INTRODUCCIÓN Una computadora está formada por dos
componentes estructurales con el mismo nivel de importancia: en
primer lugar, el equipo físico o hardware, definido como
todos aquellos componentes físicos, visibles y tangibles
de la máquina. El Hardware realiza cuatro actividades
fundamentales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento
secundario de datos; en segundo lugar, los programas con los que
funciona o software, definido como el conjunto de instrucciones
que las computadoras emplean para manipular datos. Sin
éste, la computadora sería un conjunto de medios
sin utilizar. Desde la invención de la primera de ellas,
las computadoras han tenido un avance que se puede estudiar en
términos de generaciones.
PRIMERA GENERACIÓN Comienza en los años 50 hasta
los 60; su tecnología se basaba en bulbos o tubos de
vacío y la comunicación era al nivel más
bajo (lenguaje de máquina). (de 1951 a 1958) Las
computadoras de la primera Generación emplearon bulbos
para procesar información. Los operadores ingresaban los
datos y programas en código especial por medio de tarjetas
perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor
que giraba rápida mente, sobre el cual un dispositivo de
lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Esas
computadoras de bulbos eran mucho más grandes y generaban
más calor que los modelos contemporáneos. Eckert y
Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la 1era
Generación formando una Cia. privada y construyendo UNIVAC
I, que el Comité del censó utilizó para
evaluar el de 1950. La IBM tenía el 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, básculas para comestibles, relojes y otros
artículos; sin embargo no había logrado el c
ontrato para el Censo de 1950.
Comenzó entonces a construir computadoras
electrónicas y su primera entrada fue con la IBM 701 en
1953. Después de un lento pero excitante comienzo la IBM
701 se conviertió en un producto comercialmente viable.
Sin embargo en 1954 fue introducido e l modelo IBM 650, el cual
es la razón por la que IBM disfruta hoy de una gran parte
del mercado de las computadoras. La administración de la
IBM asumió un gran riesgo y estimó una venta de 50
computadoras. Este número era mayor que la cantidad de
computadoras instaladas en esa época en E.U. De hecho la
IBM instaló 1000 computadoras. El resto es historia.
Aunque caras y de uso limitado las computadoras fueron aceptadas
rápidamente por las Compañías privadas y de
Gobierno. A la mitad de los años 50 IBM y Remington Rand
se consolidaban como líderes en la fabricación de
computadoras.
CARACTERISTICAS DE LA PRIMERA GENERACIÓN Sistemas
constituidos por tubos de vacío, desprendían
bastante calor y tenían una vida relativamente corta.
Máquinas grandes y pesadas. Se construye el ordenador
ENIAC de grandes dimensiones (30 toneladas). Alto consumo de
energía. El voltaje de los tubos era de 300v y la
posibilidad de fundirse era grande. Almacenamiento de la
información en tambor magnético interior. Un tambor
magnético disponía de su interior del ordenador,
recogía y memorizaba los datos y los programas que se le
suministraban. Continuas fallas o interrupciones en el proceso.
Requerían sistemas auxiliares de aire acondicionado
especial. Programación en lenguaje máquina,
consistía en largas cadenas de bits, de ceros y unos, por
lo que la programación resultaba larga y compleja. Alto
costo. Uso de tarjetas perforadas para suministrar datos y los
programas. Computadora representativa UNIVAC y utilizada en las
elecciones presidenciales de los E.U.A. en 1952.
Fabricación industrial. La iniciativa se aventuro a entrar
en este campo e inició la fabricación de
computadoras en serie.
BULBOS Tubos de vacíoUn tubo de vacío consiste en
una cápsula de vidrio de la que se ha extraído el
aire, y que lleva en su interior varios electrodos
metálicos. Un tubo sencillo de dos elementos (diodo)
está formado por un cátodo y un ánodo, este
último conectado al terminal positivo de una fuente de
alimentación. El cátodo (un pequeño tubo
metálico que se calienta mediante un filamento) libera
electrones que migran hacia él (un cilindro
metálico en torno al cátodo, también llamado
placa). Si se aplica una tensión alterna al ánodo,
los electrones sólo fluirán hacia el ánodo
durante el semiciclo positivo; durante el ciclo negativo de la
tensión alterna, el ánodo repele los electrones,
impidiendo que cualquier corriente pase a través del tubo.
