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Evolución histórica de las computadoras.
En la historia de la humanidad se han
construido distintos tipos de instrumentos de ayuda para que el hombre pudiera
calcular, hasta llegar a la computadora digital moderna. Aquí mostraremos
algunos hitos importantes en esta historia. Se muestra la evolución de las
computadoras, así como de los dispositivos para entrada/salida y los medios de
comunicación de datos.
La primer persona en construir
una máquina de calcular fue el francés Blaise Pascal (1642). Era una máquina
mecánica que sólo servía para sumar.
En 1666 Samuel Morbard crea una máquina para sumar y restar. Ya en 1674, el
barón Gottfired Wilhelm von Leibniz construye en Alemania una calculadora
mecánica que no solo suma y resta, sino que también puede efectuar operaciones
de multiplicación y división. Todas estas calculadoras eran mecánicas, en base
a movimientos de engranajes, y los datos se ingresaban por medio de husos
giratorios.
En el año 1801, Jacquard
inventa una tarjeta de cartón a la que hace agujeros que se utiliza para
"programar" una máquina de tejer.
Más adelante (1822), Charles Babbage, un profesor de matemática de la
Universidad de Cambridge diseña y construye la "máquina de
diferencias". Este era un dispositivo mecánico que podía sumar y restar, y
se usa para hacer cálculos por medio del método de diferencias finitas usando
(en concreto fue usada para generar tablas de navegación). El resultado se
registra en un plato de cobre (en forma de disco) en el que se perforan los
resultados (de forma similar a la máquina de tejer de Jacquard).
Esta calculadora funcionaba
correctamente, pero sólo podía ejecutar un único algoritmo. Babbage dedicó
tiempo y esfuerzos económicos en el diseño de una computadora de uso general,
llamada la "Máquina Analítica" (1834). Esta máquina, que fue diseñada
generalización de la máquina de diferencias, tenía cuatro componentes básicos:
Un "almacenamiento" (memoria) con capacidad para guardar 50.000
dígitos decimales. Esta se usaba para guardar estados intermedios, variables y
resultados. Una "unidad de
cómputo": puede recibir órdenes para hacer las cuatro operaciones básicas,
y puede almacenar resultados en la memoria.
Una unidad de entrada (con tarjetas perforadas). La unidad de entrada
almacenaba el conjunto de órdenes que se deseaba ejecutar.
Una unidad de salida: tarjetas perforadas y salida impresa.
Perforando distintos conjuntos de instrucciones en las tarjetas de entrada, era
posible que la máquina realizara distintas operaciones.
Como esta computadora debía ser programada, Babbage contrató a Ada Augusta
Lovelace (hija de Lord Byron), que se convirtió así en la primer programadora
de la historia (1842).
El proyecto de Babbage nunca pudo ser concluido debido a problemas con el
hardware, que no pudieron ser solucionados hasta casi un siglo más tarde.
Durante este tiempo, hubo diversos avances que permitieron el posterior
desarrollo de la computación digital.
En el año 1844, Samuel Morse envía un mensaje en telégrafo desde
Washington a Baltimore (EE.UU.). En 1854, George Boole publica "Una
investigación sobre las leyes del pensamiento", describiendo un sistema de
lógica simbólica y razonamiento (que sería la base del diseño de computadoras
digitales).
En el año 1858 se tiende el primer cable telegráfico que cruza el Atlántico. En 1876, Alexander Graham Bell inventa y patenta el Teléfono.
En 1889, Herman Hollerith gana, con su compañía, llamada the Electric
Tabulating System, una licitación para el censo de los EE.UU. de 1890. En el
año 1893 se comienza a vender la primer calculadora mecánica de cuatro
funciones.
En el año 1895, el italiano Guglielmo
Marconi emite la primer señal de radio. En el año 1896, Hollerith establece la
compañía Tabulating Machine Company.
En el año 1904, John A. Fleming patenta la válvula de vacío, que permite mejorar las comunicaciones por radio. En el año 1908, el británico Campbell Swinton describe un método de escaneo electrónico que sería utilizado posteriormente en el tubo de rayos catódicos de los televisores.
