Contenido, objetivos y Evaluación de la Unidad 1 Historia de los computadores

UNIDAD 1 - Historia de la Computación

TEMÁTICA 1.      Historia de la computación Precursores y aportaciones Generaciones Importancia de los computadores en la sociedad Objetivos de la unidad:  El estudiante desarrollara conocimientos sobre la  historia de la Computadora, el origen y los principales sucesos  en cada etapa.

Actividad 1.

Tendrás que realizar una lectura previa del material que se encuentra en recursos digital para:

Punto 1.

1. Con los videos  y el material que se encuentran en la plataforma  realice un trabajo escrito que resuma la importancia de los computadores en la historia.

Punto 2.

2. Elaborar una línea de tiempo, teniendo en cuenta los principales sucesos de la Historia de la computación.

3. Diseñar una presentación con Diapositivas para exponer en equipo de trabajo todo lo relacionado a las Generaciones de Computadora y su importancia.

Método de Evaluación

Actividad 1.

Punto 1. Resumen de la importancia de los computadores

1. Entregó puntualmente el trabajo.

2. Demostró capacidad de análisis y síntesis.

3. La redacción y ortografía fueron correctas,

4. La presentación del trabajo revela orden y aseo.

5. Demostró originalidad y creatividad en las ideas planteadas.

  

Actividad 1

Punto 2.

Línea de Tiempo

RUBRICA EVALUACIÓN LINEA DE TIEMPO
Aspecto	Excelente (5)	Sobresaliente (4)	Bien (3)	Regular (2)	Inadecuado (1)
Legibilidad	La apariencia total de la línea de tiempo es entendible, agradable y fácil de manipular	La apariencia total de la línea de tiempo es algo agradable y entendible	La apariencia total de la línea de tiempo es legible.	La apariencia total de la línea de tiempo es poco legible	La apariencia total de la línea de tiempo es difícil de entender
Contenido y Fechas	Utiliza fechas e imágenes precisas, coherentes y describe perfectamente cada evento	Utiliza fechas e imágenes precisas y describe los eventos adecuadamente	Utiliza fechas e imágenes precisas para algunos eventos y describe algunas características.	Las fechas carecen de precisión para los eventos presentados	Las fechas son incorrectas para los eventos presentados
Sintaxis y Ortografía	La sintaxis y ortografía es excelente. No contiene error alguno	La sintaxis y ortografía es adecuada, aunque presenta pocos errores. (1 a 3 errores)	La sintaxis y ortografía es adecuada, aunque presenta pocos errores. (4 a 10 errores)	La sintaxis y ortografía es regular presenta muchos errores. (más de 10)	La sintaxis y ortografía es inadecuada. Toda la Línea de tiempo no es coherente.
Calificación

Actividad 1

Punto 3. Presentaciones con diapositivas.

Para evaluar esta tarea se tendrán en cuenta los puntos establecidos en la organización de la presentación.

1. Presentación.

2. Medios y/o materiales de apoyo.

3. Dominio del tema.

4. Orden y tiempos establecidos.

5. claridad, fluidez, seguridad y manejo del escenario.

