Evolución de las Computadoras
El desarrollo de las computadoras suele divisarse por generaciones y el criterio que se ha establecido para determinar el cambio de generación no está muy bien definido, pero aparentemente deben cumplirse al menos los siguientes requisitos:
- La forma en que están construidas (hardware).
- La forma en que el ser humano se comunica con ellas(hardware/software).
A continuación se presentan las características principales de éstas generaciones.
Primera Generación
Podemos decir que las computadoras de hoy, son inventos recientes que han evolucionado rápidamente. Esta evolución
comenzó para el año 1947, cuando se fabricó en la Universidad de Pennsylvania, la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), la primera computadora electrónica, cuyo equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18 000 tubos al vacío, consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de acondicionador de aire, pero su característica principal, que era mil veces más rápida que cualquier calculadora de la época.
El proyecto, auspiciado por el departamento de Defensa de los Estados Unidos, culminó dos años después, cuando se integró a ese equipo el ingeniero y matemático John von Neumann. Las ideas de von Neumann resultaron tan fundamentales para su desarrollo posterior, que hoy es considerado el padre de las computadoras. La idea fundamental de von Neumann fue: permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones, para que la computadora pueda ser programada en un lenguaje, y no por medio de alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, como en la ENIAC.
En esta generación había un gran desconocimiento de las capacidades de los sistemas, 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 abarcó la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:
- Eran construidas por medio de tubos al vacío
- Programadas en lenguaje de máquina.
En esta época las máquinas eran grandes y costosas (de cientos de miles de dólares). En 1951 aparece la UNIVAC (UNIVersAl Computer), que fue el primer diseño comercial, disponía de mil palabras de memoria central, podía leer cintas magnéticas y se utilizó para procesar el censo de 1950 en los Estados Unidos. Este fue otro exitoso proyecto de Eckert y Mauchly.
Segunda Generación
Cerca de la década de 1960, donde se define la segunda
generación, las computadoras seguían evolucionando, se reducía su tamaño y crecía su capacidad de procesamiento. También en esta época se empezó a definir la forma de comunicarse entre ellas, recibiendo el nombre de programación de sistemas.
Las características de la segunda generación son las siguientes:
- Están construidas con circuitos de transistores
- Se programan en nuevos lenguajes llamados lenguajes de alto nivel (COBOL y FORTRAN)
En esta generación aparecen diversas 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 de éstas se programaban con cintas perforadas y otras por medio de cableado en un tablero. Los programas eran hechos a la medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la información no tenía contacto directo con las computadoras.
En las dos primeras generaciones, las unidades de entrada utilizaban tarjetas perforadas, retomadas por Herman Hollerith, quien además fundó una compañía que con el paso del tiempo se conocería como IBM (International Bussines Machine).
Tercera generación
Con los progresos de la electrónica y los avances de
comunicación en la década de los 1960, surge la tercera
generación de las computadoras. Las características de esta generación fueron las siguientes:
- Su fabricación electrónica está basada en circuitos integrados
- Su manejo por medio de los lenguajes de control de los sistemas operativos.
A finales de la década de 1960, aparecen en el mercado las computadoras de tamaño mediano, o mini computadoras que no son tan costosas como las grandes (llamadas también como mainframes que significa, gran sistema), pero disponen de gran capacidad de procesamiento. Algunas mini computadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la PDP - 11 de Digital Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address extended) de la misma compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y 9000 de Hewlett - Packard con varios modelos. La IBM produjo la serie 360 y 370.
Cuarta generación
Es entonces en la cuarta generación y a mediados de 1970, en donde aparecen los microprocesadores. Estos 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 extendió al mercado en general. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la dinámica social, llamada hoy "revolución de la informática".
El Dr. Ted Hoff fue uno del los que comenzó ésta revolución con el primer microprocesador de la compañía Intel (Intel 4004). En 1970 el Intel 4004, marcó el inicio de una serie de procesadores, seguido entre otros, por el Intel 8088, utilizado en la primera computadora personal (PC), manufacturada por IBM. Esta evolución continúa hasta los más recientes: el Intel Pentium 4 y el Itanium.
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la segunda más grande del mundo, antecedida tan sólo por IBM; y ésta por su parte es aún una de las cinco compañías más grandes del mundo.
En 1981 se vendieron aproximadamente 80,000 computadoras personales, al siguiente subió a 1400,000. Entre 1984 y 1987 alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no queda duda de su impacto y penetración en el mercado.
Con el surgimiento de las computadoras personales, el software y los sistemas que con ellas se manejan, han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la comunicación con el usuario.
No todo son microcomputadoras, las mini computadoras y los grandes sistemas continúan en desarrollo. De hecho, las máquinas pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de los grandes sistemas de 10 o 15 años antes, que requerían de instalaciones costosas y especiales, pero sería equivocado suponer que las grandes han desaparecido; por el contrario, su presencia es ineludible en esferas de control gubernamental, militar, industrial y educación.
Las llamadas supercomputadoras, como por ejemplo el modelo ASCI White de IBM, un proyecto para el Departamento de Energía Federal, puede ejecutar 12.28 teraflops (trillones de instrucciones por segundo) y simultáneamente procesar transacciones en el Web por cada hombre, mujer y niño que existe en el planeta, en tan solo un minuto. Esta máquina provee una capacidad de disco de sobre 160 trillones de bytes. Esto es 16,000 veces más capacidad que una PC promedio. Este sistema es mil veces más poderoso que la famosa “Deep Blue” de IBM, la supercomputadora que compitió contra el campeón mundial de ajedrez Garry Kasparov en 1987.
La historia presentada aquí, sólo resalta algunos aspectos y no incluye todos los avances en detalle que han acontecido durante la evolución de la computadora.
