La historia de los ordenadores expresada en generaciones de materiales

La historia de los ordenadores expresada en generaciones de materiales
Una aproximación muy común a la historia de los ordenadores es aquélla que suele expresarse como si se tratara de un progreso lineal e inexorable en la historia de los materiales con los que están fabricados, y en la que se distinguen varias generaciones:

Primera generación (1945-1956): Estos ordenadores se caracterizaban porque las instrucciones operativas se hacían para que el ordenador realizara una tarea específica. Cada ordenador tenía programas distintos en lenguajes de programación diferentes, lo que limitaba su versatilidad y velocidad. Empleaban tambores magnéticos para almacenar los datos y tubos o válvulas de vacío, por lo que eran de tamaño gigantesco.


En la II Guerra Mundial, los gobiernos desarrollan ordenadores con fines militares y estratégicos, así surgen el Z-3 alemán construido por Konrad Zuse en 1941; el Colossus Mark 1 de 1943 en Inglaterra, un ordenador para descifrar los mensajes alemanes bajo el código secreto Enigma y que tuvo poco impacto porque permaneció secreto hasta varias década después; y el construido por Howard H. Aiken, ingeniero de IBM diseñado para crear cartas balísticas para la marina estadounidense. Cuando fue puesto en marcha el Mark 1, temblaron las luces de Pensilvania.


John Presper Eckert (1919-1995) y John W. Mauchly (1907-1980) diseñan en 1946 el Electronic Numerical Integrator and Calculator (ENIAC), producido por el gobierno estadounidense y la Universidad de Pensylvania. Contenía 18.000 tubos de vacío, 70.000 resistencias y 5 millones soldaduras, y consumía 160 kilovatios de potencia.


A mediados de los años 1940 John von Neumann (1903-1957) se unió al equipo de la Universidad de Pensilvania donde en 1945 diseñó el Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) con una memoria para almacenar programas y datos. El elemento clave en la arquitectura del EDVAC era la unidad central, que permitía coordinar todas las funciones de ordenador en un único lugar.


En 1951, la empresa Remington-Rand, surgida del éxito comercial de la máquina de escribir, construyó el UNIVAC I (Universal Automatic Computer), uno de los primeros ordenadores disponibles comercialmente.


Segunda generación (1956-1963): más rápidos, más eficientes energéticamente y más pequeños gracias a la utilización de transistores, que también sustituyeron a los tubos de vacío en los televisores.


Las primeras máquinas a escala que utilizaban transistores eran superordenadores que fueron desarrollados para laboratorios de energía nuclear que necesitaban manejar una enorme cantidad de datos, es el caso de Stretch de IBM y LARC de Sperry-Rand. Sólo dos LARCs fueron instalados, uno en Lawrence Radiation Labs en Livermore, California, por lo que el ordenador fue llamado (Livermore Atomic Research Computer) y otro en U.S. Navy Research and Development Center en Washington. El lenguaje máquina se sustituyó por lenguaje ensamblador, permitiendo códigos de programa de forma abreviada para sustituir a códigos binarios.


A principios de 1960, ya existían muchos ordenadores que eran usados por el gobierno, universidades y empresas y que eran comercializadas por IBM, Control Data, Honeywell y Sperry-Rand, entre otras. Contaban ya con muchos de los componentes del ordenador actual: impresoras, cintas de memoria, almacenaje en cinta, almacenaje en disco, memoria, sistemas operativos y programas almacenados. Uno de los más conocidos fue IBM 1401, considerado como el modelo T de la industria informática. Hacia 1965, la información financiera se procesaba ya en ordenadores de esta segunda generación.


En esta época comienzan a usarse lenguajes de alto nivel como COBOL (Common Business-Oriented Language) y FORTRAN (Formula Translator), surgen nuevas profesiones como programador, analista, experto en sistemas informáticos, etc. Además, comienza el despegue de la industria del software.


