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Generación de computadoras

Autor: tomas bralo
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10/10 (2 opiniones) |315 alumnos|Fecha publicaciýn: 28/12/2010
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Capýtulo 3:

 HIstoria de las computadoras

"IBM Las computadoras UNIVAC I fueron construidas por la división UNIVAC de Remington Rand (sucesora de la Eckert-Mauchly Computer Corporation, comprada por Rand en 1951). Su valor era de 1 millon a 1 millon y medio, que actualizado seria de 6 millones y medio a 9 millones. Era una computadora que pesaba 16000 libras (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. Funcionaba con un reloj interno con una frecuencia de 2.25 MHz, tenía memorias de mercurio. Estas memorias no permitían el acceso inmediato a los datos, pero tenían más fiabilidad que los tubos de rayos catódicos, que son los que se usaban normalmente.

El primer UNIVAC fue entregado a la Oficina de Censos de los Estados Unidos (United States Census Bureau) el 31 de marzo de1951y fue puesto en servicio el 14 de junio de ese año [1]. El quinto, construido para la Comisión de Energía Atómica (United States Atomic Energy Commission) fue usado por la cadena de televisión CBSpara predecir la elección presidencial de 1952. Con una muestrade apenas el 1% de la población votante predijo correctamente queEisenhowerganaría, algo que parecía imposible.

Además de ser la primera computadora comercial estadounidense, el UNIVAC I fue la primera computadora diseñada desde el principio para su uso en administración y negocios (es decir, para la ejecución rápida de grandes cantidades de operaciones aritméticas relativamente simples y transporte de datos, a diferencia de los cálculos numéricos complejos requeridos por las computadoras científicas). UNIVAC competía directamente con las máquinas detarjeta perforada hechas principalmente por IBM; curiosamente, sin embargo, inicialmente no dispuso de interfaz para la lectura o perforación de tarjetas, lo que obstaculizó su venta a algunas compañías con grandes cantidades de datos en tarjetas debido a los potenciales costos de conversión. Esto se corrigió eventualmente, añadiéndole un equipo de procesamiento de tarjetas fuera de línea, el convertidor UNIVAC de tarjeta a cinta y el convertidor UNIVAC de cinta a tarjeta, para la transferencia de datos entre las tarjetas y las cintas magnéticas que empleaba UNIVAC nativamente.

Los primeros contratos para la venta de UNIVACs fueron realizados con instituciones del gobierno de los Estados Unidos, tales como la oficina de censos, la Fuerza Aérea, y el servicio de mapas del ejército; también contrataron sus servicios particulares, como la ACNielsen Company y la Prudential Insurance Company. El octavo UNIVAC, la primera venta efectiva para uso comercial, fue instalado en enero de 1954, en la división de electrodomésticosdeGeneral Electric para gestionar los salarios.DuPontcompró el duodécimo UNIVAC, que fue entregado en septiembre de 1954. La Pacific Mutual Insurance recibió un UNIVAC en agosto de1955, y otras compañías de seguros pronto siguieron ese camino. Mientras tanto, para uso oficial, la oficina de censos compró un segundo UNIVAC en octubre de 1954.

Originalmente valorado en $159.000 de la época, el UNIVAC aumentó su precio hasta costar entre $1.250.000 y $1.500.000. En total se fabricaron y entregaron 46 unidades. UNIVAC resultó demasiado costosa para la mayoría de las universidades, y Sperry Rand —, a diferencia de compañías como IBM—, no tenía el suficiente respaldo financiero para donar muchas unidades; sin embargo un ejemplar se donó a la Universidad de Harvard en1956, otro a la Universidad de Pensilvania en1957, y uno a la Case Western Reserve University enCleveland,Ohioese mismo año.

Algunos sistemas UNIVAC permanecieron en servicio durante mucho tiempo, de hecho bastante después de haberse vuelto obsoletos. La Oficina de Censos utilizó sus dos sistemas hasta 1963, acumulando doce y nueve años de servicio respectivamente; Sperry Rand utilizó sus propias dos unidades en Buffalo, Nueva York, hasta 1968. La compañía de seguros Life and Casualty of Tennessee utilizó su sistema hasta 1970, totalizando más de trece años de servicio.

 

  • 1953IBM 701. Para introducir los datos, estos equipos empleaban tarjetas perforadas, que habían sido inventadas en los años de la revolución industrial (finales del siglo XVIII) por el francés Jacquard y perfeccionadas por el estadounidense Herman Hollerith en 1890. La IBM 701 fue la primera de una larga serie de computadoras de esta compañía, que luego se convertiría en la número 1 por su volumen de ventas.

IBM 701, conocido como la "calculadora de Defensa" mientras era desarrollado, fue anunciado al público el 29 de abril de 1952 y era la primera computadora científica comercial de IBM.[1] Sus hermanos en la computación de oficina eran elIBM 702 y el IBM 650.