Webgrafia

http://www.sisope.50webs.com/refehisto.htm

http://www.cad.com.mx/generaciones_de_las_computadoras.htm

http://histinf.blogs.upv.es/2011/12/05/proyecto-eniac/

http://www.museocienciaupna.com/colecciones/aritmometro-de-payen/

https://www.euston96.com/pascalina/

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_anal%C3%ADtica

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_von_Neumann

https://vonneumannmachine.wordpress.com/

https://es.wikipedia.org/wiki/Colossus

https://www.youtube.com/watch?v=RAUFoazM7kE

https://www.youtube.com/watch?v=EygEPuZrUjY

Generaciones de las Computadoras

Todo este desarrollo de las computadoras suele divisarse por generaciones. Primera Generación (1951-1958) En esta generación había una gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras, 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 abarco la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación.  Estas máquinas tenían las siguientes características: Usaban tubos al vacío para procesar información. Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas. Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas. Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad  y   eran sumamente lentas. Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.                                                                             En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado de 10,000 dólares). La computadora más exitosa de la primera generación fue la IBM 650, de la cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un esquema de memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el antecesor de los discos actuales.                                                                                                                                    Segunda Generación (1958-1964)                                                                                                                                                                                                                        En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas 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 computadoras se programaban con cinta perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.                                                                                                                                                   Características de está generación:                                                                                                                                      Usaban transistores para procesar información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío. 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío. Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generación. Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accsesibles. Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general. La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo, "Whirlwind I". Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.                                                                                                      Tercera Generación (1964-1971)                                                                                                                                     La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que 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. El ordenador IBM-360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde su presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer miniordenador.                                                                                                                                                                 Características de está generación:                                                                                                                                    Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información. Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información. Un "chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores. Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas. Surge la multiprogramación. Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis matemáticos. Emerge la industria del "software". Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1. Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes. Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor. Cuarta Generación (1971-1988)                                                                                                                                                                                                         Aparecen los microprocesadores que es un gran adelanto de la microelectrónica, 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 extiende al mercado industrial. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada "revolución informática". Características de está generación:                                                                                                                                   Se desarrolló el microprocesador. Se colocan más circuitos dentro de un "chip". "LSI - Large Scale Integration circuit". "VLSI - Very Large Scale Integration circuit". Cada "chip" puede hacer diferentes tareas. Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips". Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips" de silicio. Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC. Se desarrollan las supercomputadoras.                                                                                                                        Quinta Generación (1983 al presente)                                                                                                                           En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados. Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:                                                                                                                                       Se desarrollan las microcomputadoras Se desarrollan las supercomputadoras.                                                                                                                       Inteligencia artíficial: La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora. Robótica: La robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots. Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza actividades físicas y de cálculo. Están siendo diseñados con inteligencia artificial, para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no estructuradas. Sistemas expertos: Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de problemas. Redes de comunicaciones: Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.

La regla de cálculo

La regla de cálculo fue la calculadora mecánica rápida, útil y portátil, utilizada por generaciones   de   científicos, ingenieros y arquitectos . Su primer diseño data del siglo XVII, se   generalizó su   uso en   el XIX, en el XX fue ubicua hasta que se vio rápidamente eclipsada por la aparición de las calculadoras digitales a comienzos de los años setenta.

Colossus

Las máquinas Colossus fueron los primeros dispositivos calculadores electrónicos usados por los británicos para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial. Colossus fue uno de los primeros computadores digitales.

La máquina Colossus fue diseñada originalmente por Tommy Flowers en la Post Office Research Station (Estación de Investigación de la Oficina Postal), Dollis Hill. El prototipo, Colossus Mark I, entró en funcionamiento en Bletchley Park desde febrero de 1944. Una versión mejorada, el Colossus Mark II se instaló en junio de 1944, y se llegaron a construir unos diez Colossus hasta el final de la guerra.

Las máquinas Colossus se usaron para descifrar los mensajes cifrados, que se interceptaban de las comunicaciones de la Alemania Nazi, usando la máquina Lorenz SZ40/42. Colossus comparaba dos flujos de datos, contando cada coincidencia basada en una función programable booleana. El mensaje cifrado se leía a gran velocidad a través de una cinta de papel. El otro flujo de datos era generado internamente, y era una simulación electrónica de la máquina de Lorenz en varias combinaciones. Si el número de coincidencias para una combinación era superior a una cierta cantidad, la salida era escrita en una máquina de escribir eléctrica.

ENIAC

El proyecto ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer) se creó en el año 1943 por los estadounidenses John William Mauchly y John Presper Eckert, con el propósito de resolver los problemas de balística del ejército de Estados Unidos; sin embargo no se termino de construir la maquina hasta el 1946. Estuvo muy relacionado con el proyecto Colossus, que se utilizo para descifrar el código alemán durante la Segunda Guerra Mundial.