Tercera generación (1964-1971): los circuitos integrados


Los circuitos integrados sustituyen a los transistores que generaban mucho calor y dañaba las partes sensibles internas del ordenador. Jack Kilby, ingeniero de Texas Instruments, patentó el circuito integrado, en 1958, a partir de las rocas de cuarzo, aunque fue fabricado primero por Bob Noyce. El circuito constaba de tres componentes electrónicos sobre un pequeño disco de silicio. Después se logró encajar más componentes sobre una única viruta, llamada semiconductor. Así los ordenadores se hicieron cada vez más pequeños. La tercera generación también introdujo el sistema operativo que permitió a máquinas controlar muchos programas diferentes con una unidad central que supervisaba y coordinaba la memoria. En 1964 Thomas Kurtz y John Kemeny crean BASIC, un lenguaje de programación muy fácil de aprender, para sus estudiantes en el Dartmouth College. Un año más tarde surgen los lenguajes orientados a objetos. En 1967 se inventa el disco flexible para almacenar los datos y en 1969 se introdujo el sistema operativo UNIX.


Cuarta generación (1971 hasta hoy): los microprocesadores


Después de la aparición de los circuitos integrados, el único avance era reducir el tamaño. En los años 80 se integran a gran escala cientos de miles de componentes en un chip, llegando hasta una ultraintegración en la que se pueden incluir millones de componentes. Esto disminuyó el tamaño y precio de los ordenadores y también aumentó su eficacia y la fiabilidad. El chip 4004 de Intel, desarrollado en 1971 por Ted Hoff, llevó el circuito integrado aún más lejos localizando todos los componentes de un ordenador (la unidad central, la memoria) sobre un chip minúsculo. Mientras que con anterioridad el circuito integrado debía ser fabricado para un objetivo especial, ahora podía fabricarse un microprocesador y luego ser programado para cualquier tipo de demanda. Los microprocesadores se integraron pronto en artículos de uso cotidiano como televisores, microondas, lavavajillas, automóviles, etc.


A mediados de los años 70, los fabricantes intentaron llevar los ordenadores a los consumidores generales. Estos miniordenadores se ofrecían con paquetes de software fáciles de usar, los programas más corrientes eran los de procesamiento de texto y los de hoja de cálculo. En 1975, el ingeniero Ed Roberts construyó una caja de cálculo a la que llamó Altair. Se trataba de un ordenador de pequeña escala en torno a un microprocesador que fue la base para el diseño del Apple I y luego del Apple II, el primer microordenador comercializado con éxito y que los jóvenes Steve Wozniak y Steve Jobs montaban en el garaje de su casa en Menlo Park (Silicon Valley). Así nace Apple Computers. Otros otros ordenadores pioneros fueron Commodore y Radio Shack. El software para los ordenadores personales surge a mediados de los setenta gracias el entusiasmo generado por Altair. Otros dos jóvenes, Bill Gates y Paul Allen, adaptaron el lenguaje BASIC para que funcionará en la máquina Altair en 1976 y poco después, en 1978, fundan la compañía Microsoft en Seattle, que se convertirá en un verdadero gigante del software. A mediados de la década de 1970, Silicon Valley se había convertido en la meca informática y tecnológica, ya que había atraído a miles de jóvenes provenientes de todo el mundo. En este valle a 48 km al sur de San Francisco, entre Stanford y San José, nacieron el circuito integrado, el microprocesador y el microordenador, entre otras tecnologías clave, y durante más de 4 décadas ha sido el lugar de mayor innovación tecnológica. A principios de los 80, los juegos de ordenador y los sistemas de viodeojuegos como Atari 2600 hicieron que los consumidores demandaran ordenadores para el hogar más sofisticados y programables.


En 1981, IBM introdujo su Ordenador Personal (PC) para el empleo en casa, oficinas y escuelas, cuyo nombre se convirtió en el acrónimo de los miniordenadores. En 1981 también nace el MS-DOS o Microsoft Disk Operating System, el software básico para los nuevos IBM PC. El número de PCs en el lugar de trabajo se dobló de 2 millones en 1981 a 5.5 millones en 1982. En 1995 ya se usaban más de 65 millones de ordenadores personales. Los ordenadores siguieron su tendencia hacia la reducción de tamaño, y nacieron los ordenadores portátiles y de bolsillo. En competencia directa con el ordenador personal de IBM estaba la línea Apple de Macintosh, presentada en 1984. Su diseño era notable y muy fácil de usar. Ofrecía un sistema operativo que permitía a los usuarios mover los iconos de la pantalla en vez de escribir a máquina instrucciones. Los usuarios controlaban el cursor usando el ratón, un dispositivo que imitaba el movimiento de la mano sobre la pantalla de ordenador.