Los diodos conectados de tal manera que sólo permiten los
semiciclos positivos de una corriente alterna (c. a.) se
denominan tubos rectificadores y se emplean en la
conversión de corriente alterna a corriente continua
SEGUNDA GENERACIÓN Estas computadoras eran más
pequeñas, ya que se sustituyeron los bulbos por
transistores. La forma de comunicación se realizaba
mediante un lenguaje más avanzado, conocido como "lenguaje
de alto nivel" o "lenguaje de programación".Esta segunda
generación duró pocos años, pues hubo nuevos
avances en los dos factores estructurales (1959-1964) Transistor
Compatibilidad limitada El invento del transistor hizo posible
una nueva generación de computadoras, más
rápidas, más pequeñas y con menores
necesidades de ventilación. Sin embargo el costo seguia
siendo una porción significativa del presupuesto de una
Compañía. Las computadoras de la segunda
generación también utilizaban redes de
núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios
para el almacenamiento primario. Estos núcleos
contenían pequeños anillos de material
magnético, enlazados entre sí, en los cuales pod
podrían almacenarse datos e instrucciones
Los programas de computadoras también mejoraron. El COBOL
desarrollado durante la 1era generación estaba ya
disponible comercialmente. Los programas escritos para una
computadora podían transferirse a otra con un
mínimo esfuerzo. El escribir un programa ya no
requería entender plenamente el hardware de la
computación. Las computadoras de la 2da Generación
eran substancialmente más pequeñas y rápidas
que las de bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en
los sistemas para reservación en líneas
aéreas, control de tráfico aéreo y
simulaciones para uso general . Las empresas comenzaron a aplicar
las computadoras a tareas de almacenamiento de registros, como
manejo de inventarios, nómina y contabilidad. La marina de
E.U. utilizó las computadoras de la Segunda
Generación para crear el primer simulador de vuelo
(Whirlwind I). HoneyWell se colocó como el primer
competidor durante la segunda generación de computadoras.
Burroughs, Univac, NCR, CDC, HoneyWell, los más grandes
competidores de IBM durante los 60s se conocieron como el grupo
BUNCH (siglas). Cuando los tubos de vacío eran sustituidos
por los transistores, estas últimas eran más
económicas, más pequeñas que las
válvulas miniaturizadas consumían menos y
producían menos calor. Por todos estos motivos, la
densidad del circuito podía ser aumentada
sensiblemente, lo que quería decir que los componentes
podían colocarse mucho más cerca unos a otros y
ahorrar mucho más espacio.
CARACTERISTICAS DE LA SEGUNDA GENERACIÓN Transistor como
potente principal. El componente principal es un pequeño
trozo de semiconductor, y se expone en los llamados circuitos
transistor izados. Disminución del tamaño.
Disminución del consumo y de la producción del
calor. Su fiabilidad alcanza metas inimaginables con los
efímeros tubos al vacío. Mayor rapidez, la
velocidad de las operaciones ya no se mide en segundos sino en
ms. Memoria interna de núcleos de ferrita. Instrumentos de
almacenamiento: cintas y discos. Mejoran los dispositivos de
entrada y salida, para la mejor lectura de tarjetas perforadas,
se disponía de células fotoeléctricas.
Introducción de elementos modulares. Aumenta la
confiabilidad. Las impresoras aumentan su capacidad de trabajo.
Lenguajes de programación mas potentes, ensambladores y de
alto nivel (fortran,cobol y algol). Aplicaciones comerciales en
aumento, para la elaboración de nóminas,
facturación y contabilidad, etc.
