Historia de los computadores

EVOLUCIÓN DE LOS COMPUTADORES

La historia de los computadores se remonta al año 3000 A. C. En Europa Central mediante marcas de huesos de animales, posteriormente en el año 2600 A. C. Los chinos inventan el ábaco (primer computador portátil) instrumento que ha perdurado por los tiempos hasta hoy, ellos mismos utilizan los decimales en el año 1350 A. C., hacia el año 1050 A. C. son los griegos que utilizan los signos para vocales y consonantes posibilitando de este modo la escritura de palabras, en 876 A. C. usan por primer ves un símbolo asociado al digito 0.

En 1614 John Napier construye los Cilindros de Napier cuya función es apoyar el cálculo de logaritmos, los cuales 6 años más tarde son usados como base para el primer calculo mecánico y William Oughtred inventa la regla de cálculo, la cual se mantiene vigente durante casi 350 años, hasta la invención de las calculadoras de bolsillo en 1970.

En 1642 Blaise Pascal, matemático y filósofo Francés, construye la Pascalina, una máquina aritmética capaz de realizar sumas y restas simples. 10 dientes en cada rueda representan los dígitos del 0 al 9. La Pascalina es capaz de representar números hasta 999.999.999. La cual fue mejorada por Gottfried Leibniz, En 1670 incorporando multiplicación, división y cálculo de raíz cuadrada.

En 1646 Primer uso registrado de la palabra “computer” en Inglés por Sir Thomas Browne define, en 1679 Gottfried Leibniz introduce la aritmética binaria, mostrando que cada número puede ser representado por una combinación de símbolos “0” y “1” .

En 1820 Charles Xavier Thomas de Colmar desarrolla el “arithometer”, el primer dispositivo práctico y confiable capaz de realizar las cuatro operaciones básicas: suma, resta, multiplicación y división, 3 años más tarde el Baron Jons Jakob Berzelius aísla el Silicio (Si). Este componente constituye el sustrato de la mayor parte de los componentes electrónicos utilizados en los sistemas computacionales modernos.

En 1854 George Boole desarrolla el sistema de matemáticas denominado Algebra Booleana, que utiliza operaciones binarias. 140 años más tarde, este sistema aún constituye la base conceptual sobre la que se desarrollan los sistemas computacionales, en 1890 el U.S. Census Bureau enfrenta su primera crisis en el área de procesamiento de datos. La solución al problema es provista por un sistema de tabulación eléctrico basado en el uso de tarjetas perforadas desarrollado por Herman Hollerith. Antes de la adopción de este sistema, el censo tomaba 8 años en completarse. Con la máquina de Hollerith, el proceso tomó sólo dos años 6 años más tarde Hollerith crea la Tabulating Machine Company, la cual luego se fusionará con otras dos compañías para constituir la International Business Machines Corporation, más conocida como IBM.

En 1903 Nikola Tesla, científico e inventor Yugoslavo, patenta los circuitos lógicos eléctricos llamados compuertas (gates) o interruptores (switches) al año siguiente John Ambrose Fleming experimentando con los diodos de Edison, desarrolla los primeros tubos al vacío para radios, en 1917 aparece el teletipo, permitiendo comunicaciones impresas punto a punto. Los standards de emulación de terminales tipo TTY actuales se basan en este dispositivo de E/S, en 1923 en New York City, el ingeniero Ruso Vladimir Zworykin muestra una nueva invención: el iconoscopio, el cual hará posible la presentación de imágenes fijas y móviles un año más tarde nace IBM.

En 1936 Konrad Zuse, un Alemán, crea la primera computadora digital programable, en la que se introducen conceptos tan importantes como el uso del sistema binario y los tubos al vació, 3 años más tarde John Atanasoff conceptualiza ABC – el primer prototipo de un computador electrónico digital en base a tubos al vació desarrollado en EEUU., en 1943 el U.S. Army Ordenance Department comisiona al ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer) para ayudar en la producción de tablas de trayectoria de mísiles para uso en la II Guerra Mundial, durante esta guerra un equipo de matemáticos y otros científicos entre los cuales está Alan Turing es comisionado para el desarrollo de una máquina, Enigma, capaz de romper los códigos producidos por los Alemanes. Su trabajo produce Colossus, el cual entró en operación en Diciembre de 1943. Este computador electrónico digital utilizaba 2.400 tubos al vació y contaba con un scanner capaz de leer 5.000 caracteres por segundo desde una cinta de papel perforada, en 1944 Harvard University e IBM colaboran en el desarrollo de una calculadora automática, el ASCC, o Automatic Sequence Controlled Calculator, también denominado MarkI, que utiliza como base calculadores de tarjetas perforadas previamente desarrollados en IBM., un año más tarde John von Neumann escribe el First Draft of a Report on the EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer), en el cual describe un computador de propósito general con programa almacenado. Pese a que la U.S. Army’s Ballistics Research Library se había comprometido con el financiamiento, el EDVAC es finalizado solo en 1952 Vannevar Bush escribe As We May Think, donde describe una máquina denominada la Memex Machine y con ella, el concepto de multimedios.