En el año 1911, la Tabulating Machine Company de Hollerith se une con
otras dos compañías, y forman la Calculating, Tabulating and Recording Company
(CTR & Co.). En el año 1919, dos físicos de los EE.UU., Eccles y Jordan,
inventan el circuito de conmutación electrónica llamado flip-flop, que sería
crítico para los sistemas de cómputo electrónico. En el año 1920, a su vez, el
checo Karel Cepel utiliza por primera vez la palabra "Robot" (que
significa "Trabajo obligatorio") en una obra de teatro.
En 1924, T.J. Watson. cambia el
nombre de la CRT & Co. por IBM (International Business Machines). En 1928
se usan osciladores de cuarzo para lograr alta precisión en mecanismos de
medición de tiempo. Durante esta década retoma vigor el desarrollo de máquinas
para realizar cálculos. Hartree construyó un "analizador
diferencial", que usaba como principio básico un disco rotando en contacto
con otro. A una velocidad de motor constante, la distancia transcurrida sería
la integral en el tiempo de la relación de variación.
En 1930, en el MIT (EE.UU.), Vannevar
Bush construye otro analizador diferencial. Este era un dispositivo
electromecánico que podía usarse para integrar ecuaciones diferenciales. La
precisión de esta máquina no era alta (5 en 10.000), y tomaba entre 10 y 20
minutos integrar una ecuación promedio. A pesar de esto, al comparar con la
velocidad humana para realizar las mismas tareas, una ecuación promedio puede
constar de aproximadamente unas 750 multiplicaciones, lo que hubiera tomado a
un hombre unas 7 horas.
Los siguientes avances significativos fueron en la década del 30, en Alemania.
En 1934, Konrad Zuse, un estudiante de ingeniería, comienza a construir una
máquina de calcular electromecánica. Esta es construida en base a relés, con el
objetivo de lograr mayor precisión que en las calculadoras existentes hasta ese
momento.
En 1935, IBM empieza a vender una máquina de escribir eléctrica (la 601) que
también servía como calculadora en base a tarjetas perforadas.
En 1936 Konrad Zuse termina de construir (a los 26 años) la computadora Z1 en
la sala de la casa de sus padres. Su representación numérica usaba punto
flotante binario. Nunca estuvo operativa debido a la precisión limitada de las
partes mecánicas, lo que provocó trabajo posterior de Zuse para mejorarla.
Un tiempo más adelante (1937), en los EE.UU., John Atanasoff (de la Iowa State
University) y George Stibbitz (de los Bell Labs) comienzan a diseñar (cada uno
por su cuenta) calculadoras digitales electromecánicas basadas en relés. La
computadora de Atanasoff era muy avanzada para la época: usaba aritmética
binaria, y tenía una memoria de capacitores (que precisa refrescos cada
determinado tiempo para mantener sus valores, exactamente de la misma forma que
lo hacen los chips actuales de memoria dinámica). Esta computadora nunca llegó
a estar operativa, al igual que la de Babbage, por problemas de tecnología.
La computadora de Stibbitz era más
primitiva, pero llegó a estar operativa.
También en el año 1937, el matemático británico Alan Turing presenta el trabajo
"Acerca de números computables", presentando el concepto de su
máquina teórica.
En el mismo año Howard Aiken, un
profesor de física en Harvard, envía a a IBM una propuesta para construir una
máquina de cálculo automático. Esta debía ser capaz de hacer las cuatro
operaciones aritméticas, y operar en una secuencia predeterminada. El trabajo
de Aiken estuvo basado en el de Babbage, y la propuesta trataba de construir el
diseño de Babbage usando relés en lugar de engranajes.
La primer computadora construida por Aiken fue la Harvard Mark I
(también llamada IBM ASSC) fue terminada recién en 1944. Esta computadora tenía
dispositivos para almacenar y operar números que eran cargados durante un
cálculo o que eran resultados de operaciones previas. Tenía 60 registros
constantes, cada uno consistente de 24 conmutadores que podían inicializarse
manualmente a una posición decimal (de cero a 9). Había 23 dígitos
significativos, y la posición 24 valía 0 o 9, indicando números positivos o
negativos. Había, además, 72 registros de almacenamiento donde se hacían las
operaciones aritméticas. La entrada y la salida consistían de cintas de papel
perforado, que podían montarse en teletipos para obtener resultados impresos.