EL TRANSISTOR El transistor bipolar fue inventado en 1948 para
sustituir al tubo de vacío triodo. Está formado por
tres capas de material dopado, que forman dos uniones pn
(bipolares) con configuraciones pnp o npn. Una unión
está conectada a la batería para permitir el flujo
de corriente (polarización negativa frontal, o
polarización directa), y la otra está conectada a
una batería en sentido contrario (polarización
inversa). Si se varía la corriente en la unión de
polarización directa mediante la adición de una
señal, la corriente de la unión de
polarización inversa del transistor variará en
consecuencia. El principio se puede utilizar para construir
amplificadores en los que una pequeña señal
aplicada a la unión de polarización directa
provocará un gran cambio en la corriente de la
unión de polarización inversa.
TERCERA GENERACIÓN Nació con la presentación
comercial de la llamada "serie 360"de IBM. Esta empresa se
dedicó a los aspectos de ingeniería,
comercialización y mercadotecnia de sus equipos, logrando
que la noción de las computadoras saliera de los
laboratorios y las universidades, para instalarse en la sociedad
moderna. La electrónica de estas computadoras era
más compacta, rápida y densa que la anterior y la
comunicación se establecía mediante una interfaz
conocida como sistema operativo. (1964-1971) circuitos integrados
Compatibilidad con equipo mayor Multiprogramación Mini
computadora Las computadoras de la tercera generación
emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados
(pastillas de silicio) en las cuales 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.
Antes del advenimiento de los circuitos integrados, las
computadoras estaban diseñadas para aplicaciones
matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los
circuitos integrados permitieron a los fabricantes de
computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y
estandarizar sus modelos. La IBM 360 una de las primeras
computadoras comerciales que usó circuitos integrados,
podía realizar tanto análisis numéricos como
administración ó procesamiento de archivos. Los
clientes podían escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de
mayor tamaño y podían todavía correr sus
programas actuales. Las computadoras trabajaban a tal velocidad
que proporcionaban la capacidad de correr más de un
programa de manera simultánea (multiprogramación).
Por ejemplo la computadora podía estar calculando la
nomina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Mini computadoras,
Con la introducción del modelo 360 IBM acaparó el
70% del mercado, para evitar competir directamente con IBM la
empresa Digital Equipment Corporation DEC redirigió sus
esfuerzos hacia computadoras pequeñas. Mucho menos
costosas de compra r y de operar que las computadoras grandes,
las Mini computadoras se desarrollaron durante la segunda
generación pero alcanzaron su mayor auge entre 1960 y
70.
CARACTERISTICAS DE LA TERCERA GENERACIÓN Circuito
integrado desarrollado en 1958 por Jack Kilbry. Circuito
integrado, miniaturización y reunión de centenares
de elementos en una placa de silicio o (chip). Menor consumo de
energía. Apreciable reducción de espacio. Aumento
de fiabilidad y flexibilidad. Aumenta la capacidad de
almacenamiento y se reduce el tiempo de respuesta.
Generalización de lenguajes de programación de alto
nivel. Compatibilidad para compartir software entre diversos
equipos. Computadoras en Serie 360 IBM. Teleproceso: Se instalan
terminales remotas, que accesen la Computadora central para
realizar operaciones, extraer o introducir información en
Bancos de Datos, etc… Multiprogramación: Computadora que
pueda procesar varios Programas de manera simultánea.
Tiempo Compartido: Uso de una computadora por varios clientes a
tiempo compartido, pues el aparato puede discernir entre diversos
procesos que realiza simultáneamente. Renovación de
periféricos. Instrumentación del sistema.
Ampliación de aplicaciones: en Procesos Industriales, en
la Educación, en el Hogar, Agricultura,
Administración, Juegos, etc. La mini computadora
CIRCUITOS INTEGRADOS La mayoría de los circuitos
integrados son pequeños trozos, o chips, de silicio, de
entre 2 y 4 mm2, sobre los que se fabrican los transistores.
