Considere esta frase “Las computadoras están en todas partes”. ¿Suena como una exageración?. Sin importar cómo perciba el impacto de las computadoras en la sociedad, la afirmación es verdadera. Las computadoras están en todas partes. De hecho, las puede encontrar en lugares insospechables, por ejemplo, en su auto, en los aparatos domésticos, incluso en su reloj despertador.

Las Computadoras en nuestro mundo

Durante las dos décadas pasadas, las computadoras han reformado nuestras vidas en el hogar, trabajo y escuela. La mayoría de los negocios utilizan actualmente equipos computarizados de alguna manera y la mayor parte de las compañías están conectadas en red tanto internamente como hacia el exterior.

La computación es la disciplina que, basada en la Electrónica, las Matemáticas y la Física, permite procesar de manera automatizada grandes volúmenes de información mediante la realización de todo tipo de cálculos numéricos

Computación

Una computadora es un conjunto de dispositivos electrónicos dispuestos y enlazados para captar instrucciones y/o datos de entrada, almacenarlos, realizar operaciones lógicas y aritméticas siguiendo una secuencia de instrucciones o un programa predeterminado y como salida proporcionar un resultado de manera rápida y eficiente.

¿Qué es una computadora?

Historia de la Computación

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.

El ábaco

Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalinainventada 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 Pascalina

La primera computadora fue la máquina analítica creada por Charles Babbage, profesor matemático de la Universidad de Cambridge e Ingeniero Ingles en el siglo XIX. En 1823 el gobierno Británico lo apoyo para crear el proyecto de una máquina de diferencias, un dispositivo mecánico para efectuar sumas repetidas.

Máquina Analítica

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. Las características de está maquina incluye una memoria que puede almacenar hasta 1000 números de hasta 50 dígitos cada uno. Las operaciones a ejecutar por la unidad aritmética son almacenados en una tarjeta perforadora. Se estima que la maquina tardaría un segundo en realizar una suma y un minuto en una multiplicación.

Las operaciones a ejecutar por la unidad aritmética son almacenados en una tarjeta perforadora. Se estima que la maquina tardaría un segundo en realizar una suma y un minuto en una multiplicación.

La maquina de Hollerith. En la década de 1880 , la oficina del Censo de los Estados Unidos , deseaba agilizar el proceso del censo de 1890. Para llevar a cabo esta labor , se contrato a Herman Hollerith, un experto en estadística para que diseñara alguna técnica que pudiera acelerar el levantamiento y análisis de los datos obtenidos en el censo.

La máquina de Hollerith

Entre muchas cosas, Hollerith propuso la utilización de tarjetas en las que se perforarían los datos , según un formato prestablecido. una vez perforadas las tarjetas , estas serian tabuladas y clasificadas por maquinas especiales. La idea de las tarjetas perforadas no fue original de Hollerith. Él se baso en el trabajo hecho en el telar de Joseph Jacquard que ingenio un sistema donde la trama de un diseño de una tela así como la información necesaria para realizar su confección era almacenada en tarjetas perforadas.

En 1944 se construyó en la Universidad de Harvard, la Mark I, diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken. Este computador tomaba seis segundos para efectuar una multiplicación y doce para una división. Computadora basada en rieles (tenía aprox. 3000), con 800 kilómetros de cable, con dimensiones de 17 metros de largo, 3 metros de alto y 1 de profundidad. Al Mark I se le hicierón mejoras sucesivas, obteniendo así el Mark II, Mark III y Mark IV.

Mark I

En 1947 se construyó en la Universidad de Pennsylvania la ENIAC (Electronic NumericalIntegrator And Calculator) que fue la primera computadora electrónica que funcionaba con tubos al vacío, el equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Este computador superaba ampliamente al Mark I, ya que llego hacer 1500 veces mas potente. En el diseño de este computador fueron incluidas nuevas técnicas de la electrónica que permitían minimizar el uso de partes mecánicas.