A los avances en microelectrónica y software, hay que añadir los importantes progresos efectuados en cuanto a las capacidades de interconexión. A finales de los 80 y principios de los 90, los ordenadores dejan de considerarse simples máquinas calculadoras o literarias aisladas y se convierten en nodos de una red global llamada Internet. Y se fusionan textos, imágenes fijas y en movimiento, sonidos, vídeos, etc. en un espacio multimedia interactivo. Ha nacido el ciberespacio. La potencia fue aumentando y, además, podían unirse o conectarse en una red, compartir el espacio de memoria, el software, la información, etc. y podrían servir para comunicarse. Así nacieron las redes locales (LAN) o Intranets y también podían conectarse por línea telefónica hacia la red global como Internet. Nacían las superautopistas de la información. Los avances en Optoelectrónica (fibras ópticas y transmisión por láser) y en la tecnología de la transmisión de paquetes digitales ampliaron de forma espectacular la capacidad de las líneas de transmisión. A esto se sumaron avanzadas arquitecturas de conmutación y selección de rutas, como el Modo de Transferencia Asíncrono (ATM) y el Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP) que son la base de la denominada autopista de la información. También se desarrollan otras formas de utilización del espectro de la radio (transmisión tradicional, transmisión directa por satélite, microondas, telefonía celular digital) así como el cable coaxial y la fibra óptica, lo que ofrece una gran variedad de tecnologías de transmisión que posibilita la comunicación entre usuarios móviles.


Quinta generación (del presente al futuro)


Definir la quinta generación de ordenadores es todavía prematuro. Los recientes avances en ingeniería e inteligencia artificial han hecho posible el reconocimiento de voz, la imitación del razonamiento humano, la traducción y resúmenes automáticos, los agentes inteligentes, etc. y están sobre el tapete otras funciones como que los ordenadores aprendan de sus propias experiencias, interpreten el contexto y el significado, etc. Ejemplos de estos ordenadores de quinta generación son los sistemas expertos que ayudan a los médicos en la realización de diagnósticos aplicando cierto pasos en la resolución de problemas. Otros avances vienen determinados por mejoras tecnológicas como el procesamiento en paralelo que permite que muchas CPUs trabajen en conexión, o la utilización de superconductores que permiten que el flujo de información adquiera gran velocidad. Ya se habla de ordenadores cuánticos y del qbit o bit cuántico. Los ordenadores cuánticos almacenan la información en forma de qbits, que son estados cuánticos que representan unos y ceros. El cero y el uno podrían corresponder al estado del spin de un átomo o un electrón, lo curioso es que el átomo puede encontrarse en una superposición de ambos estados, cero y uno a la vez. Un estado cuántico es una combinación de ubicación y celeridad imposible de medir con absoluta precisión ya que una misma partícula puede estar en varios sitios a la vez o permanecer en distintos estados cuánticos. Ya se han construido ordenadores cuánticos que contienen cuatro qbits, esto es, cuatro átomos dentro de una molécula y se ha logrado operar la suma de 1+1, todo un logro que jamás Werner Heisenberg hubiera imaginado llevar a la práctica.

El desarrollo de la nanotecnología ha hecho posible la existencia de un prototipo de ordenador "AIO Card" (All In One), del tamaño de una tarjeta de crédito que funciona con energía solar y una pantalla de papel electrónico e-ink.

(Para conocer al detalle qué son, cómo funcionan y cuáles son los componentes de los ordenadores, se puede consultar la página ¿Cómo funcionan las computadoras? http://fotos.sureste.com/Infografias.asp que, a través de una serie de infografías, nos muestra de forma concisa, clara y muy gráfica, todas estas cuestiones).

La imagen de la derecha ha sido extraída de la web: http://fotos.sureste.com/Infografias.asp
Las imágenes pertenecen a: Diario de Yucatán y Compañía Tipográfica Yucateca, S.A. de C.V. Para ver la imagen a tamaño real, pinchar sobre ella).




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