La fotolitografía permite al diseñador crear
centenares de miles de transistores en un solo chip situando de
forma adecuada las numerosas regiones tipo n y p. Durante la
fabricación, estas regiones son interconectadas mediante
conductores minúsculos, a fin de producir circuitos
especializados complejos. Estos circuitos integrados son llamados
monolíticos por estar fabricados sobre un único
cristal de silicio. Los chips requieren mucho menos espacio y
potencia, y su fabricación es más barata que la de
un circuito equivalente compuesto por transistores
individuales.
CUARTA GENERACIÓN El microprocesador: el proceso de
reducción del tamaño de los componentes llega a
operar a escalas microscópicas. La micro
miniaturización permite construir el microprocesador,
circuito integrado que rige las funciones fundamentales del
ordenador. Las aplicaciones del microprocesador se han proyectado
más allá de la computadora y se encuentra en
multitud de aparatos, sean instrumentos médicos,
automóviles, juguetes, electrodomésticos, etc.
Memorias Electrónicas: Se desechan las memorias internas
de los núcleos magnéticos de ferrita y se
introducen memorias electrónicas, que resultan más
rápidas. Al principio presentan el inconveniente de su
mayor costo, pero este disminuye con la fabricación en
serie. Sistema de tratamiento de base de datos: el aumento
cuantitativo de las bases de datos lleva a crear formas de
gestión que faciliten las tareas de consulta y
edición. Lo sistemas de tratamiento de base de datos
consisten en un conjunto de elementos de hardware y software
interrelacionados que permite un uso sencillo y rápido de
la información
Las microcomputadoras nacieron en los Estados Unidos durante la
década de los 70. Existieron 2 tendencias: Apple, y PC
(IBM).La Personal Computer (PC) de IBM. Esta máquina
estaba basada en un microprocesador Intel 8088, que tenía
un nuevo sistema operativo estandarizado (MS-DOS, Microsoft Disk
Operating System) y una capacidad mejorada de graficación.
Existe una familia completa de sistemas de computadoras
personales, que se conocen con las nomenclaturas XT, AT y PS/2.
Dos mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el
inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las
memorias con núcleos magnéticos, por las de Chips
de silicio y la colocación de muchos más
componentes en un Chic: producto de la
microminiaturización de los circuitos electrónicos.
El tamaño reducido del microprocesador de Chips hizo
posible la creación de las computadoras personales. (PC)
Hoy en día las tecnologías LSI (Integración
a gran escala) y VLSI (integración a muy gran escala)
permiten que cientos de miles de componentes electrónicos
se almacén en un clip. Usando VLSI, un fabricante puede
hacer que una computadora pequeña rivalice con una
computadora de la primera generación que ocupara un cuarto
completo.
CARACTERISTICAS DE LA CUARTA GENERACIÓN Microprocesador:
Desarrollado por Intel Corporation a solicitud de una empresa
Japonesa (1971). El Microprocesador: Circuito Integrado que
reúne en la placa de Silicio las principales funciones de
la Computadora y que va montado en una estructura que facilita
las múltiples conexiones con los restantes elementos. Se
minimizan los circuitos, aumenta la capacidad de
almacenamiento. Reducen el tiempo de respuesta. Gran
expansión del uso de las Computadoras. Memorias
electrónicas más rápidas. Sistemas de
tratamiento de bases de datos. Generalización de las
aplicaciones: innumerables y afectan prácticamente a todos
los campos de la actividad humana: Medicina, Hogar, Comercio,
Educación, Agricultura, Administración,
Diseño, Ingeniería, etc…
Multiproceso. Microcomputadora.
EL MICRO PROCESADOR Microcircuito integradoEl microprocesador: el
proceso de reducción del tamaño de los componentes
llega a operar a escalas microscópicas. La micro
miniaturización permite construir el microprocesador,
circuito integrado que rige las funciones fundamentales del
ordenador.