El tiempo requerido para ejecutar una instrucción era de 6 segundos.
Originalmente la computadora no tenía
circuitos de bifurcación (condicional o incondicional), los que fueron
agregados más adelante. También se agregaron una unidad de
multiplicación/división, más almacenamiento, registros y una unidad de cinta.
Los datos estaban completamente separados de las instrucciones. Esta
computadora estuvo activa desde 1944 hasta 15 años más tarde, en que fue
desmantelada.
Los programadores solían ser
matemáticos que trabajaban con una cartilla de operaciones. Al tiempo era común
que las partes de los programas que eran necesarias una y otra vez hubieran
sido escritas en libros de apuntes, dando origen a las bibliotecas de
programas. Años más tarde, estas prácticas se extendieron a conjuntos de programas
o rutinas (llamados bibliotecas de subrutinas), pero sus orígenes se remontan a
estas épocas.
Simultáneamente, Zuse continuaba trabajando en Alemania. En 1938 comenzó a
trabajar en la computadora Z2, que estuvo operativa en 1940. Esta era una máquina
puramente de relés. Reemplazó las partes mecánicas no funcionales de la Z1 por
relés.
En 1941, terminó la Z3, que era una computadora programable electromecánica.
Contenía 2600 relés, y algunos expertos la consideran como la primer
computadora programable de la historia.
Primera Generación: Válvulas de vacío (1945-1955).
Para el momento en que Howard Aiken había terminado la Mark II, las computadoras basadas en relés ya eran obsoletas. El principal estímulo para desarrollar computadoras electrónicas estuvo en la segunda guerra mundial. Los submarinos alemanes, que destruían a la flota inglesa, se comunicaban por radio con sus almirantes en Berlín. Los británicos podían captar las señales de radio, pero los mensajes estaban encriptados usando un dispositivo llamado ENIGMA. La inteligencia británica había podido obtener una máquina ENIGMA robada a los alemanes, pero para quebrar los códigos era necesaria una gran cantidad de cálculo, que debía hacerse a alta velocidad.
Para decodificar estos mensajes, el
gobierno británico construyó un laboratorio para construir una computadora,
llamada COLOSSUS. Alan Turing, T. Flowers y M. Newman construyeron esta
computadora (1943), que fue la primer computadora electrónica de la historia.
Estaba construida de válvulas de vacío y no tenía dispositivos
electromecánicos. A pesar de ello, al ser un secreto militar, su construcción
no tuvo ninguna influencia posterior.
En EE.UU., simultáneamente, había interés de la armada para obtener tablas que pudieran usarse para mejorar la precisión en los disparos de artillería pesada (en particular para armas antiaéreas), ya que hacerlos manualmente era tedioso y frecuentemente con errores.
En 1943, John Mauchly y uno de sus alumnos, un joven ingeniero llamado
John P. Eckert obtienen un subsidio de la armada para construir una computadora
electrónica, que llamaron Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC).
John Mauchly propuso construir una computadora electrónica digital para
reemplazar al analizador diferencial, dando dos ventajas principales: la
velocidad de la electrónica, y la precisión del principio digital. La
computadora consistía de 18000 válvulas de vacío y 1500 relés. Consumía 140
KW/h y pesaba 30 toneladas.
Su hardware electrónico era 10 veces más rápidos que los del analizador
diferencial y 100 veces más rápido que un calculista humano: podía hacer 5000
sumas por segundo. La computadora era programada por completo usando una
técnica similar a los tableros de enchufes de las antiguas máquinas de calcular
(enciendiendo y apagando llaves y enchufando y desenchufando cables). Esta
computadora no era binaria, sino decimal: los números se representaban en forma
decimal, y la aritmética se hacía en el sistema decimal. Tenía 20 registros que
podían usarse como un acumulador, cada uno de los cuales almacenaba números
decimales de 10 dígitos.
