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Computadora

Computadora
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Computadora con Periféricos.jpg
Máquina electrónica rápida y exacta que es capaz de aceptar datos a través de un medio de entrada, procesarlos automáticamente bajo el control de un programa previamente almacenado, y proporcionar la información resultante a un medio de salida.

Computadora. Máquina electrónica que permite la recepción y el procesamiento de datos. El término proviene del inglés computer, y este del latín computare (“calcular”). También conocida como ordenador término proveniente del francés ordinateur está compuesta por una serie de circuitos integrados y otros componentes relacionados (hardware), que posibilitan la ejecución de una variedad de secuencias o rutinas de instrucciones indicadas por el usuario u otro programa.

Para su funcionamiento, la computadora requiere de programas informáticos (software) que aportan datos específicos, necesarios para el procesamiento de datos. Una vez obtenida la información deseada, esta puede ser utilizada internamente o transferida a otra computadora o componente electrónico.

Historia

Antecedentes

Ábaco chino
Desde los albores del la humanidad los hombres han intentado realizar cálculos de manera más precisa y rápida, siendo así que en el 3000 a.n.e. se realizaban los cálculos con los dedos de las mano y con cuentas móviles. En el 2500 a.n.e. aproximadamente, es desarrollado en China el ábaco que quizás fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo. En el 2000 a.n.e. aparece la primera formulación del sistema binario en el “I-Ching, o Libro de las mutaciones”, también de origen chino.

El astrónomo, matemático y filósofo griego Tales de Mileto en el 600 a.n.e. describió algunos aspectos de la electricidad estática. De sus escritos proviene la palabra electrón, que se usa para designar a las partículas negativas del átomo. Leonardo Da Vinci (1452-1519) dentro de sus grandes ideas y diseños trazó las bases para una sumadora mecánica sin que existan registros de su construcción.

En el siglo XVII el matemático francés Blaise Pascal crea la primera máquina de calcular mecánica considerada un precursor directo de la computadora digital. El dispositivo creado por Pascal en 1642; nombrado por este Pascalina; era de madera y utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse y restarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto.

En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfecciona la Pascalina e inventa una que también permitía multiplicar y dividir.

Charles Babbage matemático e inventor británico
A inicios del siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elabora los principios de la computadora digital moderna. Inventó una serie de máquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos. Babbage y su asociada la matemática británica Augusta Ada Byron son considerados los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica (1833), ya tenía muchas de las características de una computadora moderna. Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro.

En el 1847 el británico George Boole desarrolla un nuevo tipo de álgebra (álgebra de Boole) e inicia los estudios de lógica simbólica. Su álgebra es un método para resolver problemas de lógica por medio de los valores binarios (1 y 0) y tres operadores: and (y), or (o) y not (no). Por medio del álgebra binaria, posteriormente se desarrolló lo que hoy se conoce como código binario, que es el lenguaje utilizado por todas las computadoras.

En el propio siglo XIX al diseñar un telar automático el francés Joseph Marie Jacquard utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. La misma idea de utilización de tarjetas perforadas fue concebida en 1880 por el estadístico estadounidense Herman Hollerith, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos. El censo se terminó en sólo 3 a años y con un ahorro de alrededor de $5000000 de dólares comenzando así el procesamiento automatizado de datos.

Primeras computadoras

Archivo:Cinta perforada.jpg
Cintas perforadas

A inicios del siglo XX comienzan a construirse los primeros modelos de computadoras analógicas los que realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Estos modelos eran utilizados para evaluar las aproximaciones numéricas de ecuaciones que por otros métodos resultaban demasiado difíciles de resolver.

Durante la Primera y Segunda Guerra Mundial los sistema informáticos analógicos fueron utilizados para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo a distancia de las bombas en la aviación.

La primera computadora totalmente electrónica fue diseñada por un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban al norte de Londres, durante la Segunda Guerra Mundial. El Colossus; que fue el nombre que se le dio; incorporaba 1500 válvulas o tubos al vacío y en diciembre 1943 era totalmente operativo siendo utilizado para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes.

En 1944 comenzó a funcionar la primera computadora electromecánica (válvulas y rieles) americana el MARK I. Howard Aiken había iniciado su diseño y construcción en 1939. El Mark I recibía y entregaba información en cintas perforadas, se demoraba un segundo en realizar diez operaciones. Medía 18 metros de longitud y 2,5 metros de alto. Posteriormente se construyeron Mark II y Mark III.

ENIAC (Calculador e integrador numérico digital electrónico)

En 1945 se desarrolla el ENIAC (Calculador e integrador numérico digital electrónico) que era mil veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas. Pesaba 30 toneladas y ocupaba un espacio de 450 metros cuadrados, llenaba un cuarto de 6 m x 12 m y con tenía 18000 bulbos, tenía que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que contenían más de 6000 interruptores. A diferencia de las computadoras actuales que operan con un sistema binario (0,1) la ENIAC operaba con uno decimal (0,1,2..9).

