INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR COMPU SUR

TECNOLOGIA EN ANALISIS DE SISTEMA

ARQUITECTURA 1-ARQUITECTURA DE HARDWARE

Semestre: Octubre 2014-Marzo 2015

Nivel: Cuarto

Docente: Ing. Gerardo Macas

Arquitectura del Computador - Historia de la informtica

Se considera que la historia de la informtica empieza cuando, en los albores de la historia, el hombre comienza a buscar instrumentos que le ayuden a realizar las operaciones aritmticas que necesitaban para los negocios de intercambio de mercancas.

El primer instrumento conocido utilizado para realizar operaciones fue el baco. El baco ms antiguo aparece en el valle del Tigris y el ufrates en torno al 3.500 A. C. Y hacia el 2.600 A. C. Aparece en China. El baco simplificaba las operaciones aritmticas bsicas (suma, resta, multiplicacin y divisin) y an hoy se utiliza en algunos pases orientales.

En 1642 aparece la mquina aritmtica de Pascal, que era una mquina mecnica capaz de sumar y cuyo funcionamiento se basaba en ruedas dentadas.

En 1822 Charles Babbage dise su mquina de diferencias, basada en ruedas dentadas pero que no lleg a construirse debido a las deficiencias tecnolgicas de la poca. Ms tarde en 1833, dise su mquina analtica que tampoco lleg a construirse por problemas tecnolgicos, pero su esquema de diseo fue muy similar al de las computadoras actuales, por lo que a Babbage se le considera el padre de la informtica.

En 1887 Herman Hollerith construy una mquina que procesaba datos utilizando tarjetas perforadas. Esta mquina fue diseada para hacer el censo de los Estados Unidos del ao 1890Ya a mediados del siglo XX aparecen las primeras computadoras impulsadas por los avances tecnolgicos y por la necesidad de resolver problemas militares.

La primera computadora aparece en 1944 y fue construido por Howard Aiken. Era una computadora electromecnica pues el principal elemento constructivo

era el rel, un dispositivo que mediante un circuito electromagntico era capaz de abrir o cerrar circuitos mecnicos que dejaban pasar o no la corriente elctrica.

En 1945 aparece la primera mquina completamente electrnica, el ENIAC, cuyo elemento tecnolgico era la vlvula de vaco, y cuyo funcionamiento era similar al rel, pero que no utilizaba elementos mecnicos. El circuito elctrico se cerraba al aplicar una tensin lo suficientemente elevada entre dos electrodos.

En 1944, el ingeniero y matemtico hngaro John Von Newman desarroll un modelo de una computadora electrnica a partir de la cual disea el EDVAC, que fue una modificacin del ENIAC.

El elemento tecnolgico era tambin la vlvula de vaco y propone almacenar los programas y los datos en el interior de las computadoras. Von Newman establece el modelo de computadora compuesta por Unidad de Control, Unidad Aritmtica y Lgica y Memoria Principal que an se utilizan en las computadoras actuales. Por eso se las llama, mquina Von Newman.

Primera generacin 1945-1950Estas procesaron Bulbospara procesar informacin. Los operadores ingresaban los datos y programas en cdigo especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rpidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/ escritura colocaba marcas magnticas. Esas computadoras de bulbos eran mucho ms grandes y generaban ms calor que los modelos contemporneos.

Ecker y Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la primera generacin formando una compaa privada y construyendo UNIVAC I que el comit del censo utilizo para evaluar el censo de 1950. La IBM tena el m monopolio de los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge en productos como rebanadores de carne, basculas para comestibles, relojes y otros artculos, sin embargo no haba logrado el contrato para el censo de 1950.

Comenz entonces a construir computadoras electrnicas y la primera entrada fue con la IBM 701 en 1953. Despus de un lento pero excitante comienzo la IBM 701 se convirti en un producto comercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido el modelo IBM 650, el cual es la razn por la que IBM disfruta hoy de una gran parte del mercado de las computadoras. La administracin de las IBM asumi un gran riesgo y estimo un aventar de 50 computadoras. Este nmero era mayor de la cantidad de computadoras instaladas en esa poca en Estados Unidos. De hecho la IBM instalo 1000 computadoras. Aunque caras y de uso limitado las computadoras fueron bien aceptadas rpidamente por las compaas privadas y del gobierno. A la mitad de los aos 50 la IBM y Remington Rand se consolidaban como lderes en la fabricacin de computadoras.Jhon William Mauchly30 de agosto de 1907- 08 de enero de 1980. Fue un fisico americano que, junto con Jhon Prespert Eckert, disearon la ENIAC, primer programa y el primer ordenador electrnico de propsito general as como el EDVAC, el Binac y el UNIVAC. Y el primer ordenador comercial en los Estados Unidos.Los dos empezaron la primera compaa de ordenadores, la Ecker-Mauchly computar corporacin y fueron pioneros en algunos conceptos fundamentales de ordenadores, incluyendo el "programa almacenado", las subrutinas y los lenguajes de programacin. Su trabajo, tal y como se expone su primer borrador del informe del EDVAC 1945 y tal como se explica en "las modo School Lectures" 1946 influencio un aexplosion en el desarrollo de ordenadores a finales de los 40 en cualquier parte del mundo.