Luego que la ENIAC estuvo operativa, y
se vio que tomaba tiempo considerable en preparar un programa e incorporarlo en
el cableado, la máquina se modificó de tal forma que una secuencia de
instrucciones pudiera leerse como una secuencia de números de dos dígitos que
se ponían en una tabla de funciones. Para mantener la lógica simple, un solo
registro quedó de acumulador, y los demás fueron usados como memoria.
Como mencionamos, mientras la ENIAC era construida, en 1944 Mark I se puso
operativa. En el mismo año, prácticamente todas las máquinas de Zuse fueron
destruidas por el bombardeo de los aliados a Berlín , por ende, su trabajo no
tuvo influencia en máquinas posteriores. La computadora Z4, que entró en
operación en 1945, sobrevivió al bombardeo y ayudó al desarrollo de postguerra
de computadoras científicas en Alemania. Contenía unos 2200 relés y trabajaba
con números binarios de punto flotante normalizado con una mantisa de 22 bits.
Una multiplicación tomaba entre 2.5 y 3 segundos. El programa se leía de dos
lectoras de cinta perforada, y seguía teniendo memoria mecánica (para almacenar
hasta 64 números).
En este mismo año, John Von Neumann introduce
el concepto de programa almacenado. Una de las cosas que le molestaba de las
computadoras era que su programación con llaves y cables era lenta, tediosa e
inflexible. Propuso que los programas se almacenaran de forma digital en la
memoria de la computadora, junto con los datos. Por otro lado, se dio cuenta
que la aritmética decimal usada por la ENIAC (donde cada dígito era
representado por 10 válvulas de vacío - una prendida y 9 apagadas -) podía
reemplazarse usando aritmética binaria. Este diseño, conocido como Arquitectura
de Von Neumann, ha sido la base para casi todas las computadoras digitales.
En 1945, Eckert y Mauchly comienzan a
trabajar en un sucesor de la ENIAC, llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable
Automatic Computer). También en este año, Aiken comienza a construir la Mark
II. En el mismo año, trabajando con un prototipo de la Mark II, Grace Murray
Hopper encuentra el primer "bug": una polilla que provocó una falla
en un relé.
En 1946, la ENIAC estaba operativa,
funcionando en la Universidad de Pennsylvania. A pesar que no pudo ser usada
para su propósito original de cálculos de balística, la finalización de la
ENIAC provocó una explosión de interés de desarrollo de computadoras
electrónicas. Luego que la guerra terminó, comenzó una nueva era para la
computación científica. Los recursos dedicados a la guerra fueron liberados y
dedicados a la ciencia básica. En particular, el departamento de Marina y la
Comisión de Energía Atómica de los EE.UU. decidieron continuar soportando el desarrollo
de computadoras. Las principales aplicaciones eran la predicción numérica del
tiempo, la mecánica de fluidos, la aviónica, el estudio de resistencia de los
barcos a las olas, el estudio de partículas, la energía nuclear, el cálculos de
reactores, el modelado de automóviles, etc.
En 1947, la Mark II estuvo operativa en
Harvard. En el mismo año se introduce el tambor magnético, un dispositivo de
acceso aleatorio que puede usarse como almacenamiento para computadoras. En
este mismo año William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain, de los
laboratorios Bell, inventaron la resistencia de transferencia (transfer
resistor), comúnmente conocida como Transistor. El concepto estuvo basado en el
hecho de que el flujo de electricidad a través de un sólido (como el silicio)
puede controlarse agregándose impurezas con las configuraciones electrónicas
adecuadas. Las válvulas de vacío requieren cables, platos de metal, una cápsula
de vidrio y vacío; en cambio, el transistor es un dispositivo de estado sólido.
En 1948, Claude Shannon presenta su
"Teoría matemática de las comunicaciones". En el mismo año, entra en
operación la Manchester Mark I, la primer computadora de programa almacenado.
Fue diseñada por F. C. Williams y T. Kilburn en la Universidad de Manchester, y
era un modelo experimental para probar una memoria basada en válvulas de vacío.
En 1949, Jay Forrester construye la
computadora Whirlwind en el MIT. Contenía 5000 válvulas, palabras de 16 bits, y
estaba específicamente diseñada para controlar dispositivos en tiempo real.
