitud de 8 bits, lo que permite representar 256 caracteres distintos.  Palabra: Cadena de bits cuya longitud coincide con la longitud de procesamiento interno del computador. La mayoría de los computadores actuales utilizan un ancho de palabra de 32 o 64 bits.

Además en algunas computadoras se pueden utilizar como tamaño privilegiado la media palabra (cadena de bits con la mitad de longitud de la palabra) y la doble palabra (cadena de bits con el doble de longitud que la palabra).En su nivel más básico los datos que se representan en una computadora pueden ser de naturaleza alfanumérica (caracteres o secuencias de caracteres) o numérica (números enteros o reales).

El ábaco, el más antiguo descubierto data de unos 3500 años antes de Cristo y es el primer aparato que permitió hacer cálculos de manera manual del que se tiene conocimiento.John Napier (1550-1617), intentando simplificar las operaciones de multiplicación, división y exponenciación, inventó los logaritmos neperianos con sus correspondientes tablas, diseñó un dispositivo basado en varillas cifradas que contenían números, capaz de multiplicar y dividir de manera automática. También ideó un calculador con tarjetas, con el nombre de estructuras de Napier, que permitía multiplicar.

Los inicios 

Wilhelm Schickard (1592-1635), ideó un reloj calculante, que funcionaba con ruedas dentadas, capaz de sumar y restar. En esa época no se disponía de tecnología para llevarlo a cabo, fue hasta principios del siglo XX que IBM fabrica el primer reloj calculante, siguiendo los planos de Wilhelm Schickard. Blaise pascal (1623-1662), inventó la primera máquina automática de calcular, ideada a base de ruedas dentadas y que simulaban el funcionamiento del ábaco.

Charles Babbage (1792-1871) diseñó dos máquinas que rompían la tendencia de las máquinas destinadas a realizar cálculos, la maquina de diferencias que no se llegó a construir hasta bastantes años más tarde, ya que Babbage se centró en el diseño de la segunda máquina: la maquina analítica.  Ésta máquina diseñada en 1833, permitía realizar operaciones matemáticas y podía ser programada por medio de tarjetas de cartón perforado, además de poder almacenar una cantidad considerable de cifras. En ese momento se sientan los precedentes para el diseño teórico de los actuales ordenadores.

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El padre de la informática

Pie de foto: : La "máquina analítica" de Charles Babbage

Augusta Ada Byron (1788-1824), fue la encargada de realizar los programas para la máquina analítica de Babbage, siendo la primera programadora de la historia.George Boole (1815-1864) en el año 1854, desarrolló la teoría del álgebra de Boole, que asentó las bases para el desarrollo matemático del álgebra binaria y, con ella, la representación de circuitos de conmutación. Herman Hollerith (1860-1929) que trabajaba en una oficina de censo, se dio cuenta de que todas las preguntas tenían como respuesta un si o un no e ideó una tarjeta perforada y una máquina que pudiera leerla.

Surge la programación

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Pie de foto: : Tarjetas perforadas para la máquina analítica de Babbage

Primera generación 1940-1952

Se agrupan aquí las computadoras basadas en válvulas de vacío. Estas fueron creadas con fines militares o científicos, sobre todo debido a su coste y tamaño, ya que no estaban al alcance de cualquier usuario. Utilizaban una lógica cabreada, es decir, su programación consistía en cambiar las conexiones como si se tratara de una vieja central telefónica. De esta forma, si se hacía una conexión de un tipo se le indicaba a la máquina que realizara una suma, y si se conectaban otros cables significaba una resta. 

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Pie de foto: : Máquina "ENIAC", perteneciente a la primera generación de computadoras.

Segunda generación 1952-1964

Esta evolución se ve marcada por la sustitución de los tubos de vacío por transistores, lo que facilitaba no sólo su manejo, sino la independencia de la máquina y la reducción de costes, tamaño y consumo. La primera generación de ordenadores sólo disponía de hardware, es decir, los programas debían ser cargados manualmente en la memoria y rectificados del mismo modo. Neumann, un ingeniero húngaro vislumbró la posibilidad de que en la memoria coexistieran tanto datos como instrucciones, de esta forma las computadoras podrían ser programadas eléctricamente, en vez de a través del cableado o hardware. Fue en esta generación cuando aparece dentro de varios, el lengua de programación "Ensamblador", facilitaba enormemente la tarea de programar, ya que se podían utilizar lenguajes distintos al "Lenguaje máquina", que consistía en escribir las instrucciones a base de 0 y 1.

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Pie de foto: : Máquina "EDVAC", la primera computadora programable.

Tercera generación 1946-1971

Está determinada por la generalización del uso del chip o del microchip. El transistor fue usado para la construcción del microprocesador que supuso uno de los mayores cambios en la era de la informática.

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Pie de foto: : "IBM serie 360", el primer aparato basado totalmente en circuitos integrados (chips).

Cuarta generación 1971-1981

Durante esta etapa es cuando se desarrolla el microprocesador, que es un microchip que encapsula gran cantidad de transistores, diodos, resistencias, etc. Que se sitúa sobre una pastilla de plástico o silicona cuadrada. Con esto comenzó una carrera de miniaturización que sigue vigente en la actualidad. Este elemento se convirtió más adelante en el cerebro de la computadora.Aparecieron gran cantidad de lenguajes de programación distintos, redes de transmisión de datos para interconectar ordenadores y a utilizar el disquete como medio de almacenamiento externo.Sale la primera computadora de uso personal en 1976, la Apple 1.

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Pie de foto: : "Apple 1"

Quinta generación 1981-Actualidad

Los costes del hardware siguen reduciéndose a la vez que aumentan cada vez más las prestaciones ofrecidas por compañías informáticas. Como características fundamentales se pueden destacar que son ordenadores que utilizan la inteligencia artificial. En este caso, se hace uso de lenguajes de programación muy similares al lenguaje natural. Se utilizan entornos multimedia, es decir un mismo ordenador puede integrar datos, imágenes y voz. Además se producen mejoras en Internet, ya sean en sus servicios como en su velocidad.

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Referencias

Organización física de las computadoras.1.- Rosa Alicia Elizondo Callejas. (2014). Informática I. Distrito Federal, México: Grupo Editorial Patria. Representación de la información en las computadoras.2.-Jesus Carretero Perez, Felix Garcia Carballería, José Daniel     García Sánchez, David Exposito Singh. (2015). Problemas resueltos para estructuras de computadores. Madrid, España: Paraninfo, S.A.Historia de la computación.3.-Ana Ma Villar Varela. (2010). Introducción a la Informática Y Al Uso Y Manejo de Aplicaciones Comerciales. España: Ideaspropias Editorial S.L.