El ENIAC entra en operación (La II Guerra Mundial ya finalizada). Este computador capaz de realizar 5000 sumas por segundo es utilizado para cálculos de artillería. ENIAC pesa 30 tons y tiene 30m de largo, 2.4m de alto y contiene 17.468 tubos al vació. La programación del ENIAC dista bastante de ser amistosa con el usuario. Se requieren dos días para especificar la solución a problemas que el ENIAC resolverá en dos segundos.

En 1946 después de conflictos relacionados con patentes, J.Presper Eckert and John Mauchly, las dos personas que lideraron el proyecto ENIAC, dejan la Univ. de Pensylvania e inician la primera compañía comercial de computadores: Electronic Control Company y comienzan el desarrollo del UNIVAC (Universal Automatic Computer) para el U.S. Census Bureau, un año más tarde Jay Forrester logra extender la vida útil de un tubo al vació de 500 a 500.000 horas, mejorando la confiabilidad de los computadores de tubos al vacío de la época, en 1948 Mark I, un computador desarrollado en Manchester, Inglaterra, se constituye en el primer computador de programa almacenado electrónicamente. Los computadores previos requerian el seteo manual de interruptores para su programación, un año más tarde el computador EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) es construido en University of Cambridge. Esta máquina puede almacenar programas electrónicamente y es capaz de traducir abreviaciones alfabéticas a los códigos binarios requeridos para solucionar un problema dado.

La revista Mecánica Popular prediciendo los avances tecnológicos del futuro postula que los computadores del futuro no pesarán más de 1.5 toneladas.

En 1951 el computador UNIVAC es entregado al U.S. Census Bureau tres años después de la fecha esperada. Este computador incorpora algunas característica revolucionarias, tales como líneas de retardo de mercurio para el sistema de memoria y entrada de datos por cinta magnética en lugar de cintas de papel perforado, un año más tarde IBM introduce el Defense Calculator, uno de sus primeros éxitos comerciales en el negocio de los computadores en 1953 después de cuatro años de desarrollo, un equipo del Massachusetts Institute of Technology comandado por Jay Forrester instalan una memoria de núcleos magnéticos en el computador Whirlwind disminuyendo su tiempo de acceso a memoria a 6 microsegundos, en 1954 IBM libera al mercado el primer computador de producción masiva, el IBM 650. Este computador constituye un gran éxito, con 120 instalaciones durante su primer año en el mercado, al siguiente año IBM introduce la familia de computadores IBM 700, en 1956 un equipo de la IBM, dirigido por John Bachus inventa FORTRAN, el primer lenguaje de programación de alto nivel. Grace Hopper en 1957 contribuye al desarrollo del lenguaje de programación Flow-matic

En 1958 Control Data Corporation introduce uno de los primeros computadores totalmente transistorizado, el IBM 1604, a un precio de US $ 1.500.000 (la mitad del costo de una máquina comparable producida por IBM). El 1604 fue desarrollado por Seymour Cray, un año más tarde Robert Noyce de Fairchild Semiconductors solicita una patente para una nueva invención: los circuitos integrados.

El primer sistema computarizado de control de proceso es instalado en una refinería de la ESACO, Grace Koper contribuye al desarrollo de COBOL (Common Business-Orientedo Lenguaje) para el computador UNIVAC.

en 1960 2,000 computadores se encuentran en uso en EEUU. Digital Equipment Corporation introduce su primer minicomputador, el PDP-1, a precio bajo comparado con el de los mainframes ( US $120,000)
Spacewar, el primer juego de video para computador es desarrollado en el MIT. Spacewar opera sobre el PDP-1. ERMA (Electronic Recording Method of Accounting) reemplaza a 2,332 contadores en el Bank of America.
Comienza la comercialización de los primeros circuitos integrados, a un costo de US $120. NASA introduce los circuitos integrados en los computadores a bordo de las naves espaciales del proyecto Gemini.

En 1962 Ivan Sutherland presenta Sketchpad, un programa para dibujar que está 20 años adelantado a su época. Sketchpad, operando sobre un computador TX-2, orientado a aplicaciones militares, constituye el primer programa que utiliza ventanas (Windows), íconos y un lápiz luminoso, permitiendo una fácil manipulación de gráficos y textos sobre la pantalla.-screen. En Norteamérica, Inglaterra y Francia se recibe la primera transmisión de señales de televisión vía satélite. La señales son transmitidas desde una estación de la AT&T y retransmitidas por el satélite Telstar hacia la Tierra dando inicio a la era de las comunicaciones de televisión transatlánticas, dos años más tarde IBM anuncia el System IBM 360, una familia de computadores utilizable tanto en aplicaciones comerciales como en aplicaciones científicas, capaz de compartir software, impresoras y unidades de cinta. La primera Red de Área Local (Local Área Network o LAN) es desarrollada en Lawrence Livermore Labs.