 

Características

El sistema utilizó tubos Williams para la memoria, consistiendo en 72 tubos con una capacidad de 1024 bits, dando una memoria total de 2048 palabras de 36 bits cada uno. Cada uno de los 72 tubos de eran de 76 mm de diámetro.

La memoria se podía ampliar a un máximo de 4096 palabras de 36 bits por la adición de un segundo sistema de 72 tubos o substituyendo la memoria entera por memoria de núcleos magnéticos. El tiempo de acceso de la memoria de tubos y de la de núcleo de ferrita era 12 microsegundos. La memoria de tubos necesitaba "refrescarse" periódicamente. Una operación entera de suma tomaba 5 ciclos de máquina de 12 microsegundos (60 microsegundos), multiplicaba y dividia en 38 ciclos de la máquina de 12 microsegundos (456 microsegundos).

Instrucciones y Datos

Las instrucciones eran de 18 bits de largo, de direccionamiento simple.

  • Signo (1 bits) - dirección del operando de palabra entera (-) o media palabra (+)
  • Opcode (5 bits) - 32 instrucciones
  • Dirección (12 bits) - 4096 direcciones de media palabra

Los números eran 36 bits o 18 bits de largo, consigno, coma fija.

IBM 701 tenía solamente 2 registros accesibles por el programador:

  • El acumulador tenía 38 bits de largo (agregando 2 bits de desbordamiento).
  • El multiplicador/cociente tenía 36 bits de largo.

Componentes

El sistema IBM 701 estaba compuesto por las siguientes unidades:

  • IBM 701 - Unidad Central de Proceso (CPU)
  • IBM 706 - Unidad de Almacenamiento Electroestático (2048 palabras en tubos Williams)
  • IBM 711 - Lectora de Tarjetas Perforadas (150 Tarj./min.)
  • IBM 716 - Impresora (150 Lineas/min.)
  • IBM 721 - Perforadora de Tarjetas (100 Tarj./min.)
  • IBM 726 - Unidad de Cinta Magnética (39 Bits/cm)
  • IBM 727 - Unidad de Cinta Magnética (78 Bits/cm)
  • IBM 731 - Tambor Magnético
  • IBM 736 - Fuente de energía Nº1
  • IBM 737 - Unidad de Núcleos Magnéticos (4096 palabras en memoria de núcleos de ferrita)
  • IBM 740 - Grabadora de la Salida de los Tubos de Rayos Catódicos (CRT)
  • IBM 741 - Fuente de energía Nº2
  • IBM 746 - Unidad de Distribución de Energía
  • IBM 753 - Unidad de Control de Cinta Magnética (controlaba hasta diez IBM 727s)

Se instalaron diecinueve sistemas IBM 701.[2]LaUniversidad de California en Livermore desarrolló un lenguaje con su sistema de compilación y ejecución para su IBM 701, llamado el "KOMPILER". IBM no desarrolló un compilador FORTRAN hasta la aparición delIBM 704.

El 701 puede reclamar se el primer computador que demostró el potencial de la inteligencia artificial con el juego de Damas de Arthur Samuel.[3]

El sucesor del 701 fue el IBM 704, que estaba equipado con registros, introducido 4 años después del 701; sin embargo, el 704 incrementó el tamaño de las instrucciones de 18 bits a 36 bits para soportar las características adicionales.

 

  • 1954 - IBM continuó con otros modelos, que incorporaban un mecanismo de almacenamiento masivo llamado tambor magnético, que con los años evolucionaría y se convertiría en el disco magnético.

 

  • Segunda generación (1959-1964): Estas computadoras comenzaron a utilizar transistores. Se comunicaban mediante lenguajes de alto nivel.

El invento de los transistores significó un gran avance, ya que permitió la construcción de computadoras más poderosas, más confiables, y menos costosas. Además ocupaban menos espacio y producían menos calor que las computadoras que operaban a bases de tubos de vacío.

  • Tercera generación (1965-1970): Son las computadoras que comienzan a utilizar circuitos integrados. La IBM360 es el símbolo de esta generación.

A mediados de los años 60 se produjo la invención del circuito integrado o microchip, por parte de Jack St. Claire Kilby yRobert Noyce. Después llevó a Ted Hoff a la invención del microprocesador, en Intel. A finales de 1960, investigadores como George Gamow notó que las secuencias de nucleótidos en el ADN formaban uncódigo, otra forma de codificar o programar.

A partir de esta fecha, empezaron a empaquetarse varios transistoresdiminutos y otros componentes electrónicos en un solo chip o encapsulado, que contenía en su interior un circuito completo: unamplificador, un oscilador, o una puerta lógica. Naturalmente, con estos chips (circuitos integrados) era mucho más fácil montar aparatos complicados: receptores deradiootelevisiónycomputadoras.

En1965,IBManunció el primer grupo de máquinas construidas con circuitos integrados, que recibió el nombre de serie 360.