La ENIAC

Esto trajo como consecuencia un incremento significativo en la velocidad de procesamiento. Así , podía efectuar 5000 sumas o 500 multiplicaciones en un segundo y permitía el uso de aplicaciones científicas en astronomía , meteorología, etc.

Durante el desarrollo del proyecto Eniac , el matemático Von Neumann propuso unas mejoras que ayudaron a llegar a los modelos actuales de computadoras:

1.- Utilizar un sistema de numeración de base dos (Binario) en vez del sistema decimal tradicional.

2.- Hacer que las instrucciones de operación estén en la memoria , al igual que los datos. De esta forma , memoria y programa residirán en un mismo sitio.

La EDVAC (Electronic Discrete Variable AutomaticComputer), construida en la Universidad de Manchester, en Connecticut (EE.UU), en 1949 fue el primer equipo con capacidad de almacenamiento de memoria e hizo desechar a los otros equipos que tenían que ser intercambios o reconfigurados cada vez que se usaban.

La EDVAC

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. EDVAC pesaba aproximadamente 7850 kg y tenía una superficie de 150 m2.

En realidad EDVAC fue la primera verdadera computadora electrónica digital de la historia, tal como se le concibe en estos tiempos y a partir de ella se empezaron a fabricar arquitecturas más completas.

El UNIVAC fue la primera computadora diseñada y construida para un propósito no militar. Desarrollada para la oficina de CENSO en 1951, por los ingenieros John Mauchly y John Presper Eckert, que empezaron a diseñarla y construirla en 1946. La computadora pesaba 7257 kg. aproximadamente, estaba compuesta por 5000 tubos de vacío, y podía ejecutar unos 1000 cálculos por segundo. Era una computadora que procesaba los dígitos en serie. Podía hacer sumas de dos números de diez dígitos cada uno, unas 100000 por segundo

El UNIVAC

Generaciones de las Computadoras

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:

Primera Generación (1951-1958)

Usaban tubos al vacío para procesar información.

Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas.

Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas.

Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.

Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.

En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado de 10,000 dólares).

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.

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 computadoras se programaban con cinta perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.

Segunda Generación (1958-1964)

Características de está generación:

Usaban transistores para procesar información.

Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío.

200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío.

Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones.

Exceso de calor y eran sumamente lentas.

Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generación.

Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles.

Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general.

Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.

La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. El ordenador IBM-360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde su presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer miniordenador.

Tercera Generación (1964-1971)

Características de está generación:

Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información.

Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información.

Un "chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores.

Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas.

Surge la multiprogramación.

Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis matemáticos.

Emerge la industria del "software".

Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1.

Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes.

Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor

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 circuitos son 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".

Cuarta Generación (1971-1988)

Características de está generación:

Se desarrolló el microprocesador.

Se colocan más circuitos dentro de un "chip".

"LSI - Large Scale Integration circuit".

"VLSI - Very Large Scale Integration circuit".

Cada "chip" puede hacer diferentes tareas

Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica.

El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips".

Se remplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips" de silicio.

Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC.

Se desarrollan las supercomputadoras.

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.

Quinta Generación (1983 al presente)

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 Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:

Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC.

Se desarrollan las supercomputadoras.

La robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots. Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza actividades físicas y de cálculo. Están siendo diseñados con inteligencia artificial, para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no estructuradas.

La robótica

Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de problema

Sistemas expertos

Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.

Redes de comunicaciones:

Computadoras de uso individual

La mayoría de las computadoras están hechas para que las use una sola persona a la vez. En ocasiones, varias personas comparten este tipo de computadoras(por ejemplo, las que están en el laboratorio de computación de su escuela), pero sólo un usuario puede trabajar con la computadora al mismo tiempo

Computadoras de uso individual

Los principales tipos de computadoras en esta categoría son:

Computadoras de escritorio

Estaciones de trabajo

Computadoras laptop

Tablet PC

Handheld PC

Teléfonos Inteligentes (Smartphone)

Todos estos sistemas son ejemplos de computadoras personales (PC, de personal computer), un término que se refiere a cualquier sistema de cómputo que está diseñado para ser utilizado por un solo usuario.