El programa de ENIAC estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso semanas. Un sucesor del ENIAC fue construido con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John von Neumann que permitía dar a las computadoras una flexibilidad y confiabilidad tremendas, haciéndolas más rápidas y menos sujetas a errores.

Los programas interpretes fueron el siguiente gran paso en el desarrollo del diseño de las computadoras ya que permitían a las personas comunicarse con las computadoras utilizando medios distintos a los números binarios. En 1952 Grace Murray Hoper una oficial de la Marina de Estados Unidos, desarrolló el primer compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código binario comprensible para la máquina llamado COBOL (COmmon Business-Oriented Languaje).

A finales de la década de 1950 se generaliza el uso del transistor en las computadoras lo que propició la utilización de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas. Debido al menor consumo de energía y tener una vida útil más prolongada el desarrollo de los transistores posibilitó el surgimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. La disminución del tamaño de los componentes y de los espacios entre ellos resulto en la disminución de los costos de fabricación.

La aparición a finales de la década de 1960 del circuito integrado , posibilitó la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados. Esto permitió una reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error en los nuevos ordenadores.

El microprocesador se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970, con la introducción del circuito de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated) y, más tarde, con el circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de transistores interconectados soldados sobre un único sustrato de silicio.

Generaciones

La evolución en los ordenadores dio lugar a una división de los mismos en generaciones.

Primera generación

Tubos de Vacío o válvulas de vacío

La tecnología de esta generación se basaba en grandes y pesadas válvulas de vacío; las cuales se sobre calentaban, y había que cambiarlas con frecuencia. Esas computadoras de bulbos eran extremadamente grandes, generaban mucho calor y utilizaban gran cantidad de electricidad.

El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. El ingreso y salida de los datos se realizaba mediante un código especial por medio de tarjetas o cintas perforadas, por lo que el procesamiento de la información era lento y secuencial. En esta generación se comenzó el uso del sistema binario para representar los datos.

Entre las primeras computadoras de esta generación se encontraba la UNIVAC 1 utilizada en el censo de población de Estados Unidos en 1950. La IBM y Remington Rand se consolidaban como líderes en la fabricación de computadoras que, aunque caras y de uso limitado fueron aceptadas rápidamente por las compañías privadas y del gobierno.

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

Transistores

El invento del transistor propicio la aparición de computadoras más rápidas, pequeñas y confiables que sus antecesoras de válvulas de vacío. Además estas generaban menos calor por lo que presentaban menores necesidades de ventilación.

Aunque existían problemas de compatibilidad entre las diferentes computadoras. Los datos comenzaron a almacenarse en cilindros y cintas magnéticas. Los programas de computadoras también mejoraron. Escribir un programa ya no requería entender plenamente el hardware de la computación y los programas escritos para una computadora podían transferirse a otra con un mínimo esfuerzo. El COBOL desarrollado durante la 1era generación estaba ya disponible comercialmente y aparecen otros como el Fortran.

Durante esta generación aparece un nuevo periférico de salida, la impresora y los ordenadores comienzan a ser utilizados con fines comerciales como en los sistemas para reservación en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general.

A pesar de que el costo seguía siendo alto las empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad. La marina de Estados Unidos utilizó las computadoras de la segunda generación para crear el primer simulador de vuelo Whirlwind I.

En esta generación HoneyWell se colocó como el primer competidor de IBM en el mercado de computadoras formando parte del grupo BUNCH (Burroughs, Univac, NCR, CDC, HoneyWell).

Tercera generación

El surgimiento del los circuitos integrados o chip posibilitó el paso a una tercera generación de ordenadores.

Circuitos Integrados

Un chip permite agrupar en una oblea de silicio miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura apenas más grande que un transistor. De ese modo, la velocidad de procesamiento se incrementó sustancialmente así como la compatibilidad entre los equipos.

Las nuevas computadoras se hicieron nuevamente más pequeñas, con menos desprendimiento de calor y energéticamente más eficientes. Los fabricantes de computadoras pudieron incrementar la flexibilidad de los programas y estandarizar sus modelos.

Las nuevas potencialidades permitieron la aparición de la multiprogramación, los ordenadores pueden por primera vez llevar a cabo ambas tareas; de procesamiento o análisis matemáticos. Se mejoran los sistemas de almacenamiento existentes y emerge la industria del software desarrollándose nuevos lenguajes de programación como el Pascal; Basic; Logo.

La minituarización de los componentes propició el desarrollo de las minicomputadoras que si bien había surgido durante la segunda generación, no alcanzan su mayo auge hasta los años 60, 70 del siglo XX.