En el mismo año, la EDSAC (Electronic Delayed Storage Automatic Computer)
estuvo operativa en Cambridge. Era una computadora de programa almacenado, que
fue diseñada por Maurice Wilkes. Esta fue propuesta especialmente para resolver
problemas reales, y pudo resolver variedad de cálculos. Su primer programa (una
tabla de raíces cuadradas) ejecutó el 6 de Mayo de 1949, y siguió operando
hasta 1958. La EDSAC tenía 512 palabras de 17 bits.
El diseño de la EDSAC era bastante útil para el usuario. Un botón de inicio activaba un uniselector que cargaba un programa que estaba cableado a la Memoria, y este programa cargaba programas que estaban escritos en cinta de papel en la memoria, y se comenzaba a ejecutar. En esta época los cálculos se hacían bit por bit.
En 1949, el laboratorio de Los Alamos,
se empieza a construir la computadora MANIAC I, que se terminó en Marzo de
1952. Esta computadora tenía un tambor auxiliar de 10.000 palabras de 40 bits
en paralelo, y la unidad de entrada/salida tenía una cinta de papel de 5
canales, y un drive de cinta de un solo canal. También tenía una impresora de
línea.
Se dice que en este año, John Mauchly desarrolla el lenguaje
"Short Order Code", que sería el primer lenguaje de programación de
alto nivel.
En 1950 la EDVAC se pone operativa, pero la Remington Rand Corporation (que se
transformaría mas adelante en la Unisys Corporation) compra la Eckert-Mauchly
Computer Corporation.
En 1951, Jay Forrester presenta, dentro
del proyecto Whirlwind, una memoria no volátil: la memoria de núcleos, que
sería ampliamente difundida.
La primer UNIVAC I (Universal Automatic Computer) es puesta en funcionamiento
en la Oficina de Censos. Esta computadora pasó a ser la número uno en el
mercado comercial.
En el mismo año, Grace Murray Hopper
construye el primer compilador, llamado A-0. También en este año, Maurice
Wilkes origina el concepto de microprogramación, una técnica que provee una
aproximación ordenada para diseñar la unidad de control de una computadora.
En 1952, Von Neumann, junto con Herman
Goldstine, terminan de construir, en el Instituto de Estudios Avanzados de
Princeton (IAS - Institute of Advanced Studies) la computadora IAS. Esta
computadora también fue construida con el concepto de programa almacenado, y
tenía otras características importantes.
Por un lado, el diseño general de la máquina era el siguiente:
Existen cinco componentes básicos: la
memoria, la Unidad Aritmético/Lógica, la Unidad de Control de Programas, y el
equipamiento de Entrada/Salida.
La Unidad Aritmético-Lógica ejecuta las operaciones básicas, y contiene un
registro acumulador de 40 bits (que también se usa se usa para entrada/salida).
Las operaciones se hacen sobre datos binarios.
La memoria almacena datos e instrucciones, y consistía de 4096 palabras de 40
bits. Cada palabra contenía dos instrucciones de 20 bits, o un entero con 39
bits y signo. Las instrucciones usaban 8 bits para el tipo de instrucciones, y
12 bits para especificar direcciones de memoria.
La Unidad de control interpreta las instrucciones en memoria, y hace que se
ejecuten. El equipamiento de entrada/salida era operado por la Unidad de
Control.
La computadora opera de la siguiente forma:
1. La Unidad de Control sigue el flujo del programa y hace que se ejecute;
2. La salida de datos se hace a través del registro acumulador;
3. Se usa aritmética binaria
4. La ALU hace las operaciones aritmético/lógicas usando lógica bit-parallel.
En este año también se pone operativa la EDVAC , así como la ILLIAC I (de la
Universidad de Illinois) y la ORDVAC (construida por la armada): todas usan la
arquitectura de Von Neumann. La ILLIAC (una copia mejorada de la ORDVAC) tenía
1024 palabras de 40 bits. En estas máquinas una suma tardaba nos 72
microsegundos, mientras que las multiplicaciones de punto fijo tenían un
promedio de unos 700 microsegundos.
