INSTITUTO MEXICANO DE PEDAGOGÍA A. C.

MAESTRÍA EN METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA

CIBERNÉTICA PEDAGÓGICA I

Resumen de Informática Básica y la Historia de las Computadoras por Generaciones

MAESTRO: ENRIQUE CUEVAS NOLASCO

ALUMNO: ANDRÉS NAVARRO GUTIÉRREZ

H. MATAMOROS TAMAULIPAS NOVIEMBRE 2015

COMPUTADORAMáquina capaz de efectuar una secuencia de operaciones mediante un programa, de tal manera, que se realice un procesamiento sobre un conjunto de datos de entrada, obteniéndose otro conjunto de datos de salida.

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. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones representan valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que este representa y almacena datos. A este dispositivo no se le puede llamar computadora por carecer del elemento fundamental llamado programa.Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina inventada 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 palabra cálculo significa piedra; de este modo surgió la palabra calcular.

Gracias al descubrimiento del ábaco pudieron funcionar en el mundo antiguo y con cierta agilidad los negocios, los cuales se valieron de esta ingeniosa herramienta para realizar sus cálculos y operaciones matemáticas.

El uso del ábaco se extendió por toda Europa hasta la edad media, pero cuando los árabes implantan el sistema de numeración decimal el uso del ábaco comenzó a declinar.

SISTEMA DECIMAL DE NUMERACIÓN

Estos son el: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y su combinación puede formar infinitos números.

No se sabe a ciencia cierta cuando fue la invención de este sistema, es a partir del siglo XII cuando algunos matemáticos cristianos comenzaron a utilizar este sistema de numeración, al que llamaron numeración Árabe, Este sistema tuvo serias dificultades en sus inicios para imponerse y no es sino hasta el siglo XV cuando se generalizo.

LOS LOGARITMOS

Los logaritmos fueron introducidos en las matemáticas con el propósito de facilitar, simplificar o incluso, hacer posible complicados cálculos numéricos. Utilizando logaritmos podemos convertir: productos en sumas, cocientes en restas, potencias en productos y raíces en cocientes.

Se llama logaritmo en base a del número x al exponente b al que hay que elevar la base para obtener dicho número.

En 1614 cuando un escocés llamado John Napier publicó la primera tabla de logaritmos la cual este utilizaba para simplificar y agilizar los cálculos.

Loa logaritmos fueron de gran utilidad y simplificaron significativamente muchos cálculos. Napier también introdujo el punto decimal, el cual se utiliza en nuestros tiempos, para separar los números enteros de los decimales.

MECANISMOS DE ENGRANAJE (PASCAL Y LEIBNITZ)

Pascal construyó un mecanismo llamado Pascalina como se menciona al inicio de este documento. Fue el primer calculador lo bastante seguro como para ser lanzado al mercado comercialmente. Realizaba las operaciones básicas de las matemáticas (sumar, restar, multiplicar y dividir). Pascal presentó su máquina para sumar en el año 1642. Entre sus inventos no solo se encuentra la calculadora, también realizo inventos como la prensa hidráulica.

En su honor se le dio el nombre de Pascal a una unidad de Presión (Pa). En el año 1968 también se llamó Pascal a un lenguaje de computadora.

En el año 1671 que el matemático Alemán Wilheim Leibnitz, el cual dio el gran paso hacia el perfeccionamiento de las máquinas calculadoras.

Leibnitz creó una máquina que podía sumar, restar, multiplicar y dividir, utilizando los principios esbozados por Pascal de realizar la multiplicación y división mediante la adición y la sustracción repetida, los elementos claves en la máquina de Leibnitz fueron los cilindros escalonados, pero no tuvo ningún éxito comercial por los mismos motivos que sus predecesoras.

LAS TARJETAS PERFORADAS

El telar de Jacquard es un telar mecánico inventado por Joseph Marie Jacquard en 1801. Utilizaba tarjetas perforadas para conseguir tejer patrones en la tela. Cada tarjeta perforada correspondía a una línea del diseño, y su colocación junto con otras tarjetas determinaba el patrón (ligamento/armura) con el que el telar tejería. Cada agujero de la tarjeta correspondía con un gancho "Bolus", que tenía dos posiciones, pudiendo estar arriba o abajo. De esta manera, dependiendo de qué posición tuviera, el arnés (montura) que lleva y guía la urdimbre haría que la trama se desplazara hacia arriba o hacia abajo. De esta manera, la secuencia de subidas y bajadas del hilo termina por crear un patrón (ligamento/armura) sobre el tejido. Los ganchos o pestañas podían ser conectados a través del arnés con un determinado número de hilos, permitiendo que el patrón (camino) se repitiera más de una vez.