John Kemeny and Thomas Kurtz del Dartmouth College desarrollan BASIC
La primera videoconferencia transcontinental es realizada entre el stand de exhibición de Bell System en la Feria Mundial de New York y Disneylandia en California. El dispositivo utilizado es denominado Picturephone.

En 1965 la ley de Moore predice que el número de componentes en un circuito integrado se doblará cada año y el costo de los computadores se reducirá a la mitad en el mismo período. Digital Equipment Corporation introduce el primer minicomputador comercialmente exitoso: el PDP-8. Su velocidad, tamaño (similar al de un pequeño refrigerador) y costo (solo US $18.000 🙂 despierta gran interés. Más de 50.000 sistemas son comercializados, poniendo la computación al alcance de un mayor número de usuarios, tres años más tarde Doug Engelbart, miembro de la Agencia de Proyectos Avanzados del Pentágono (ARPA) utilizando un teclado y un mouse, presenta un nuevo paradigma en la forma de interactuar con un computador Rand Laboratories desarrolla la Rand Tablet, capaz de transformar escritura manuscrita en texto digitalizado, Intel Corporation es fundada en Santa Clara, California, USA por Robert Noyce and Gordon Moore (ex-Fairchild).

En 1970 Xerox crea el centro de investigación Palo Alto Research Center (PARC) con el objeto de investigar lo que denominan la arquitectura de la información y construir computadores que puedan ser utilizados fácilmente. Basándose en la idea que las personas son capaces de responder en mejor forma a estructuras de comandos intuitivas y en el hecho que una persona no necesita entender como el hardware opera para poder utilizar la tecnología, PARC desarrolla monitores blanco y negro, los displays tipo bitmap, íconos, punteros, impresoras láser, procesadores de palabras y redes (Ethernet). Los computadores Xerox Star y Alto incorporaron las ideas desarrolladas en PARC, pero no fueron exitosos comercialmente, en 1971 Intel Corporation anuncia una nueva era de electrónica integrada con la introducción del microprocesador 4004, un computador microprogramable en un chip, un año más tarde Intel Corporation introduce el microprocesador 8008 Nolan Bushnell of Atari introduce Pong, el primer juego de video electrónico operado con monedas.

En 1975 el primer computador personal, Altair 8800, es lanzado al mercado. Este computador fue comercializado como un kit basado en el microprocesador Intel 8080. Pese a no incluir teclado, monitor ni software de aplicación, la introducción de esta máquina da inicio a una revolución en la historia los sistemas computacionales modernos.

En 1996 IBM anuncia que en uno de sus laboratorios fue posible construir un ábaco a nivel molecular

Evolución de los Sistemas Operativos
El desarrollo de los sistemas operativos esta muy relacionado con el desarrollo de las arquitecturas de los sistemas computacionales, por esta razón clasificaremos el desarrollo de los sistemas operativos en generaciones que han sido marcadas en base a las tecnología de construcción de dichas arquitecturas.

Primera Generación (1945-1955)
Este periodo se caracteriza porque existía un sólo grupo de personas que se dedicaba a diseñar, construir, programar, operar y mantener las máquinas. La tecnología que se utilizaba era la de Tubos al vacío, los que ocupaban gran espacio, lentos y disipaban mucho calor. La programación en esta época era exclusivamente en lenguaje de máquina o bien en acciones directas en el hardware, modificando circuitos (Hardwired). En esta etapa no existe el concepto de sistema operativo, todo lo debe realizar el programador, no hay un ente software intermedio entre la máquina y el programador.

Por otro lado, los recursos del sistema eran asignados a una sola tarea, no era posible realizar tareas simultáneamente con distintos recursos. En el último tiempo de este período, aparecieron las tarjetas perforadas, las que en algún sentido permitieron agilizar el proceso de programación, pues con ellas era posible escribir y leer los programas en las tarjetas. Sin embargo, la programación igual se realizaba en lenguaje de máquina.

Segunda Generación (1955-1965)
Esta generación se caracteriza por la utilización de la tecnología que incluye transistores. Estos proporcionan mejores características que los tubos al vacío : son más pequeños, disipan menos calor y son más rápidos. En esta época, ya no hay un solo grupo que se dedica a diseñar, construir, operar y mantener el sistema computacional, sino que la mantención la realizan otras personas. La programación, en este período se ve apoyada por la creación de lenguajes ensambladores y lenguajes de alto nivel; como Fortran y Cobol . Para optimizar el tiempo de utilización del sistema computacional, se adoptó el Procesamiento por Lotes. Este procedimiento se puede resumir en los siguientes pasos:

• Varios trabajos son leídos desde tarjetas perforadas y almacenados en cinta
• El computador ejecuta programas que lee de una cinta y escribe los resultados en otra cinta.
• Los resultados escritos en la cinta son desplegados a través de la impresora.