Durante todos estos desarrollos, IBM se había transformado en una pequeña compañía que producía perforadoras de tarjetas y ordenadoras mecánicas de tarjetas. IBM no se interesó en producir computadoras, hasta que en 1952 produjo la IBM 701. Esta computadora tenía 2K de palabras de 36 bits, con dos instrucciones por palabras. Fue la primera de una serie de computadoras científicas que dominaron la industria en la década siguiente.
En 1955 apareció la 704, que tenía 4K de memoria y hardware de punto
flotante.
En 1953, la IBM 650 sale a la venta, y fue la primer computadora fabricada en
serie.
Segunda Generación: Transistores (1955-1965).
La primer computadora puramente basada en transistores fue la TX-0 (Transitorized eXperimental computer 0), en el MIT. Esta fue un dispositivo usado para probar la TX-2. Uno de los ingenieros trabajando en este laboratorio, Kenneth Olsen, abandonó el laboratorio para formar la compañía DEC (Digital Equipment Company).
En 1956, IBM introduce el primer disco
duro. En el mismo año, se diseña la primer computadora comercial UNIVAC
puramente basada en transistores.
En 1957 la EDSAC 2 estuvo operativa. Era una computadora con 1024 palabras de
40 bits, con dos órdenes por palabras. Estaba hecha con válvulas, y la memoria
usaba núcleos de ferrita. La ALU era bit-sliced. Se incluyeron operaciones de
punto flotante para hacer los cálculos más simples, que usaba una fracción de 32
bits y un exponente de 8 bits. La computadora era microprogramada, con una ROM
768 palabras. La ROM permitía que diversas subrutinas útiles (seno, coseno,
logaritmos, exponenciales) estuvieran siempre disponibles. La memoria fija
incluía un ensamblador y un conjunto de subrutinas de impresión que permitían
hacer entrada/salida.
Los microprogramas permitieron que las órdenes pudieran ser diseñadas
cuidadosamente, menos dependientes de accidentes del hardware. La computadora
ejecutaba una instrucción simple en unos 20 microsegundos, y una multiplicación
precisaba 250 microsegundos. La lectora de papel leía 1000 caracteres por
segundo, y la perforadora perforaba 300 caracteres por segundo. La salida se
seguía imprimiendo en una telelimpresora.
En el mismo año, la computadora ERMETH se construyó en el ETH en Zurich. Tenía
palabras de 16 dígitos decimales, cada uno de los cuales contenía dos
instrucciones y un número de punto fijo de 14 dígitos o un número de punto
flotante con una mantisa de 11 dígitos. Una suma de punto flotante tomaba 4
milisegundos; una multiplicación, 18 milisegundos. Tenía un tambor magnético
que podía almacenar 1000 palabras. La máquina tenía unos 1900 válvulas de vacío
y unos 7000 diodos de germanio.
También en 1957, John Backus y sus
colegas en IBM produjeron el primer compilador FORTRAN (FORmula TRANslator).
En 1958 se funda la compañía Digital, como fue mencionado principalmente.
Inicialmente la DEC sólo vendía plaquetas con pequeños circuitos. En el mismo
año, se producen los primeros circuitos integrados basados en semiconductores
(en las compañías Fairchild y Texas Instruments), y también el proyecto
Whirlwind se extiende para producir un sistema de control de tráfico aéreo. En
1959 se forma el Comité en Lenguajes de sistemas de Datos (CODASYL - Commitee
On Data Systems Language) para crear el lenguaje COBOL (Common Business
Oriented Language), y John Mc. Carthy desarrolla el Lisp (List Processing) para
aplicaciones de inteligencia artificial.
En 1960, DEC introduce su primer
computadora: la PDP-1. Esta computadora fue diseñada tomando como base la TX-0,
y tenía 4K palabras de 18 bits. Costaba 120.000$, y tenía un tiempo de ciclo
del procesador de aproximadamente 5 microsegundos (en comparación con la IBM
7090 que era una máquina de alta performance en la cual un ciclo procesador era
de 2.5 microsegundos y su costo era de millones de dólares). Fue la primer
máquina con monitor y teclado, marcando el comienzo de las minicomputadoras.