SEGUNDA GENERACION 1950-1960

El invento del tyransistor hizo posible una nueva generacin de computadoras, mas rpidas, ms pequeas y con menores necesidades de ventilacin. Sin embargo el costo segua siendo una porcin significativa del presupuesto de una compaa. Las computadoras de la segunda generacin tambin utilizaban redes de ncleo magntico en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos ncleos contenan pequeos anillos de material magntico, enlazados entre s, en los cuales podan almacenarse datos e instrucciones.

Los programas de computadoras tambin mejoraron. El COBOL (Como Budines Orientad Lenguaje) desarrollado durante la primera generacin estaba ya disponible comercialmente, este representa uno de los ms grandes avances en cuanto a portabilidad de programas entre diferentes computadoras es decir, es uno de los primeros programas que se pueden ejecutar en diversos equipos de cmputo despus de un sencillo procesamiento de compilacin. Los programas escritos para una computadora podan transferirse a otra con un mnimo esfuerzo. Grace Murria Hooper (1906-1992), quien en 1952 habia inventado el primer con pillador fue una de las principales figuras de CODASYL, que se encarg de desarrollar el proyecto COBOL el escribir un programa ya no requera entender plenamente el hardware de la computacin. Las computadoras de la segunda generacin eran sustancialmente ms pequeas y rpidas que las de bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reservacin de lneas areas, control de trfico areo y simulaciones para uso general. Las empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de registro, como manejo de inventarios , nmina y contabilidad.

La marinaE.U utilizo las computadoras de la segunda generacin para crear el primer simulador de vuelo. (Whirlwind I).Grace Murria HooperNueva York 09 de Diciembre de 1906 - condado de Arlington 01 de Enero de 1992. Fue un acientfica especializada en matemticas y tambin un a militar norteamericana con grado de contraalmirante, considerada un pionera en el mundo de la informtica. Fue la primera programadora que utilizo el MARK I y entre las dcadas de los 50 y 60, propicio la aplicacin de los compiladores para el desarrollo del lenguaje de programacin y mtodos de validacin era conocida por sus amistades como la Amazing Grace.

TERCERA GENERACION 1960-1970

Las computadoras de la tercera generacin emergieronel desarrollode los circuitos integrados ( pastillas de silicio ) en las cuales se colocan miles de componentes electrnicos, en una integracin en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron ms pequeas, mas rpidas desprendan menos calor y eran energticamente ms eficientes.

El descubrimiento en 1958 del primer circuito integrado (chip) por el ingeniero Jacks Kilby, as como los trabajos que realizaba por su parte el Dr. Robert Nois acerca de los circuitos integrados, dieron origen a latercera generacin de computadoras.Antes del surgimiento de los circuitos integrados, las computadoras estaban diseadas para aplicacionesmatemticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de programas y estandarizar sus modelos.

La IBM 360 una de las primeras computadoras comerciales que uso circuitos integrados, poda realizar tanto anlisis numricos como administracin o procesamiento de archivos.

IBM marca el inicio de estageneracin, cuando el 07 de abril de 1964 la impresionante IBM 360, con sutecnologaSLT ( Solid Logic Tenology). Esta mquina causo tal impacto en el mundo de lacomputacin que se fabricaron ms de 30000,al grado que IBM llego a conocerse como sinnimo de computacin. Tambin en ese ao, control data Corporacin presenta la sper computadora CDC 6600, que se consider como la ms poderosa de las computadoras de la poca, ya que tena la capacidad de ejecutar unos 3000000 de instrucciones por segundo (mips).Se empiezan a utilizar los medios magnticos de almacenamiento, como cintas magnticas de 9 canales, enormes discos rgidos, etc. Algunos sistemas todava usan las tarjetas perforadas para la entrada de datos, pero las lectoras de tarjetas ya alcanzan velocidades respetables.

