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Informática Aplicada I.E.S. Lanjarón - Curso 10/11

Mª Isabel Torres Carazo 1

Unidad 1 Historia de la informática

1. BREVE HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES

Desde la antigüedad, y la mayoría de las veces de forma inconsciente, el hombre ha tratado de reducir al máximo su trabajo. De esta forma surgieron las herramientas y las máquinas. Con ayuda de estos dispositivos el hombre disminuye la necesidad de esfuerzo físico y se dedica a funciones superiores, como son la puesta en marcha y control de las operaciones a realizar por los instrumentos citados.

Paralelamente al desarrollo de las herramientas y las máquinas, el ingenio humano se dedicó a sustituir también la inteligencia aplicada a tareas rutinarias. La automática es precisamente la ciencia que trata de la sustitución del operador humano por un operador artificial en la ejecución de una tarea física o mental previamente programada.

Aplicada a los procesos industriales, su fin es suprimir el eslabón hombre en la cadena de producción. Se pretende llegar a la fábrica automática en la cual las máquinas regulan su propio comportamiento, desde el principio hasta el fin de la producción.

La Informática (INFORmación autoMÁTICA) puede considerarse como la ciencia y tecnología aplicada a la automatización del razonamiento y del tratamiento de la información.

Así puede decirse que entre las raíces de la informática se encuentra el desarrollo de métodos, herramientas y máquinas para facilitar la realización de cálculos de forma eficiente y precisa.

1.1. LA ERA MECÁNICA

Desde que el ser humano tiene capacidad de comunicarse ha desarrollado mecanismos y sistemas que les permiten establecer esta comunicación a distancias superiores de las alcanzadas por sus propios medios.

El hombre primitivo usó los diez dedos de las manos para contar (de ahí nace el sistema de numeración decimal), posteriormente se ayudó de guijarros o piedras agrupadas en montones y se sofisticó el método de contar haciendo surcos en una bandeja cubierta de arena (tablas de arena1), en la que se representaban los números por piedras y sus posiciones en los surcos.

El primer instrumento construido por la humanidad para facilitar el cálculo fue el ábaco, que simplificaba las operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación y división). Puede ser considerado como el origen de las máquinas de calcular. A pesar de su antigüedad, entre el 2000 y 1000 a.C., se sigue usando hoy día en algunos países orientales.

1 En las tablas de arena, el primer surco de la derecha puede corresponder a las unidades, el segundo a las decenas, el tercero a las centenas, y así sucesivamente. La suma consiste en añadir piedras en la hendidura derecha; cuando se completa con diez, se quitan todas y se añade una en la fila siguiente, y así sucesivamente.



El escocés John Napier (1550-1617), además de inventar los logaritmos, ideó en 1615 un sencillo instrumento mecánico denominado Varillas de Napier, con el que se podían realizar con gran facilidad multiplicaciones y divisiones.

La necesidad de realizar operaciones con números más grandes y con mayor rapidez dio lugar a la aparición de las calculadoras mecánicas.

En 1642 el joven filósofo, matemático y físico francés Blaise Pascal, inventó una máquina para sumar y restar, que patentó en 1647. A dicha máquina se le dio el nombre de Pascalina. Tenía las dimensiones de una caja de zapatos y en su interior disponía unas ruedas dentadas conectadas entre sí que formaban una cadena de transmisión. Las ruedas representaban el sistema decimal de numeración; cada rueda constaba de diez pasos, para lo cual estaba convenientemente marcada con números del 0 al 9. El número total de ruedas ascendía a ocho, distribuidas de la siguiente manera:

o 6 ruedas para representar los números enteros, y

o 2 ruedas más en el extremo derecho para indicar dos posiciones decimales.

Con esta disposición se podía manejar números entre 0.01 y 999,999.99. Para sumar o restar, se hacía girar una manivela en el sentido apropiado, con lo que las ruedas corrían los pasos necesarios.

Aún cuando el logro de Pascal fue apreciado en toda Europa, la Pascalina fue un fracaso financiero, debido a que era Pascal la única persona que podía repararla, además, en esta época el trabajo manual en cálculos aritméticos era muchísimo más barato que la máquina.

En 1671 el filósofo y matemático alemán Gottfied Wilhelm Leibniz construyó la Calculadora Universal, una máquina que no solo sumaba y restaba, sino que también podía multiplicar y dividir. Pero el aporte más significativo de Leibniz a la ciencia de la computación es la invención del Sistema de Numeración Binario. Hoy en día, el sistema de numeración binario rige totalmente el lenguaje que hablan las computadoras actuales.