QUINTA GENERACIÓN El propósito de la Inteligencia
Artificial es equipar a las Computadoras con "Inteligencia
Humana" y con la capacidad de razonar para encontrar
soluciones. Otro factor fundamental del diseño, la
capacidad de la Computadora para reconocer patrones y secuencias
de procesamiento que haya encontrado previamente,
(programación Heurística) que permita a la
Computadora recordar resultados previos e incluirlos en el
procesamiento, en esencia, la Computadora aprenderá a
partir de sus propias experiencias usará sus Datos
originales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y
conservará esos resultados para posteriores tareas de
procesamiento y toma de decisiones. El conocimiento
recién adquirido le servirá como base para la
próxima serie de soluciones
INTLIGENCIA ARTIFICIAL Son sistemas que pueden aprender a partir
de la experiencia y que son capaces de aplicar esta
información en situaciones nuevas. Tuvo sus inicios en los
50s. Algunas aplicaciones se pueden encontrar en: •
Traductores de lenguajes • Robots con capacidad de
movimiento • Juegos • Reconocimiento de formas
tridimensionales • Entendimiento de relatos no triviales
Debe quedar claro que inteligencia artificial no implica
computadoras inteligentes; implica mas bien computadoras que
ejecutan programas diseñados para simular algunas de las
reglas mentales mediante las cuales se puede obtener conocimiento
a partir de hechos específicos que ocurren, o de entender
frases del lenguaje hablado, o de aprender reglas para ganar
juegos de mesa. Para desarrollar este concepto se
pretendía cambiar la forma en que las computadoras
interactuaban con la información cambiando su lenguaje
base a un lenguaje de programación lógica
CARACTERISTICAS DE LA QUINTA GENERACIÓN Mayor velocidad.
Mayor miniaturización de los elementos. Aumenta la
capacidad de memoria. Multiprocesador (Procesadores
interconectados). Lenguaje Natural. Lenguajes de
programación: PROGOL (Programming Logic) y LISP (List
Processing). Máquinas activadas por la voz que pueden
responder a palabras habladas en diversas lenguas y dialectos.
Capacidad de traducción entre lenguajes que
permitirá la traducción instantánea de
lenguajes hablados y escritos. Elaboración inteligente del
saber y número tratamiento de datos.
Características de procesamiento similares a las
secuencias de procesamiento Humano.
APLICACIONES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL La Inteligencia
Artificial recoge en su seno los siguientes aspectos
fundamentales: Sistemas Expertos Un sistema experto no es una
Biblioteca (que aporta información), si no un consejero o
especialista en una materia (de ahí que aporte saber,
consejo experimentado).Un sistema experto es un sofisticado
programa de computadora, posee en su memoria y en su estructura
una amplia cantidad de saber y, sobre todo, de estrategias para
depurarlo y ofrecerlo según los requerimientos,
convirtiendo a el sistema en un especialista que está
programado.
APLICACIONES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL Robótica
Ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de
los robots. Los Robots son dispositivos compuestos de
sensores que reciben Datos de Entrada y que están
conectados a la Computadora. Esta recibe la
información de entrada y ordena al Robot que
efectúe una determinada acción y así
sucesivamente.Las finalidades de la construcción de Robots
radican principalmente en su intervención en procesos de
fabricación. ejemplo: pintar en spray, soldar
carrocerías de autos, trasladar materiales, etc…
APLICACIONES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL Lenguaje natural
Consiste en que las computadoras (y sus aplicaciones en
robótica) puedan comunicarse con las personas sin ninguna
dificultad de comprensión, ya sea oralmente o por escrito:
hablar con las máquinas y que éstas entiendan
nuestra lengua y también que se hagan entender en nuestra
lengua. Reconocimiento De La Voz Las aplicaciones de
reconocimiento de la voz tienen como objetivo la captura, por
parte de una computadora, de la voz humana, bien para el
tratamiento del lenguaje natural o para cualquier otro tipo de
función.
ROBÓTICA Ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y
aplicaciones de los robots. Los Robots son
dispositivos compuestos de sensores que reciben Datos de Entrada
y que están conectados a la Computadora. Esta recibe
la información de entrada y ordena al Robot que
efectúe una determinada acción y así
sucesivamente