Las computadoras personales son utilizadas por individuos, también se pueden conectar unas con otras para crear redes. De hecho, el trabajo en redes se ha vuelto una de las tareas más importantes de las computadoras personales.

El tipo más común de computadora personal es la computadora d e escritorio. Este es el tipo de sistema que se encuentra en todas partes; en escuelas, hogares y oficinas. Las computadoras de escritorio actuales son más poderosas que las que se hacían hace algunos años y se utilizan para una variedad impresionante de tareas. Estas máquinas no sólo permiten a las personas hacer sus trabajos con mucha mayor facilidad y eficiencia, sino que se pueden utilizar para establecer comunicaciones, producir música, editar video, jugar juegos sofisticados, etc.

Computadoras de Escritorio

Como su nombre lo implica, una computadora de escritorio es una de tamaño grande, demasiada voluminosa para transportarla a todas partes. El principal componente de una PC de escritorio es la unidad de sistema, es decir, el gabinete que aloja las partes importantes de la computadora, como sus dispositivos de procesamiento y almacenamiento. Existen 2 diseños comunes de computadoras de escritorio: modelos de sistema horizontal y de torre

Modelo De Sistema Horizontal

Modelo de Torre

Modelo All in One (Actuales)

Una estación de trabajo es una computadora especializada para un solo usuario, que normalmente tiene más poder y capacidades que una PC estándar de escritorio.

Estas máquinas son populares entre científicos, ingenieros y animadores, quienes necesitan un sistema con una velocidad y poder mayores a los promedio para realizar tareas sofisticadas.

Estaciones de Trabajo

Tienen ese nombre debido a que las personas frecuentemente colocan estos dispositivos sobre sus regazos ( “lap” en inglés es regazo y “top” encima o sobre). Estas computadoras pueden funcionar con corriente alterna o con baterías especiales.

Debido a su portabilidad, las PC laptop caen dentro de una categoría de dispositivos conocida como computadoras portátiles , que son suficientemente pequeños para ser transportados por el usuario.

Computadoras Laptop

La tablet PC es el desarrollo más reciente en computadoras portátiles con todas las capacidades. Las tablets PC ofrecen toda la funcionalidad de una PC Laptop pero son más ligeras y aceptan la introducción de datos.

Tablet PC

El término handheld (oHandheld Computer,HandheldDevice) es un anglicismo que significa en castellano "palmar" y describe a una computadora portátil que se puede llevar en una mano a cualquier parte mientras se utiliza. Un tipo popular de computadoras handheld es el asistente digital personal (PDA). Un PDA no es más grande que una pequeña libreta de notas y normalmente se utiliza para aplicaciones especiales como tomar notas, desplegar números telefónicos y direcciones, además de dar seguimiento a fechas o agendas.

Handheld PC

Algunos teléfonos celulares se desempeñan como computadoras PC miniatura. Debido a que estos teléfonos ofrecen características avanzadas que nos se encuentran normalmente en los teléfonos celulares. Con frecuencia se conocen como teléfonos inteligentes. Estas características pueden incluir el acceso a la Web, correo electrónico, cámara digital, reproductor de música, agenda personal, etc

Teléfonos inteligentes (Smartphone)

Algunas computadoras atienden las necesidades de muchos usuarios al mismo tiempo. Estos poderosos sistemas se utilizan con mayor frecuencia en organizaciones, como empresas o escuelas, y suelen encontrarse en el centro de la red de una organización. En general, cada usuario interactúa con la computadora mediante su propio dispositivo, lo que libera a las personas de tener que esperar su turno en un solo teclado y monitor

Computadoras para organizaciones

Las computadoras más grandes para organizaciones pueden funcionar con miles de usuarios individuales al mismo tiempo. Los cuales pueden estar a miles de millas de distancia entre sí. Mientras que algunos de estos sistemas de gran escala están dedicados a un propósito especial y permiten a los usuarios realizar sólo algunas tareas específicas, muchas computadoras de organizaciones son sistemas que tienen distintos propósitos y que proporcionan soporte para diversas tareas

Hoy en día, la mayoría de las redes de una organización están basadas en computadoras personales. Los usuarios individuales tienen sus propias computadoras de escritorio, las cuales están conectadas a una o más computadoras centralizadas llamadas servidores de red. Normalmente, un servidor de red es una computadora personal poderosa con software y equipo especial que le permiten funcionar como la computadora principal de la red.