En 1961, Fernando Corbató en el MIT
desarrolla una forma que múltiples usuarios puedan compartir el tiempo del
procesador. También se patenta el primer robot industrial. En 1962, Steve
Russell del M.I.T. crea el Spacewar (el primer video juego). En 1963, el
sistema de defensa SAGE es puesto en marcha, gracias al cual se pudieron lograr
muchos avances en la industria de la computadora.
En 1964, aparece el primer modelo de la
computadora IBM 360. IBM había construido una versión con transistores de la
709, llamada 7090, y posteriormente la 7094. Esta tenía un ciclo de instrucción
de 2 microsegundos, y 32K palabras de 36 bits. Estas computadoras dominaron la
computación científica en los '60s.
IBM también vendía una computadora orientada a negocios llamada 1401. Esta
podía leer cintas magnéticas, leer y perforar tarjetas, e imprimir. No tenía
registros ni palabras de longitud fija. Tenía 4K de bytes de 8 bits cada uno.
Cada byte contenía un caracter de 6 bits, un bit administrativo, y un bit para
indicar un fin de palabra. La instrucción de movimiento de memoria a memoria
movía datos de la fuente al destino hasta que encontraba el bit de fin de
palabra prendido.
El problema era la incompatibilidad de ambas computadoras: era imposible
compartir el software, y de hecho era necesario tener dos centros de cómputos
separados con personal especializado. La IBM System/360 fue una computadora
diseñada con múltiples propósitos. Era una familia e computadoras con el mismo
lenguaje de máquina, pero mayor potencia. El software escrito en cualquiera de
los modelos ejecutaba directamente en los otros (el único problema era que, al
portar un programa de una versión poderosa a una versión anterior, el programa
podía no caber en memoria). Todas las IBM 360 proveían soporte para
multiprogramación. También existían emuladores de otras computadoras, para
poder ejecutar versiones de ejecutables de otras máquinas sin ser modificados.
Tenía un espacio de direcciones de 16 megabytes.
En este año se pone en operaciones la
computadora CDC 6600 de la Control Data Corporation, fundada y diseñada por
Seymour Cray. Esta computadora ejecutaba a una velocidad de 9 Mflops. (es
decir, un orden de magnitud más que la IBM 7094), y es la primer
supercomputadora comercial. El secreto de su velocidad es que era una
computadora altamente paralela. Tenía varias unidades funcionales haciendo
sumas, otras haciendo multiplicaciones, y otra haciendo divisiones, todas
ejecutando en paralelo
(podía haber hasta 10 instrucciones ejecutando a la vez). En este mismo año, Douglas Engelbart inventa el mouse, y John Kemeny y Thomas Kurz desarrollan el lenguaje BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code).
En 1965, la DEC fabrica la PDP-8, que
fue la primer minicomputadora con transistores en módulos de circuitos
integrados. Esta tenía un único bus (o sea, un conjunto de cables paralelos
para conectar los componentes de la computadora, en lugar de las líneas
multiplexadas de las computadoras de Von Neumann tradicionales).
Tercera Generación: Circuitos Integrados (1965-1980)
Como fue mencionado, a fines
de los años '50, ingenieros en Fairchild Semiconductor Co. y en Texas
Instrument desarrollaron el primer transistor plano, y mas adelante el primer
circuito integrado plano. La invención del circuito integrado reveló el
potencial para extender el costo y los beneficios de operación de los
transistores a todos los circuitos producidos en masa. La invención del
circuito integrado permitió que docenas de transistores se pusieran en el mismo
chip. Este empaquetamiento permitió construir computadoras más pequeñas,
rápidas y baratas que sus predecesores con transistores. Las primeras versiones
de la IBM 360 eran transistorizadas, pero las versiones posteriores no solo
eran más rápidas y poderosas, sino que fueron construidas en base a circuitos
integrados.
En 1965, Gordon E. Moore (fundador de Fairchild, y patentador del primer
circuito integrado) cuantificó el crecimiento sorprendente de las nuevas
tecnologías de semiconductores. Dijo que los fabricantes habían duplicado la
densidad de los componentes por circuito integrado a intervalos regulares (un
año), y que seguirían haciéndolo mientras el ojo humano pudiera ver.