Las máquinas de Pascal y Leibniz sirvieron de base para toda una serie de mejoras que se desarrollaron a lo largo de los siglos XVIII y XIX. Hacia 1820 se comercializó una máquina denominada Arithmometer ideada por el francés Thomas de Colmar, de gran precisión y robustez.



Y sobre todo, en 1885 la compañía Brunsviga comercializó una máquina denominada Dupla que fue utilizada (con sucesivas versiones mejoradas) hasta finales de la década de 1950 en oficinas y empresas como ayuda en la realización de cálculos rutinarios (contabilidad, etc.).

Leonardo da Vinci, Pascal y Leibniz construyeron las primeras máquinas, pero fue Charles Babbage, en 1832, el que creó la primera capaz de encadenar varias operaciones automáticamente con su máquina diferencial.

1.2. LA ERA ELECTROMECÁNICA

Un problema grave que se le presentó al Gobierno de los EEUU al final de la década de los años 1880 era que con los medios de que disponía preveían que tardarían en realizar el censo de 1880 12 años, con lo que se solaparía con el de 1890 (en EEUU el censo se hace cada 10 años). Por este motivo, el Gobierno convocó un concurso para encontrar la mejor forma de realizar censos posteriores. Así, en 1887 el Dr. Hermann Hollerith, un especialista en estadística que trabajaba en la oficina de censos, concibió la idea de usar tarjetas perforadas para mecanizar el procesamiento de datos de los censos, desarrollando así una máquina denominada tabuladora2. Esta máquina tuvo un gran éxito e hizo posible que el censo de 1890 se efectuase en 3 años, en lugar de los doce inicialmente previstos.

El Dr. Hollerith fundó la Tabulating Machine Company y vendió sus productos en todo el mundo. La demanda de sus máquinas llegó hasta Rusia, en donde el primer censo ruso efectuado en 1897 se efectuó usando la Máquina Tabuladora del Dr. Hollerith. En 1911 la Tabulating Machine Company se unió con varias otras compañías para formar la Computing Tabulating Recording Company.

En 1914 es nombrado gerente general de la compañía Thomas J. Watson. Los resultados dados por la máquina tabuladora tenían que escribirse a mano antes de

2 En la tabuladora las tarjetas van posicionándose una a una en una estación de lectura, cuyo soporte es una placa conductora. Unas varillas metálicas telescópicas entran en contacto con la superficie superior de la tarjeta; en los sitios que hay perforación las varillas tocan la placa metálica, cerrándose así un contacto eléctrico. Este circuito provoca el desplazamiento de un dial, que va contabilizando el número de tarjetas que tienen perforación en la posición correspondiente y hace que la tarjeta vaya al cajetín de clasificación correspondiente.



1919, año en que la Computing Tabulating Recording Company presentó al mercado la Impresora / Listadora.

En 1924, Watson cambia el nombre de la compañía por el de International Business Machines Corporation (IBM). Watson dirigió la IBM hasta unos cuantos meses antes de su muerte, a la edad de 82 años en 1966. Su visión futurista y optimista hizo de la IBM la compañía líder a nivel mundial en el procesamiento de datos en tarjeta perforada. Su hijo, Thomas Watson Jr. llevó a la IBM a la “era de las computadoras electrónicas”, donde IBM mostró una vez más su supremacía tecnológica al colocarse a la cabeza del mercado mundial de computadoras.

De esta forma, a principios del siglo XX, se incrementa el desarrollo de distintos tipos de calculadoras mecánicas y electromecánicas basadas en las ideas de Pascal, Leibniz y Hollerith. Además de la IBM en 1924, se crean varias empresas que diseñan y comercializan los nuevos productos, ejemplos de éstas son: Remington-Rand en 1927, Bull (en Francia) en 1931, etc.

Entre 1937 y 1944 el profesor Howard Aiken, de la Universidad de Harvard, con el apoyo de IBM -y buena parte de los mejores ingenieros de ésta- comenzó la construcción de la que sería la “primera computadora electromecánica” que se haría famosa con el nombre de MARK I. El nombre oficial era Automatic Sequence Controller Calculator (ASCC), y se terminó de construir en 1944. Estaba construida primordialmente de relés3, dispositivos electromecánicos para regular y dirigir la corriente en un circuito. Debido al número de estos dispositivos (700,000 aproximadamente) generaba mucho ruido al abrirse o cerrarse millares de estos simultáneamente. Trabajaba con código decimal, realizaba las cuatro operaciones básicas. Su velocidad era de un par de décimas de segundo para sumar o restar; multiplicaba dos números de once cifras en dos segundos y dividía en poco más de cuatro segundos. La memoria se gobernaba manualmente por una serie de interruptores.