Servidores de red

Las redes y los servidores basados en PC ofrecen a las compañías una flexibilidad considerable. Por ejemplo, las organizaciones grandes pueden tener docenas o cientos de servidores individuales trabajando juntos en la parte central de su red. Cuando forman parte de este tipo de grupos, los servidores de red pueden incluso ser distintos de las PC estándar,

Un servidor basado en PC le ofrece a los usuario la flexibilidad de hacer distintos tipos de tareas. Esto se debe a que las PC son máquinas para propósitos generales diseñadas para utilizarse de muchas maneras. Por ejemplo es posible que algunos usuarios utilicen el servidor para acceder al correo electrónico; otros podían utilizarlo para realizar tareas de contabilidad o administrar bases de datos.

Dependiendo de la manera en que esté configurada la red, los usuarios pueden acceder al servidor de distintas formas. Desde luego, la mayoría de los usuarios cuenta con una PC de escritorio está que está conectada permanente a al red. Sin embargo, es posible que los usuarios que se desplazan puedan conectar una PC laptop o un dispositivo “handheld” a la red por medios inalámbricos. Es posible que los usuarios, cuando estén lejos de sus oficinas, puedan utilizar Internet como un medio de conexión a los servidores de red de su compañía.

Las computadoras mainframe se utilizan en organizaciones grandes como compañías de seguros y bancos, en donde, con frecuencia, muchas personas necesitan utilizar los mismos datos. En un entorno mainframe tradicional, cada usuario accede a los recursos del mainframe tradicional, cada usuario accede a los recursos del mainframe mediante un dispositivo llamada terminal.

Computadoras mainframe

Una “terminal tonta” que no procesa ni almacena datos, sólo es un dispositivo de entrada/salida (I/O, del inglés in y out) que funciona como una ventana de una computadora que está ubicada en otro lugar.

Una “terminal inteligente” puede realizar algunas operaciones de procesamiento, pero normalmente no tiene ningún dispositivo de almacenamiento. Sin embargo, en algunos entornos mainframe, los trabajadores pueden utilizar una computadora personal estándar para acceder al mainframe.

Las computadoras mainframe son sistemas grandes y poderosos; las más grandes pueden atender las necesidades de procesamiento de miles de usuarios al mismo tiempo. Pero lo que estos sistemas ofrecen en poder, les falta en flexibilidad. La mayoría de los mainframe están diseñados para controlar sólo un conjunto específico de tareas. En los departamentos vehiculares gubernamentales que controlan el tránsito, por ejemplo, probablemente un sistema mainframe

Las minicomputadoras, que aparecieron por primera vez en los años sesenta, obtuvieron ese nombre debido a su tamaño pequeño en comparación con otras computadoras de ese tiempo.

Al igual que las computadoras mainframe, las minicomputadoras pueden controlar muchos más datos de entrada y salida que las computadoras personales.

Minicomputadoras

Aunque algunas “mini” está diseñada para un solo usuario, las minicomputadoras , las minicomputadoras más poderosas pueden servir para controlar necesidades de entrada y salida de datos de cientos de usuarios al mismo tiempo. Los usuarios pueden acceder a una minicomputadora central por medio de una terminal o PC estándar.

Las supercomputadoras son las computadoras más poderosas que se fabrican y físicamente están entre las más grandes. Estos sistemas pueden procesar datos enormes cantidades de datos y los más rápidos pueden utilizar más de un billón de cálculos por segundo. Algunas supercomputadoras pueden alojar miles de procesadores, y son ideales para manejar problemas grandes y sumamente complejos que requieren de un poder de cálculo extremo.

Supercomputadoras