Una de las primeras computadoras comerciales en utilizar circuitos integrados fue la IBM-360 que 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.

Cuarta generación

La aparición de los microprocesadores posibilita el surgimiento de una cuarta generación de ordenadores. Los microprocesadores son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante. Otra de las mejoras que posibilita el surgimiento de esta nueva generación fue el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de chips de silicio.

Estos avances, producto de la microminiaturización de los circuitos electrónicos posibilitó el surgimiento de las computadoras personales (PC) lo que unido al abaratamiento de la producción de las mismas y su extensión al mercado industrial popularizó el uso de las computadoras por los usuarios individuales.

El Internet; existente ya desde la generación anterior; se volvió accesible desde los hogares y la no necesidad de conocimientos avanzados de programación contribuyeron a la amplia demanda de ordenadores en esta generación.

Quinta generación

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. Se trabaja por alcanzar la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.

Se incrementa el desarrollo de las microcomputadoras, la supercomputadoras, las redes de comunicaciones y los sistemas de expertos.

Se prioriza la investigación en el campo de la Inteligencia artificial que trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora. Se aprecia un impulso en el desarrollo de la robótica de manera que los robots (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.

En Cuba

Artículo Principal: Desarrollo de la computación en Cuba

Las primeras computadoras que arribaron a Cuba , llamadas también "máquinas de contabilidad sobre tarjetas perforadas", fueron importadas de dos firmas con tecnologías diferentes: las de las compañías IBM y las de Remington Rand. Las primeras se difundieron más, llegando a crearse en Cuba una sucursal de la IBM para atender a los países del Caribe y de América Central.

Con relación al resto de los países del mundo, Cuba estuvo muy adelantada en el empleo de esos equipos utilizándose por primera vez alrededor de 1920.

En los meses finales de 1958 se introdujo en Cuba la primera computadora electrónica: una IBM RAMAC, de las primerísimas que se comercializaban fuera de Estados Unidos. Era una máquina de primera generación, ya que basaba su electrónica en válvulas y tubos de vacío y su programación era realmente primitiva.

En 1963 se adquiere una computadora inglesa, la Elliot 803-B, catalogada como de segunda generación, debido a que su electrónica se basaba en transistores y tubos. La Elliot utilizaba como medio de almacenamiento externo de información, los films magnéticos. En 1968 se adquieren dos computadoras francesas SEA-4000, de segunda generación (de la firma CII), para destinarlas al procesamiento de la información del censo de población y viviendas de 1970.

En 1970 varias variantes de la IRIS 10, el modelo de la gama baja producida por la CII, fueron ubicados en universidades (Instituto Superior Politécnico "José A. Echevarría" (ISPJAE), Universidad Central de Las Villas, Universidad de Oriente, Universidad de La Habana), en centros de apoyo a la producción (CAI) y en otras entidades.

Computadoras construidas en Cuba

Uno de los equipos construidos en Cuba fue la CID- 201, minicomputadora con una memoria de núcleos de ferrita y una capacidad de 4 kilopalabras, con una "palabra" de 12 bits, destinada a problemas de tipo científico. El siguiente modelo de la familia CID fue la 201-B, equipo con más capacidad de memoria interna (podía llegar hasta 32 K-palabras de 12 bits cada uno), también de núcleos de ferrita, con más velocidad (50,000 sumas por segundo).

Mainframes

En 1972 se reciben mainframes de la serie EC: los modelos 1020, 22, 30, 35, 40, 45, 50, 55 y 60, empleados, sobre todo, en ministerios y organismos centrales y centros de cálculo de uso colectivo.

Se comenzó a estudiar en Cuba los sistemas operativos de la compañía IBM, como el DOS y el OS, así como otro software básico acompañante, como los lenguajes de programación COBOL, FORTRAN y PL/1; los sistemas de gestión de bases de datos americanos como TOTAL, IDMS y DB2 y los sistemas de gestión empresarial BOMP y CICS.

Generalización

El 23 de diciembre de 1984 se inauguró en el Palacio Central de Pioneros "Ernesto Guevara" un círculo de interés de computación y electrónica, donde los niños disponían de una CID 300/10, teclados inteligentes con un BASIC incorporado, conectados a televisores y a grabadoras de casettes, una microcomputadora profesional IBM compatible, calculadoras y algunos equipos electrónicos para prácticas.

Las primeras microcomputadoras llegan al final de esta etapa, producto de donaciones y de alguna compra individual hecha por algún funcionario en el exterior. Esa llegada marca, precisamente, el final de una época. Los cubanos descubrían, al fin, la otra Informática.

Los Joven Club de Computación y Electrónica

Los Joven Club de Computación y Electrónica (JCCE) surgen el 8 de septiembre de 1987 con el objetivo de constribuir a la informatización de la sociedad cubana.