LA MAQUINA ANALÍTICA

En 1834 Babbage tuvo la idea de la Maquina Analítica sin saber que en su momento era una computadora con usos generales, realizaba 60 operaciones matemáticas por minuto, tenía una memoria con una capacidad de almacenamiento de 1000 números.

La desventaja de esta máquina es que era enorme y requería de miles de engranajes y mecanismos, requería una máquina de vapor para su funcionamiento.

En la Máquina Analítica encontramos, asombrosamente, los elementos básicos del ordenador moderno como:

Mecanismos de entrada, en este caso tarjetas perforadas. La máquina distinguía, además, entre dos tipos de tarjetas, que se introducían por distintas ranuras: las que contenían datos y las que contenían instrucciones.

Memoria, consistente en mil columnas de cincuenta ruedas cada una, con una capacidad de almacenamiento de mil números de cincuenta cifras cada uno.

Unidad de control, concebida como un mecanismo que controla que las operaciones se realicen en el orden adecuado, según las instrucciones del programa contenido en las tarjetas.

Unidad aritmético-lógica (taller, según la terminología de Babbage), que realizaba las operaciones aritméticas y las discriminaciones lógicas.

Mecanismos de salida, también tarjetas perforadas.

Años más tarde en 1843 Lady Ada Augusta Lovelace surgió con la idea de que las tarjetas perforadas junto con el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones, fue considerada en su momento como la primera programadora, en su memoria se dio nombre de ADA aun lenguaje de computación.

PROCESO DE DATOS CON FICHAS PERFORADAS (HOLLERITH)

Herman Hollerith, conocido como el creador del primer prototipo de computadora moderna y como el padre de la informática, nació en Nueva York en 1860. En 1890, el Gobierno estadounidense eligió la máquina tabuladora de Hollerith para

elaborar el censo. Con este método, el resultado del recuento y análisis censal de los 62,622,250 habitantes estuvo listo en sólo 6 semanas. Así, Herman Hollerith, hace más de un siglo, pasó con su máquina tabuladora a las páginas de la historia de la tecnología, inscribiéndose como el primer hombre que logró llevar a cabo el tratamiento automático de la información, es decir, como el padre de la informática.

CALCULADORES DE RELES (MARK I)

El Mark I era una máquina digna de admirar, pues sus longitudes eran grandiosas, medía unos 15,5 metros de largo, unos 2,40 metros de alto y unos 60 centímetros de ancho, pesaba aproximadamente unas cinco toneladas. Pero lo más impresionante fueron unas cubiertas de cristal que dejaban que se admirara toda la maquinaria de su interior.

La Mark I recibía sus secuencias de instrucciones (programas) y sus datos a través de lectoras de cinta perforada de papel y los números se transferían de un registro a otro por medio de señales eléctricas. Tal vez por eso no deba sorprendernos que a pesar de medir sólo 15 metros de largo, el cableado interno de la Mark I tenía una longitud de más de 800 kilómetros, con más de tres millones de conexiones. Los resultados producidos se imprimían usando máquinas de escribir eléctricas o perforadoras de tarjetas, en la más pura tradición de IBM.

GENERACIONES DE LAS COMPUTADORAS

Primera Generación de Ordenadores (1946-1959)

VALVULAS DE VACIO (ENIAC)

La ENIAC fue construida en la Universidad de Pensilvania por John Presper Eckert y John William Mauchly, ocupaba una superficie de 167 m² y operaba con un total de 17 468 válvulas electrónicas o tubos de vacío que a su vez permitían realizar cerca de 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. Físicamente, la ENIAC tenía 17 468 tubos de vacío, 7200 diodos de cristal, 1500 relés, 70 000 resistencias, 10 000 condensadores y cinco millones de soldaduras. Pesaba 27 Toneladas, medía 2,4 m x 0,9 m x 30 m; utilizaba 1500 conmutadores electromagnéticos y relés; requería la operación manual de unos 6000 interruptores, y su programa o software, cuando requería modificaciones, demoraba semanas de instalación manual[]

La ENIAC elevaba la temperatura del local a 50 °C. Para efectuar las diferentes operaciones era preciso cambiar, conectar y reconectar los cables como se hacía, en esa época, en las centrales telefónicas, de allí el concepto. Este trabajo podía demorar varios días dependiendo del cálculo a realizar.ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) era 5000 veces más rápida que su competidor el Mark I, contaba con todos los elementos de un ordenador, unidad central de proceso, memoria, entrada y salida, la mayor diferencia con los actuales ordenadores es que empleaba números decimales en sus operaciones internas.