Las instrucciones se ingresaban por medio de cinta perforada y la salida se obtenía en dos impresoras / listadoras o directamente a cinta perforada. Medía 15 metros de largo y 2,5 de alto además pesaba 10 toneladas y tenía 800 kilómetros de cables.

3 Los relés son conmutadores que contienen un contacto mecánico que puede abrir o cerrar un circuito eléctrico, aplicando una pequeña corriente en un electroimán (que atrae o repele la lengüeta del contacto).



1.3. PRIMERA GENERACIÓN DE ORDENADORES 1945-1955 (VÁLVULAS DE VACÍO)

Los avances tecnológicos inducidos por la Segunda Guerra Mundial tuvieron un claro reflejo en la informática, con la aparición de los primeros ordenadores.

En 1945 fue creado, en el Ministerio de Defensa de los EEUU, el ordenador ENIAC, construido a base de válvulas y cuya ventaja fundamental frente al MARK I era el incremento de la velocidad. El calor que desprendía no permitía trabajar con él más de unas pocas horas sin que se produjera una avería. Ocupaba una superficie de 140 metros cuadrados y estaba compuesto por más de 18.000 válvulas.

En 1945 John von Neumann, científico de gran prestigio , comenzó a colaborar en la construcción del ENIAC. Contribuyó también en la concepción de una nueva computadora, la EDVAC (Evolucionada de la ENIAC). Pero sobre todo se le conoce por sus sugerencias para una nueva arquitectura de computadores utilizando el concepto de control por programa almacenado.

La mayoría de computadoras actuales siguen estros criterios y es por ello que a este tipo de arquitectura de computadores se le conoce como arquitectura Von Neumann. La arquitectura Von Neumann fue la primera que permitió almacenar datos e instrucciones en la misma memoria.

1.4. SEGUNDA GENERACIÓN DE ORDENADORES 1955-1964 (TRANSISTORES)

Los avances tecnológicos, tales como la utilización de los transistores en ordenadores aportaron una considerable reducción del tamaño de los ordenadores y una mayor velocidad de proceso. Son los ordenadores de la segunda generación como los IBM 1401 y 1420.



1.5. TERCERA GENERACIÓN DE ORDENADORES 1964-1974 (CHIPS)

Texas Instruments crea los circuitos integrados o CHIPS, lo que permitió reducir el tamaño de las computadoras; ya que una pequeña pastilla de silicio podía incluir grandes cantidades de transistores.

El IBM 360S fue de los primeros ordenadores en utilizar los circuitos integrados.

1.6. CUARTA GENERACIÓN DE ORDENADORES 1975 – 1980 (MICROCHIPS)

Se generaliza el uso de los microprocesadores (Texas Instruments comienza a fabricarlos en serie a partir de 1969). Un microprocesador es un conjunto de millones de transistores y resistencias, que hacen posible la actual miniaturización de los ordenadores.

1.7. QUINTA GENERACIÓN DE ORDENADORES 1980 - … (CIRCUITOS INTEGRADOS)

A principios de los años ochenta, aparecen los primeros ordenadores personales (PC) basados en el sistema operativo MS-DOS. Permiten trabajar con una gran variedad de programas, y su uso se extiende rápidamente. La información se graba en disquetes magnéticos.

Se desarrollan nuevos modelos de PC cada vez más potentes y rápidos (8088, 80286, 80386, 80486, Pentium). Avanza, progresivamente, la tecnología que permite conectar varios ordenadores entre sí y, de esta forma, intercambiar información y compartir recursos. Se generaliza el uso de un tipo particular de ordenadores, los portátiles.

Se amplían las posibilidades de los ordenadores y aparece el concepto de multimedia, que engloba todas las nuevas capacidades gráficas, de sonido, vídeo, etc. Esto trae consigo la utilización de otros sistemas de almacenamiento masivo como, por ejemplo, los CD-ROM y DVD.



Se potencian notablemente las comunicaciones entre ordenadores; cada vez son menos los ordenadores que trabajan de forma aislada, sino que suelen conectarse con otros ordenadores para aprovechar sus recursos, bien en una red de área local (Intranet), bien a través de Internet. En los últimos años han aparecido multitud de nuevos dispositivos digitales que pueden conectarse directamente al ordenador, como cámaras fotográficas, grabadoras de sonido, videocámaras, etc. También se han encontrado, y se sigue investigando en la búsqueda de nuevas formas de conectarse a Internet con más fiabilidad y mayor velocidad de transferencia de información.

En la actualidad, los ordenadores más rápidos son:

BlueGene (2005-2007): realiza entre 280.000 – 470.000 millones de operaciones matemáticas por segundo

“RoadRunner” (2008) realiza 1.700.000 operaciones por segundo

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