En 1967, Fairchild introduce un chip que contenía una ALU de 8 bits: el 3800.
En 1968, Gordon Moore, Robert Noyce y Andy Grove establecen la compañía Intel,
que en un principio se dedica a fabricar chips de memoria. En este mismo año,
la computadora CDC 7600 logra la velocidad de 40 Mflops..
En el año 1969, el departamento de
defensa de los EE.UU. encarga la red Arpanet con el fin de hacer investigación
en redes amplias, y se instalan los primeros cuatro nodos (en la UCLA, UCSB,
SRI y Universidad de Utah). También se introduce el estándar RS-232C para
facilitar el intercambio entre computadoras y periféricos.
En 1970 aparecen los discos flexibles y las impresoras margarita. También
comienza a usarse la tecnología de MOS (Metal-Oxide semiconductor) para
circuitos integrados más pequeños y baratos. En 1971, Intel fabrica el
microprocesador de 4 bits 4004, la primer computadora en un solo chip. Su
objetivo era ser usado para una calculadora. Ya en 1972, Intel fabrica el 8008,
primer microprocesador de 8 bits (que es reemplazado por el 8080, debido al
límite de memoria de 16k impuesto por los pins en el chip).
En 1973, las técnicas de integración a
gran escala (LSI - Large Scale Integration) permiten poner 10.000 componentes
en un chip de 1 cm. cuadrado. En el mismo año, John Metcalfe propone el
protocolo Ethernet para comunicación en redes locales. En 1975, la primer
computadora personal, la Altair 8800, aparece en la revista Popular
Electronics, explicando cómo construirla. También en ese año, IBM introduce la
primer impresora láser.
En el año 1976, Steve Jobs y Steve
Wozniak diseñan y construyen la Apple I, que consiste principalmente de un
tablero de circuitos. IBM introduce las impresoras a chorro de tinta en ese
mismo año, y Cray Research introduce la Cray 1, una supercomputadora con una
arquitectura vectorial. También Intel produce el 8085, un 8080 modificado con
algunas características extra de entrada/salida. Poco más tarde, Motorola
introduce el procesador 6800, que era una computadora de 8 bits comparable al
8080. Fue utilizada como controlador en equipos industriales. Fue seguido por
el 6809 que tenía algunas facilidades extra, por ejemplo, aritmética de 16
bits.
En 1977, Steve Jobs y Steve Wozniak
fundan Apple Computer, y la Apple II es anunciada públicamente. En 1978, Intel produce el 8086, una CPU
de 16 bits en un chip. Este procesador es completamente combatible con el 8080,
y también lo fue el 8088, que tenía la misma arquitectura y corría los mismos
programas, pero con un bus de 8 bits en lugar de uno de 16, haciéndolo más
lento y barato. En este año DEC introduce la VAX 11/780, una computadora de 32
bits que se hizo popular para aplicaciones técnicas y científicas.
En 1979, Motorola introduce el procesador 68000 que sería más adelante el
soporte para las computadoras Macintosh, Atari, Amiga y otras computadoras
populares. Este procesador no era compatible con el 6800 o el 6809. Es un
híbrido entre arquitecturas de 16 y 32 bits, y puede direccionar 16 Mb de
memoria. De aquí en más los procesadores 680x0 siguen siendo muy similares
desde el punto de vista del programador, con pocas instrucciones agregadas en
cada versión nueva. También en este año aparecen los videodiscos digitales.
En 1980 se produce la primer
computadora portable: la Osborne 1. David Patterson, en la UC. Berkeley,
introduce el concepto de RISC, y junto con John Hennessy, de Stanford,
desarrollan el concepto.
En 1981 se lanza la computadora de
arquitectura abierta IBM-PC, y un año mas tarde se produce el primer
"clon" de esta computadora.
Cuarta Generación:
Computadoras personales y VLSI (1980 - ).
En la década del '80, fue posible la Integración a Muy Alta Escala (VLSI - Very
Large Sacel Integration) poniendo cientos de miles (y posteriormente millones)
de transistores en un chip.
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