ORDENADOR DIGITAL (VON NEUMANN)

John Von Neumann fue quien introdujo la aritmética binaria en la construcción de ordenadores y en 1.950 completo el EDIAC. Después del trabajo con el ENIAC, Mauchly y Eckert fabricaron, en 1.949 el BINAC (Ordenador Binario Automático).

Características de la primera generación:

Empleo de válvulas de vacío. Almacenamiento masivo de datos en tambores y cintas magnéticas.

Segunda Generación de Ordenadores (1959-1964)

EL TRANSISTOR

En 1947 el transistor trae como consecuencia la disminución de los costos de los ordenadores, la disminución de tamaño y velocidad. Creado por los físicos Walter Brattan, William Shockley.

EL BASIC

El BASIC, siglas de Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code[.

]El BASIC fue diseñado en 1964 por John George Kemeny y Thomas Eugene Kurtz en el Dartmouth College en Nuevo Hampshire, Estados Unidos, como un medio para facilitar la programación en ordenadores a estudiantes (y profesores) que no fueran de ciencias.

Caracteristicas de la segunda generación:

Empleo de transistores en lugar de válvulas.

Mayor memoria de cálculo. Disminución de tamaño. Ordenadores más economicos. Mayor facilidad de manejo, aparecen el lenguaje de programación

FORTRAN y COBOL destinados al mundo de los negocios.

Tercera Generación de Ordenadores (1964-1971)

CIRCUITOS INTEGRADOS

En 1958 Jack Kilby construyó el primer circuito integrado. IBM en el año de 1964 produce la serie 360 con circuitos integrados, una característica de los circuitos integrados era la memoria virtual en 1964 se introduce el concepto de byte por la unidad básica de información.

La idea de circuito integrado nace de la necesidad de reducir los circuitos eléctricos a uno mucho más sencillo y pequeño. Gracias a ellos, se evitaron la multitud de problemas que se daban a la hora de fabricar un circuito, como por ejemplo, que alguna de las miles de soldaduras que había que realizar estuviera defectuosa, o la reducción del espacio que ocupaban las válvulas de vacío, las cuales se vieron rápidamente obsoletas gracias a las mejoras que supuso la introducción de los circuitos integrados.

LA MINICOMPUTADORA

Las minicomputadoras son una clase de computadora multiusuario, que se encuentran en el rango intermedio del espectro computacional; es decir, entre los grandes sistemas multiusuario (mainframes) y los más pequeños sistemas monousuarios (microcomputadoras, computadoras personales, o PC, etc.).El nombre comenzó a hacerse popular a mediados de la década de 1960, para identificar un tercer tipo de computadoras, diseñadas gracias a dos innovaciones fundamentales:

1. El uso de los circuitos integrados (que impactó directamente en la creación de equipos con tamaños menores al mainframe).

2. Las mejoras en el diseño de la memoria RAM, que permitieron una mayor disponibilidad de recursos.

Posteriormente, durante los años 80 el minicomputador por excelencia fue la línea AS/400 de IBM. Sin embargo, más recientemente se han fabricado equipos servidores muy poderosos, diseñados por fabricantes como la misma IBM o HP.

Caracteristicas de la tercera generación:

Empleo de circuitos integrados. Disminución de tamaño y aumento de la velocidad de ejecución. Desarrollo de sistemas operativos. Desarrollo de las comunicaciones, interconexión de ordenadores en red Desarrollo de tiempo compartido. Gran desarrollo de los lenguajes de programación y de software en general. Facilidad de empleo. Empleo de los ordenadores de universidades, laboratorios y empresas.

CUARTA GENERACIÓN (1974)

En 1972 año en que aparece el disco magnetico flexible o floppy, desarrollado por IBM oficialmente la cuerta generación se inicia en 1974 y se caracteriza por su bajo precio, bajo consumo y gran velocidad de cálculo. El tamaño reducido del microprocesador de chips hizo posible la creación de las computadoras personales (PC). Hizo que sea una computadora ideal para uso “personal”, de ahí que el término “PC” se estandarizara 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.

EL MICROPROCESADOR

El primer microprocesador se inventó en1971 El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador.Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

QUINTA GENERACIÓN

Las computadoras de quinta generación son computadoras basadas en inteligencia artificial.La quinta generación de computadoras fue un proyecto ambicioso lanzado por Japón a finales de los 70. Su objetivo era el desarrollo de una clase de computadoras que utilizarían técnicas de inteligencia artificial al nivel del lenguaje de máquina y serían capaces de resolver problemas complejos, como la traducción automática de una lengua natural a otra.