Creadores 

  John Presper nació en Filadelfia el 9 de abril de 1919, hijo de una familia acomodada, ya destacaba desde muy pequeño en matemáticas. Después de en ingeniería eléctrica conoció a Mauchly en un curso sobre electrónica militar de la Moore School.

  William Mauchly nació en agosto de 1907 hijo de físico, fue un alumno brillante que consiguió el doctorado en física con tan solo 24 años. En 1942  después de varios años como profesor, redacta un memorándum sobre el uso de dispositivos de tubos de vacio para calcular.

Juntos fundaron en 1946 la empresa Eckert-Mauchly Computer Corporation.

Si los ingenieros Mauchly y Eckert fueron los que han pasado a la hubo seis mujeres han sido olvidadas durante décadas, es mas se rumoreaba que eran modelos que posaban para las fotos; se consideraban por razones económicas o de género como sub-profesionales. Estas destacaban por su habilidad matemática y por programar a medida que la maquina funcionaba y sus cálculos se basaban en trayectorias balísticas y ecuaciones diferenciales.

Características

El ENIAC era totalmente digital, es decir, que ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones maquina.

Ocupaba una superficie de 167    ocupaba una habitación de 6m x 12m , pesaba 27 toneladas y se tardo en construir 30 meses. Estaba compuesto por tubos de vacío o también llamados válvulas termoiónicas, en total unos 17468 tubos.

Además constaba de 7.200 de diodos de cristal , 1.500 relés , 70.000 resistencias , 10.000 condensadores y alrededor de 5 millones de soldaduras todas hechas a mano.

El  principal inconveniente de los tubos de vacío, era su corta vida, ya que aproximadamente cada 10 minutos se estropeaba uno de ellos y era una labor tediosa (unos 15 min) encontrar el que había fallado. La mayor parte de los fallos  se producían al encender o pagar la maquina, ya que los filamentos  de las válvulas y sus cátodos se encontraban bajo estrés térmico. Debido a esto se decidió no apagar nunca el ENIAC, lo cual redujo el fallo a una válvula cada dos días. Los tubos de fabricación especial para durar largas temporadas sin deteriorase no llegaron hasta el 1948. El periodo más largo de operación del ENIAC sin un fallo fue de casi cinco días.

Además requería la operación manual de 6000 interruptores y cuando se requerían modificaciones de software, llevaba semanas de instalación.

Prestaciones y Funcionamiento

La computadora, podía calcular trayectorias de proyectiles, lo cual fue el objetivo principal de su construcción. En 1,5 segundos era posible calcula la potencia 5000 de un numero de cinco cifras. Esta máquina era capaz de realizar 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo.

           

Estaba dividida por 30 unidades autónomas, de las cuales 20 eran acumuladores. Cada acumulador podía su mar diez dígitos y era capaz de almacenar sus propios cálculos. El contenido almacenado se visualizaba externamente a través de unas pequeñas lámparas.

Para la lectura y escritura de datos se utilizaban tarjetas perforadas, para ello se utilizaba una lectora y una perforadora.

La programación del ENIAC era un trabajo de gran dificultad, debido a que los programas consistían en la unión de cables de distintas unidades para que siguieran una secuencia deseada. Estas unidades podían trabajar simultáneamente, permitiéndole realizar cálculos en paralelos.

ENIAC introdujo varias mejoras, entre ellas la utilización de un sistema binario, de dos dígitos, en vez del decimal de 10 dígitos. Esto significo que las maquinas podían ser ejecutadas para que cuando un conmutador eléctrico estuviera abierto equivalía a uno y cerrado a cero; esto permitía realizar cálculos a la velocidad de la luz.