Estas computadoras de tercera generación sustituyeron totalmente a los de segunda, introduciendo una forma de programar que aún se mantiene en las grandes computadoras actuales.

Esto es lo que ocurrió en (1964-1971) que comprende de la Tercera generación de computadoras:

  • Menor consumo de energía
  • Apreciable reducción del espacio
  • Aumento de fiabilidad
  • Teleproceso
  • Multiprogramación
  • Renovación de periféricos
  • Minicomputadoras, no tan costosas y con gran capacidad de procesamiento. Algunas de las más populares fueron la PDP-8y la PDP-11
  • Se calculó π (Número Pi) con 500.000 decimales

 

  • Cuarta Generación (1971-1988]): Se caracteriza por la integración a gran escala de circuitos integrados y transistores. (más circuitos por unidad de espacio).

Desde 1971 a 1988, 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 siguiendo y la colocación de muchos más componentes en un Chip: 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 almacénen en un chip. Usando VLSI, un fabricante puede hacer que una computadora pequeña rivalice con una computadora de la primera generación que ocupaba un cuarto completo. Hicieron su gran debut las microcomputadoras. Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es "una computadora en un chip", o sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.

El término PC se deriva de que para el año de 1981, IBM, sacó a la venta su modelo PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el término "PC" se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados "PC y compatibles", usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadoras , como la Macintosh, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también "PC´s", por ser de uso personal. Microprocesador El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1972 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores.

Entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores. El Microprocesador, es un circuito electrónico que actúa como unidad central de proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo.

Los microprocesadores también se utilizan en otros sistemas informáticos avanzados, como impresoras, automóviles o aviones. En 1995 se produjeron unos 4.000 millones de microprocesadores en todo el mundo. El microprocesador es un tipo de circuito sumamente integrado. Los circuitos integrados, también conocidos como microchips o chips, son circuitos electrónicos complejos formados por componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor de un material conocido como semiconductor.

Los microprocesadores modernos incorporan hasta 10 millones de transistores (que actúan como amplificadores electrónicos, osciladores o, más a menudo, como conmutadores), además de otros componentes como resistencias, diodos, condensadores y conexiones, todo ello en una superficie comparable a la de un sello postal. Un microprocesador consta de varias secciones diferentes.

La unidad aritmético-lógica (ALU, siglas en inglés) efectúa cálculos con números y toma decisiones lógicas; los registros son zonas de memoria especiales para almacenar información temporalmente; la unidad de control descodifica los programas; los buses transportan información digital a través del chip y de la computadora; la memoria local se emplea para los cómputos realizados en el mismo chip. Los microprocesadores más complejos contienen a menudo otras secciones; por ejemplo, secciones de memoria especializada denominadas memoria cache, modernos funcionan con una anchura de bus de 64 bits: esto significa que pueden transmitirse simultáneamente 64 bits de datos. Un cristal oscilante situado en el ordenador proporciona una señal de sincronización, o señal de reloj, para coordinar todas las actividades del microprocesador.

  • Quinta Generación (1989-2010): Las computadoras de quinta generación son computadoras basadas en inteligencia artificial, usando lo que se puede denominar micro chip inteligente.

La quinta generación de computadoras, también conocida por sus siglas en inglés, FGCS (de Fifth Generation Computer Systems) fue un ambicioso proyecto lanzado por Japón a finales de la década de 1970. Su objetivo era el desarrollo de una nueva clase de computadoras que utilizarían técnicas y tecnologías de inteligencia artificial tanto en el plano del hardware como delsoftware,[1]usando el lenguaje PROLOG[2][3][4]al nivel del lenguaje de máquina y serían capaces de resolver problemas complejos, como la traducción automática de una lengua natural a otra (del japonés al inglés, por ejemplo).

Como unidad de medida del rendimiento y prestaciones de estas computadoras se empleaba la cantidad de LIPS (Logical Inferences Per Second) capaz de realizar durante la ejecución de las distintas tareas programadas. Para su desarrollo se emplearon diferentes tipos de arquitecturas VLSI(Very Large Scale Integration).

El proyecto duró once años, pero no obtuvo los resultados esperados: las computadoras actuales siguieron así, ya que hay muchos casos en los que, o bien es imposible llevar a cabo una paralelización del mismo, o una vez llevado a cabo ésta, no se aprecia mejora alguna, o en el peor de los casos, se produce una pérdida de rendimiento. Hay que tener claro que para realizar un programa paralelo debemos, para empezar, identificar dentro del mismo partes que puedan ser ejecutadas por separado en distintos procesadores. Además, es importante señalar que un programa que se ejecuta de manera secuencial, debe recibir numerosas modificaciones para que pueda ser ejecutado de manera paralela, es decir, primero sería interesante estudiar si realmente el trabajo que esto conlleva se ve compensado con la mejora del rendimiento de la tarea después de paralelizarla.

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