Los clientes podan escalar sus modelos 360 a modelos IBM de mayor tamao y podan todava correr sus programas actuales. Las computadoras trabajan a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de correr ms de un programa de manera simultnea (multiprogramacin).Por ejemplo la computadora poda estar calculando la nmina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Minicomputadoras, con la introduccin del modelo 360 IBM acaparo el 70% del mercado, para evitar compartir directamente con la IBM la empresa Digital Equipment Corporation DEC redirigio sus esfuerzos hacia las computadoras pequeas. Mucho menos costosas de comprar y de operar que las computadoras grandes, las minicomputadoras se desarrollaron durante la segunda generacin pero alcanzaron su auge durante 1960 y1970.Jack St. Clair Kilby08 de noviembre de 1923 - 20 de julio de 2005. Importante Ingeniero elctrico estadounidense galardonado con el premio Nobel de Fisica en el ao 2000. Diplomado de las universidades Illonois y de Wisconsin desde 1958 fue empleado de la compaia estadounidense Texas Instruments, donde desarrollo Microchip en 1959. Aproximadamente al mismo tiempo Robert Noyce hizo el mismo descubrimiento en Fairchild Semiconductor. El inventor del circuito integrado monoltico, se declar sorprendido de que se le haya otorgado el Premio Nobel de Fisica, que comparte con Herbert, Kroemer y con el ruso Zhores Ivanovich Aferov. Kilby declaro que no habia previsto esto y de hecho, crea que era muy improbable.La investigacin de Kilby condujo a laproduccinde los microprocesadores y echo los cimientos conceptuales y tcnicos para todo el campo de la microelectrnica.

CUARTA GENERACION 1970-1980

Dos mejoras en la tecnologa de las computadoras marcan el inicio de la cuartageneracin: el remplazo de las memorias conncleosmagnticos, por las de chips de silicio y lsa colocacion de muchos ms componentes en un chip: producto de la micro miniaturizacin de los circuitos electrnicos. El tamao reducido del microprocesador y de chips hizo posible la creacin de las computadoras personales (pc).

En 1971, Intel Corporation, que era una compaia fabricante de semiconductores presenta el primer microprocesador o chip de 4 bits, que en espacio de 4*5 mm contena 2250 transistores este primer microprocesador fue bautizado como el 4004.

SiliconValey era una regin agrcola del sur de San Francisco, que por su gran produccin de silicio, a partir de 1960 se convierte en una zona totalmente industrializada en donde se asientan una gran cantidad de empresas fabricantes de semiconductores y microprocesadores. Actualmente es conocida como la regin mas importante para las industrias relativas a la computacin: creacin de programas y fabricacin de componentes.Actualmente a surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentes estructuras o arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computacin, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los ms grandes a nivel mundial, sobre todo a partir de 1990 cuando se logran sorprendentes a bances en internet.Esta generacin se caracteriz por grandes avances tecnolgicos realizados en un tiempo muy corto. En 1970 aparecen las primeras microcomputadoras, entre las cuales las ms famosas fueron las fabricadas por Apple computer, Radio Shack y commodore Business Machines. IBM se integra al mercado de las minicomputadoras con su personal Computer, de donde les ha quedado como sinnimo el nombre PC, y lo ms importante se incluye un sistema operativo estandarizado el MS-DOS ( Microsoft Disk Operating System).

Los sistemas operativos han alcanzado un notable desarrollo, sobre todo por su posibilidad de crear grficos a grandes velocidades, lo cual permite utilizar las interfaces graficas de usuario, que son pantallas con ventanas, iconos ( figuras ) y mens desplegables que facilitan las tareas de comunicacin entre el usuario y la computadora, tales como la seleccin de comandos del sistema operativo para realizar operaciones de copiado o formato con una simple pulsacin de cualquier botn del mouse sobre uno de los iconos o mens.

QUINTA GENERACION Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL 1980-1990