Para hacer la transferencia de los datos entre el computador y la cinta se construyó un programa, éste es el que se conoce como el primer sistema operativo. Como consecuencia de la utilización de tecnología de mejores características, el procesamiento por lotes, la utilización de un operador de sistema y un sistema operativo primitivo se logró minimizar el tiempo ocioso de los computadores.

Tercera Generación (1965-1980)
La tecnología utilizada en este período corresponde a la de circuitos integrados, lo cual permitió construir máquinas más baratas y con mejor rendimiento. La empresa IBM fue la primera en utilizar esta tecnología. Una de las principales características de los sistemas operativos de hoy, que aparecen en esta generación es la Multiprogramación. Esta técnica consiste en particionar la memoria de manera de contener simultáneamente muchos trabajos, lo que permite independencia en las acciones de la máquina. Por ejemplo, si un trabajo está esperando por Entrada / salida, otro trabajo puede estar utilizando la CPU. Con la utilización de la multiprogramación, se mejora el tiempo de utilización de la CPU, pero se crean problemas de protección y seguridad, debido al particionamiento de la memoria. Otra característica importante de los sistemas operativos de esta generación es la aparición de la técnica de Spooling (Operación simultánea y en línea de periféricos ). Esta consiste en la capacidad de leer los trabajos de cinta al disco, haciendo posible que a medida que hubiera espacio en memoria se podía pasar al siguiente trabajo. De esta manera las operaciones de periféricos se realizan en paralelo con la utilización de la CPU. Durante esta generación aparecen los primeros sistemas de Tiempo compartido, esto consiste en que se le asigna a cada trabajo un tiempo fijo de utilización de CPU, este período de tiempo (denominado time slot) es pequeño, pues el uso de tiempo compartido tiene como objetivo manejar a distintos usuarios mediante terminales que tengan la ilusión de estar ocupando la máquina como si fueran únicos. El primer sistema operativo importante de tiempo compartido es el (CTSS) y fue desarrollado en MIT (Massachusetts Institute of Technology). Otros de los sistemas que surgió en este periodo es MULTICS, el que sirvió de base para el desarrollo del sistema UNIX.

Cuarta Generación (1980-1990)
Esta generación se caracteriza por la utilización de los microprocesadores para la construcción de computadores de menor tamaño, haciendo posible que una sola persona tuviera su propio computador personal. Los computadores personales con mayores capacidades y que se empezaron a utilizar en la empresa y en las universidades recibieron el nombre de estaciones de trabajo. Durante esta generación aparecen los sistemas operativos que proporcionan una interface más amigable al usuario, esto se traduce en mejores herramientas de interacción con el computador, tales como capacidades gráficas, íconos, sistemas de menús, etc. Los sistemas operativos que cobran gran popularidad en este período son MS-DOS de Microsoft y UNIX. Este último tuvo sus primeros desarrollos en Berkeley y posteriormente en AT&T.

Quinta Generación (1990- )
Desde aproximadamente mediados de los ’80 surgió el crecimiento de las redes de computadores con sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos. En los sistemas operativos de red cada computador tiene su propia copia de sistema operativo, los usuarios saben que existen varios computadores, pueden conectarse explícitamente a diferentes máquinas remotas para transferir archivos, hacer búsquedas, etc. En los sistemas operativos distribuidos existe una integración real de los recursos, la red es transparente a los usuarios, es decir, que éstos pueden no darse cuenta de la existencia de varias máquinas conectadas. Sobre este tipo de sistema operativo, una tarea puede ser ejecutada en varios nodos a la vez, pues existen facilidades de migración de procesos. Además este sistema computacional puede crecer fácilmente y la tolerancia a fallas se realiza en mejor forma (la tolerancia a fallas está relacionada con la confiabilidad, por ejemplo, si un computador falla puede seguir operando en su reemplazo). El desarrollo de los sistemas computacionales de los últimos tiempos ha generado un conjunto de estándares, que han servido de base para futuros desarrollos de fabricantes que trabajan en conjunto. Dentro de los estándares más conocidos se encuentran los siguientes:

Estándares de comunicaciones abierto

• Modelo OSI (Open System Interconection), desarrollado por I SO.
• Estándares de sistemas operativos abiertos
• POSIX (IEEE standar 1003.1)
• SVID (System V Interfase Definition)
• Estándares de interfaces de usuarios abiertos
• X Windows desarrollado por MIT
• Estándares de aplicaciones de usuarios abiertos
• X/Open
• OSF (Open Software Foundation)