Los primeros problemas fueron la escasa capacidad de memoria y la falta de fiabilidad. Por ello, se solía ejecutar dos veces la misma operación para comprobar el resultado, además se realizaban cálculos ya conocidos para verificar que seguía funcionando bien

El ENIAC se construyo con fines militares, pero al finalizar la Segunda Guerra Mundial se utilizo para multitud de investigaciones científicas. Se dice que realizo más cálculos matemáticos que los realizados por toda la humanidad hasta ese momento

Máquina de Von Neumann

La máquina de von Neumann es un concepto teórico formulado por el matemático húngaro - estadounidense John von Neumann.

Supóngase un determinado problema simple, repetitivo y prolongado en el tiempo: por ejemplo, la extracción de mineral de hierro en la superficie de Marte.

Una solución posible es enviar máquinas robotizadas que, de forma autónoma, extraigan el mineral y lo conviertan en lingotes de hierro, bien para su envío a la Tierra, bien para su uso por colonias locales. Si una máquina extrae n toneladas en un determinado período de tiempo (ciclo), en m ciclos se tendrá m x n toneladas.

Supóngase ahora un segundo tipo de máquina: una máquina que, además de producir lingotes de hierro, los trabaja para autorreplicarse, construyendo una máquina igual a ella misma. El rendimiento será menor que el de la primera máquina, pues parte del hierro lo utiliza en producir la segunda máquina, pero al cabo de un tiempo (generación), no se tendrá una sino dos máquinas trabajando. Tras dos generaciones se tendrá cuatro máquinas, tras tres generaciones ocho máquinas, etcétera. Se trata de una población que crece de forma exponencial.

Así, aunque el rendimiento sea menor, la producción tenderá a crecer hasta superar la de la primera máquina. Como ejemplo, tras diez generaciones habrá más de mil máquinas de von Neumann (exactamente 1.024 = 2¹⁰), de manera que, aunque su rendimiento fuera del 5% de la primera máquina, la producción total sería más de 50 veces mayor.

Este concepto no es solamente teórico: los virus informáticos son máquinas de von Neumann. Ante el ingente trabajo de infectar el mayor número posible de ordenadores, los virus se autorreplican pasando de ordenador a ordenador, aumentando su población de forma exponencial e infectando así millones de ordenadores en pocas horas.

Sin embargo, no sólo hay aplicaciones negativas de este concepto. Los autómatas celulares tienen alto rango de aplicaciones en la ciencia, modelando y simulando gran cantidad de sistemas físicos, como fluidos, flujo de tráfico, etc.

MARK I

La ' Manchester Mark 1' fue en un principio una máquina experimental a pequeña escala llamada "The baby", construida entre 1947 y 1948 en la Universidad de Mánchester, como continuación del Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM), la primera computadora electrónica del mundo con programa almacenado en la misma máquina. Su diseño se pensó para demostrar el potencial que tendrían los programas almacenados en la computadora, por eso se considera la primera computadora que funcionaba con memoria RAM. Los trabajos comenzaron en agosto de 1948, y la primera versión entró en funcionamiento en abril de 1949, cuando un programa escrito para buscar números primos de Mersenne corrió durante nueve horas sin fallas en la noche del 16 al 17 de junio de 1949. El matemático Alan Turing se incorporó al proyecto en el año 1948, realizando un lenguaje de programación para la computadora.

Máquina Tabuladora

La máquina tabuladora es una de las primeras máquinas de aplicación en informática.

En 1890, Herman Hollerith (1860-1929) había desarrollado un sistema de tarjetas perforadas eléctricas y basado en la lógica de Boole, aplicándolo a una máquina tabuladora de su invención. La máquina de Hollerith se usó para tabular el censo de aquel año en los Estados Unidos, durante el proceso total no más de dos años y medio. La maquina tenia un lector de tarjetas, un contador, un clasificador y un tabulador creado por el mismo. Así, en 1896, Hollerith crea la Tabulating Machine Company, con la que pretendía comercializar su máquina. La fusión de esta empresa con otras tres (International Time Recording Company, la Computing Scale Corporation, y la Bundy Manufacturing Company), dio lugar, en 1924, a la International Business Machines Corporation (IBM).