Quinta generación y la inteligencia artificial
Con base en los grandes acontecimientos tecnológicos en materia de microelectrónica y computación (software) como
CADI CAM, CAE, CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes neuronales, teoría del caos, algoritmos genéticos, fibras ópticas, telecomunicaciones, etc., a de la década de los años ochenta se establecieron las bases de lo que se puede conocer como quinta generación de computadoras.
Hay que mencionar dos grandes avances tecnológicos, que sirvan como parámetro para el inicio de dicha generación: la creación en 1982 de la primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo, diseñada por Seymouy Cray, quien ya experimentaba desde 1968 con supercomputadoras, y que funda en 1976 la Cray Research Inc.; y el anuncio por parte del gobierno japonés del proyecto "quinta generación", que según se estableció en el acuerdo con seis de las más grandes empresas japonesas de computación, debería terminar en 1992.
El proceso paralelo es aquél que se lleva a cabo en computadoras que tienen la capacidad de trabajar simultáneamente con varios microprocesadores. Aunque en teoría el trabajo con varios microprocesadores debería ser mucho más rápido, es necesario llevar a cabo una programación especial que permita asignar diferentes tareas de un mismo proceso a los diversos microprocesadores que intervienen.
También se debe adecuar la memoria para que pueda atender los requerimientos de los procesadores al mismo tiempo. Para solucionar este problema se tuvieron que diseñar módulos de memoria compartida capaces de asignar áreas de caché para cada procesador.
Según este proyecto, al que se sumaron los países tecnológicamente más avanzados para no quedar atrás de Japón, la característica principal sería la aplicación de la inteligencia artificial (Al, Artificial Intelligence). Las computadoras de esta generación contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz e imágenes. También tienen la capacidad de comunicarse con un lenguaje natural e irán adquiriendo la habilidad para tomar decisiones con base en procesos de aprendizaje fundamentados en sistemas expertos e inteligencia artificial.
El almacenamiento de información se realiza en dispositivos magneto ópticos con capacidades de decenas de Gigabytes; se establece el DVD (Digital VideoDisk o Digital Versatile Disk) como estándar para el almacenamiento de vídeo y sonido; la capacidad de almacenamiento de datos crece de manera exponencial posibilitando guardar más información en una de estas unidades, que toda la que había en la Biblioteca de Alejandría. Los componentes de los microprocesadores actuales utilizan tecnologías de alta y ultra integración, denominadas VLSI (Very Large Sca/e Integration) y ULSI (Ultra Lar- ge Scale Integration).
Sexta generación (1990 hasta la fecha)
Como supuestamente la sexta generación de computadoras está en marcha desde principios de los años noventa,
debemos por lo menos, esbozar las características que deben tener las computadoras de esta generación. También se mencionan algunos de los avances tecnológicos de la última década del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las computadoras de esta generación cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar más de un millón de millones de operaciones aritméticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de área mundial (Wide Area Network, WAN) seguirán creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicación a través de fibras ópticas y satélites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologías de esta generación ya han sido desarrolla das o están en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teoría del caos, sistemas difusos, holografía, transistores ópticos, etcétera.
CLASES DE COMPUTADORAS
Supercomputadoras:
Una supercomputadora es la computadora más potente disponible en un momento dado. Estas máquinas están construidas para procesar enormes cantidades de información en forma muy rápida. Las supercomputadoras pueden costar desde 10 millones hasta 30 millones de dólares, y consumen energía eléctrica suficiente para alimentar 100 hogares.
Macro computadoras:
La computadora de mayor tamaño en uso común es el macro computadora. Las macro computadoras (mainframe) están diseñadas para manejar grandes cantidades de entrada, salida y almacenamiento.
Minicomputadoras:
La mejor manera de explicar las capacidades de una minicomputadora es diciendo que están en alguna parte entre las de una macro computadora o mainframe y las de las computadoras personales. Al igual que las macro computadoras, las minicomputadoras pueden manejar una cantidad mucho mayor de entradas y salidas que una computadora personal. Aunque algunas minis están diseñadas para un solo usuario, muchas pueden manejar docenas o inclusive cientos de terminales.
Estaciones de trabajo.
Entre las minicomputadoras y las microcomputadoras (en términos de potencia de procesamiento) existe una clase de computadoras conocidas como estaciones de trabajo. Una estación de trabajo se ve como una computadora personal y generalmente es usada por una sola persona, al igual que una computadora. Aunque las estaciones de trabajo son más poderosas que la computadora personal promedio. Las estaciones de trabajo tienen una gran diferencia con sus primas las microcomputadoras en dos áreas principales. Internamente, las estaciones de trabajo están construidas en forma diferente que las microcomputadoras. Están basadas generalmente en otra filosofía de diseño de CPU llamada procesador de cómputo con un conjunto reducido de instrucciones (RISC), que deriva en un procesamiento más rápido de las instrucciones.
Computadoras personales:
Pequeñas computadoras que se encuentran comúnmente en oficinas, salones de clase y hogares. Las computadoras personales vienen en todas formas y tamaños. Modelos de escritorio El estilo de computadora personal más común es también el que se introdujo primero: el modelo de escritorio. Computadoras notebook Las computadoras notebook, como su nombre lo indica, se aproximan a la forma de una agenda. Las laptop son las predecesoras de las computadoras notebook y son ligeramente más grandes que éstas. Asistentes personales digitales Los asistentes personales digitales (PDA) son las computadoras portátiles más pequeñas. Las PDA, también llamadas a veces palmtops, son mucho menos poderosas que los modelos notebook y de escritorio. Se usan generalmente para aplicaciones especiales, como crear pequeñas hojas de cálculo, desplegar números telefónicos y direcciones importantes, o para llevar el registro de fechas y agenda. Muchas pueden conectarse a computadoras más grandes para intercambiar datos.