El potencial tecnológico incluye más de 6000 computadoras, unido a medios de impresión, digitalización de imágenes, almacenamiento y reproducción de grandes volúmenes de información, etc., enteramente al servicio de todos. Con estos servicios han sido beneficiados más de un millón de personas.

La misión de estos centros es proporcionar una cultura informática a la comunidad con prioridad hacia niños y jóvenes, jugando un papel activo, creativo y de formación de valores en el proceso de informatización de la sociedad cubana.

La UCI

La Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI), que inició su funcionamiento en el curso 2002 – 2003 con una matricula anual de 2000 estudiantes es una universidad de nuevo tipo, primera de la Batalla de Ideas que lleva a cabo el pueblo cubano, con un novedoso modelo de formación que combina el estudio con la producción y la investigación.

A partir del año 2004 comienza a tener una presencia productiva en la Industria del Software con el desarrollo de proyectos informáticos fundamentalmente relacionados con la informatización de la sociedad y la exportación.

Software y hardware

Los ordenadores o computadoras están constituidos por dos elementos fundamentales el hardware y el software.

Hardware

Artículo Principal: Hardware

Placa base de un Ordenador

El hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento secundario.

Microprocesador

Dentro del hardware se pueden diferenciar claramente entre componentes internos y periféricos externos de entrada/salida. Entre los componentes internos se pueden encontrar la placa base que es el dispositivo que interconecta todos los elementos que integran la computadora entre sí, el procesador o CPU y dispositivos de almacenamiento como la memoria RAM y el Disco duro, entre otros.

Memoria RAM

Los periféricos externos se pueden definir en dispositivos de entrada y de salida. Los de entrada son el mouse, teclado, webcams, scanner y otros. Y los de salida, la impresora, el monitor, las bocinas, etc. Existen dispositivos que son tanto de entrada como de salida como es el caso de los módems y las pantallas táctiles.

Software

Artículo Principal: Software

El segundo elemento que conforma un ordenador es el software que es el conjunto de elementos e instrucciones que permiten utilizar y controlar el hardware, es decir son los programas que permiten el funcionamiento de una computadora.

Entre estos se encuentra el sistema operativo, que es el que permite administrar las funciones de la computadora y que se ejecuten los programas. Y las aplicaciones del usuario, que son aquellos programas que instala el usuario y que son ejecutados por el sistema operativo en general, como por ejemplo los antivirus o los editores de texto.

Arquitectura

Desde la aparición de los primeros modelos de ordenadores las tecnologías empleadas en los mismos han sufrido amplias modificaciones no obstante en la gran mayoría de estas se continúa empleando los conceptos publicados a principios de los años 40 del siglo XX por matemático John von Neumann.

La arquitectura esbozada por Neumann define 4 secciones esenciales interconectadas por canales de conductores denominados buses

  • Memoria

Es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. En estas celdas se encuentran los datos necesarios para ejecutar las instrucciones en el ordenador.

  • Dispositivos de Entrada/Salida

Estos dispositivos permiten tanto la obtención de la información como la comunicación de los resultados generados por el ordenador. Existen una serie muy amplia de dispositivos de entrada/salida.

Los otros dos elementos a los que se refiere la Arquitectura de von Neumann se encuentran formando parte del Procesador, también llamado Unidad Central de Procesamiento (CPU)

  • Unidad Aritmético Lógica

Es la parte del computador encargada de realizar las operaciones elementales como las operaciones aritméticas y lógicas, así como las operaciones relacionales o de comparaciones entre datos.

  • Unidad de Control

Se le denomina también la parte inteligente del microprocesador, se encarga de distribuir cada uno de los procesos al área correspondiente para su transformación. Es la encargada de seguir las direcciones de memoria donde se encuentran las instrucciones que el ordenador va a realizar, obtener la información y enviarla a la unidad aritmético lógica para la realización de la operación correspondiente. Posteriormente transfiere el resultado nuevamente a la memoria y pasa a la siguiente instrucción.

Computadoras y trastornos de la salud

El uso continuado de las computadoras puede propiciar la aparición de trastornos en la salud de los usuarios. Algunos de los daños en la salud derivados del uso intensivo de la computadora son afectaciones a la vista, problemas de fatiga, estrés e incremento de peso corporal[1]. Estos pueden estar determinados por una mala distribución de las estaciones de trabajo, incluyendo los componentes de monitores, teclados, sillas, etc.

La pantalla introduce nuevas consideraciones en cuanto a la iluminación y visión lo que motiva que la queja física más frecuente de personas que se pasan mucho tiempo en frente de un monitor es la vista fatigada.

Sin duda que el mejor remedio es reducir las horas ante la máquina, pero, si no hay otra opción, la mejor solución al alcance es hacer pausas frecuentes y aprender a usar adecuadamente el equipo de computación.

Referencias

Fuentes