Cada vez se hace ms difcil la identificacin de las generaciones de las computadoras, porque los nuevos avances y descubrimientos ya nos sorprenden como sucedi a mediados del siglo XX. Hay quienes consideran que la cuarta y quinta generacion,han terminado y las ubican entre los aos1971-1984 la cuarta, y entre 1984-1990 la quinta. Ellos consideran que la sexta generacin esta en desarrollo desde 1990 hasta la fecha. Siguiendo la pista a los acontecimientos tecnolgicos en materia de computacin e informatica,podemos puntualizar algunas fechas y caractersticas de lo que podra ser la quinta generacin de computadoras.Con base en los grandes acontecimientos en materia de microelectrnica y computacin (software) como CADI CAM, CAE, CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes neuronales, teora delcaos,algoritmos genticos, fibras pticas telecomunicaciones, etc., de la dcada de los aos 80 se establecieron las bases de lo que se puede conocer como quinta generacin de computadoras.Hay que mencionar dos grandes avances tecnolgicos que sirvan como parmetro de dicha generacin: la creacin en 1982 de lam primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo diseada por Seymour Cray,quien ya experimentaba desde 1968 con sper computadoras, y que fundada en 1976 la Cray Research Inc; y el anuncio por parte del gobierno japones del proyecto "quinta generacion, que segn se estableci en el acuerdo con seis de las ms grandes empresas japonesas de computacin, debera terminar en 1992.El proceso paralelo es aquel que se lleva a cabo con computadoras que tienen la capacidad de trabajar simultneamente con varios microprocesadores. Aunque en teora el trabajo con varios microprocesadores debera ser mucho ms rpido, es necesario llevar a cabo una programacin especial que permita asignar diferentes tareas de un mismo proceso a los diversos microprocesadores que intervienen.Tambin se debe adecuar la memoria para que puede atender los requerimientos de los procesadores al mismo tiempo. Para solucionar este problema se tuvieron que disear mdulos de memoria compartida capaces de asignar reas de cache para cada procesador.Segn este proyecto, al que sumaron los pases tecnolgicamente ms avanzados para noqueran quedar atrs de Japn, la caracterstica principal seria la aplicacin de la inteligencia artificial. Las computadoras de esta generacion contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz e imgenes. Tambin tienen la capacidad de comunicarse con un lenguaje natural e irn adquiriendo la habilidad para tomar decisiones con base en procesos de aprendizaje fundamentados en sistemas expertos e inteligencia artificial.

El almacenamiento de informacin se realiza en dispositivos magneto pticos con capacidad de decenas de Gibabytes, se establece el DVD como estndar para el almacenamiento de video y sonido, la capacidad de almacenamiento de datos crece de manera grande posibilitando guardar ms informacin en un ade estas unidades, que toda la que habia en la biblioteca de Alejandra. Los componentes de los microprocesadores actuales utilizan tecnologa de alta y ultra generacion denominadas VLSI (veri Large Sca e Integration) y ULSI ( Ultra large Scale Integration).El nico Pronostico que se ha venido realizando sin interrupciones en el trascurso de esta generacion, es la conectividad entre computadoras, que a partir de 1994, con el advenimiento de la red Internet y del Word Wide Web, ha adquirido una importancia vital en las grandes, pequeas y medianas empresas, y entre los usuarios particulares de computadoras.

Seymour Roger CraySeptiembre 28 de 1925 - octubre 05 de 1996. Naci en Chippewa Falls, y se gradu en ingeniera elctrica y en matemticas en la universidad de Minnesota. Durante los aos 50 trabajo en ERA -Engineering Research Associates y en las compaas que le sucedieron, donde fue uno de los principales responsables del diseo del ordenador UNIVAC 1103. En 1957 junto con otros ingenieros entre ellos William Norris, fundo una nueva compaia denominada Control Data Corporation, en abreviatura CDC, para la cual construyo el CDC 1604, que fue uno de los primeros ordenadores comerciales que utilizaron transistores en lugar de tubos en vaco.En 1962, Seymour Cray persuadi a William Norris para que CDC creara un laboratorio para investigar como disear el ordenador ms potente de la poca, triunfo que consigui con su equipo de 30 colaboradores en el ao 1963 con el CDC 6600, que bati ampliamente en capacidad de clculo y en coste al ordenador ms potente de que dispona IBM en aquella poca.

SEXTA GENERACION 1990 HASTA LA FECHA

Como supuestamente la sexta generacion de computadoras est en marcha desde principios de los aos 90, debemos por lo menos mencionar las caractersticas que tienen las computadoras de esta generacion. Tambin se mencionan algunos de los avances tecnolgicos de la ltima dcada del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las computadoras de esta generacion cuentan con arquitectura combinada Paralelo/Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo, se han creado computadoras capaces de realizar ms de un milln de millones de operaciones aritmticas de punto flotante por segundo (teraflops)=(Se usa como una medida del rendimiento de una computadora, especialmente en clculos cientficos que requieren un gran uso de operaciones de coma flotante).las redes de rea mundial (Wide Area Network, WAN) seguirn creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicacin atraves de fibras pticas y satlites con anchos de banda impresionante. Las tecnologas de esta generacion ya han sido desarrolladas o estn en ese proceso. algunas de ellas son: Inteligencia artificial distribuida; teora del caos, sistemas difusos, holografa, transistores pticos, etc.

REFERENCIA:http://www.ingenieriasystems.com/2012/10/arquitectura-del-computador-historia-de.htmlhttp://arquitecturaedwinherrera.blogspot.com/p/generaciones-del-computador_29.html

7