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Historia de los ordenadores modernos

Un poco de historia

Las primeras máquinas mecánicas para realizar cálculos, fueron precursoras del ordenador moderno, inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal este dispositivo constaba de una serie de ruedas dentadas, de diez dientes, en las que cada uno de esos dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas unas con otras de tal forma que se podían sumar números haciéndolas girar un número de concreto de dientes.

Unos años después, en 1670, el matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz, perfeccionó esta máquina haciendo que esta pudiera también multiplicar.

En 1801 el inventor francés Joseph Marie Jacquard, diseño un telar automático, el telar incorporaba unas delgadas placas de madera que estaban perforadas para controlar el tejido utilizado.

Unos años más tarde, en 1890, el Estadounidense Herman Hollerith desarrolló la primera máquina tabuladora, utilizada por el gobierno estadounidense para compilar la información estadística destinada al censo de población mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos.

Máquinas analíticas, antecesoras de los ordenadores modernos

En el siglo XIX el matemático británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Diseño distinto tipos de máquinas, como la máquina diferencial, que solucionaba problemas matemáticos complejos. Muchos consideran a Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron (hija de Lord Byron), como los verdaderos inventores de la computadora digital moderna.

En aquella época la tecnología no era fácil de trasladar a la práctica; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las características de un ordenador moderno. Tenía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro.

Primeros ordenadores

A principios del siglo XX comenzaron a construirse los ordenadores analógicos estos modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios.

Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones, las cuales resultaban demasiado difíciles de resolver mediante otros métodos.

Ordenadores electrónicos

Durante la II Guerra Mundial, un equipo de científicos y matemáticos de Bletchley Park, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente electrónico: el Colossus Mark I, el Colossus Mark II se instaló en junio de 1944, y se llegaron a construir unos diez Colossus hasta el final de la guerra. Este incorporaba 1500 válvulas de vacío.

A finales de diciembre de 1943 el Colossus Mark I, fue utilizado por el equipo de Alan Turing para descodificar los mensajes cifrados de los alemanes. Estos utilizaban la máquina Enigma (que permitía usarla tanto para cifrar como para descifrar mensajes).

Máquina de Turing

maquina turing

Diagrama de una máquina de Turing

diagramas turing

En 1945 se desarrolló el Calculador e integrador numérico digital electrónico (ENIAC).

El ENIAC contenía unas 18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente.

eniac

Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John von Neumann. Este disponía de una memoria donde se almacenaban las instrucciones, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador.

A finales de la década de 1950, con la aparición del transistor, se logra una mayor integración de elementos lógicos más pequeños en los ordenadores, siendo más rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas.

Además los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil mayor, dando lugar a su desarrollo y nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata.

En el año 1953, la compañía IBM creará su máquina IBM 701 EDPM  para ser un punto clave en la historia del ordenador, IBM desarrollando nuevos sistemas y servidores tanto de uso público como privado. IBM trajo los primeros signos reales de competencia en el mundo informático, lo cual ayudó a una mejor difusión de los ordenadores en el mercado.

Circuitos integrados

Fue a finales de la década de 1960 cuando apareció el circuito integrado (CI), que integraba varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión entre los transistores iban soldados.

El circuito integrado permitió una reducción del precio, tamaño y menores porcentajes de error que existían en las válvulas de vacío.

En la década de 1970 aparece el microprocesador, gracias a los circuitos de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated), más tarde aparecería el circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de transistores interconectados y soldados sobre un único sustrato de silicio.

Aparecieron los procesadores como el Intel 4004, 8008, 8080, 8086, 8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentinum II, etc., hasta los utilizados hoy en día i3, i5, i7, Xeon, etc.

Tendencias

La tendencia constante del desarrollo de los ordenadores es la micro miniaturización, compresión cada vez de más elementos de circuitos en el espacio de chip, cada vez más pequeño y con un gasto menor de energía.

Se intentan dar una mayor agilidad en el funcionamiento de los circuitos mediante el uso de la superconductividad (fenómeno de disminución de la resistencia eléctrica cuando se enfrían los objetos a temperaturas muy bajas).

Las redes informáticas

Hoy en día los grupos de computadoras interconectados mediante sistemas de comunicación se han vuelto cada vez más importantes en el desarrollo de la tecnología de computadoras.

Internet (la red pública) es un ejemplo de red informática a nivel mundial. Estas redes permiten que las computadoras interconectadas cambien rápidamente información y, compartan una carga de trabajo si así lo deseamos, con lo cual, muchas computadoras pueden interconectarse para la realización de una sola tarea.

La computación de proceso paralelo, consistente en ejecutar varias instrucciones al mismo tiempo, utilizando varios chips, reduciendo así el tiempo de ejecución del programa. El proceso paralelo podría llegar a reproducir hasta cierto punto las complejas funciones de realimentación, aproximación y evaluación que caracterizan al pensamiento humano.

Otra forma de proceso paralelo que se está investigando es el uso de computadoras moleculares (mediante nanotecnología). En estas computadoras, las unidades lógicos se expresan por unidades químicas de ADN en lugar del flujo de electrones habitual. Las computadoras moleculares podrían llegar a resolver problemas más complicados y mucho más rápido que las supercomputadoras de hoy en hoy en día, además de consumir menos energía.

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