Origen y evolucin del computadorAntecedentes historicos del computadorLa primera mquina de calcular mecnica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemtico francs Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dgito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podan sumarse nmeros hacindolas avanzar el nmero de dientes correcto. En 1670 el filsofo y matemtico alemn Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccion esta mquina e invent una que tambin poda multiplicar.El inventor francs Joseph Marie Jacquard, al disear un telar automtico, utiliz delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseos complejos. Durante la dcada de 1880 el estadstico estadounidense Herman Hollerith concibi la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consigui compilar la informacin estadstica destinada al censo de poblacin de 1890 de Estados Unidos mediante la utilizacin de un sistema que haca pasar tarjetas perforadas sobre contactos elctricos.El mundo de la alta tecnologa nunca hubiera existido de no ser por el desarrollo del ordenador o computadora. Toda la sociedad utiliza estas mquinas, en distintos tipos y tamaos, para el almacenamiento y manipulacin de datos. Los equipos informticos han abierto una nueva era en la fabricacin gracias a las tcnicas de automatizacin, y han permitido mejorar los sistemas modernos de comunicacin. Son herramientas esenciales prcticamente en todos los campos de investigacin y en tecnologa aplicada.La mquina analticaTambin en el siglo XIX el matemtico e inventor britnico Charles Babbage elabor los principios de la computadora digital moderna. Invent una serie de mquinas, como la mquina diferencial, diseadas para solucionar problemas matemticos complejos.Muchos historiadores consideran a Babbage y a su socia, la matemtica britnica Augusta Ada Byron (1815-1852), hija del poeta ingls Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora digital moderna.La tecnologa de aquella poca no era capaz de trasladar a la prctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la mquina analtica, ya tena muchas de las caractersticas de un ordenador moderno.Inclua una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemticas y una impresora para hacer permanente el registro.Considerada por muchos como predecesora directa de los modernos dispositivos de clculo, la mquina diferencial era capaz de calcular tablas matemticas. Este corte transversal muestra una pequea parte de la ingeniosa mquina diseada por el matemtico britnico Charles Babbage en la dcada de 1820. La mquina analtica, ideada tambin por Babbage, habra sido una autntica computadora programable si hubiera contado con la financiacin adecuada. Las circunstancias quisieron que ninguna de las mquinas pudieran construirse durante su vida, aunque esta posibilidad estaba dentro de la capacidad tecnolgica de la poca. En 1991, un equipo del Museo de las Ciencias de Londres consigui construir una mquina diferencial N 2 totalmente operativa, siguiendo los dibujos y especificaciones de Babbage.Los primeros ordenadoresLos ordenadores analgicos comenzaron a construirse a principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los clculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas mquinas se evaluaban las aproximaciones numricas de ecuaciones demasiado difciles como para poder ser resueltas mediante otros mtodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron sistemas informticos analgicos, primero mecnicos y ms tarde elctricos, para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo a distancia de las bombas en la aviacin.Ordenadores electrnicosDurante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de cientficos y matemticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consider el primer ordenador digital totalmente electrnico: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 vlvulas o tubos de vaco, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford Berry ya haban construido un prototipo de mquina electrnica en el Iowa State College (EEUU). Este prototipo y las investigaciones posteriores se realizaron en el anonimato, y ms tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador numrico electrnico (en ingls ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Computer) en 1945. El ENIAC, que segn se demostr se basaba en gran medida en el ordenador Atanasoff-Berry (en ingls ABC, Atanasoff-Berry Computer), obtuvo una patente que caduc en 1973, varias dcadas ms tarde.La primera computadora electrnica comercial, la UNIVAC I, fue tambin la primera capaz de procesar informacin numrica y textual. Diseada por J. Presper Eckeret y John Mauchly, cuya empresa se integr posteriormente en Remington Rand, la mquina marc el inicio de la era informtica. En la ilustracin vemos una UNIVAC. La computadora central est al fondo, y en primer plano puede verse al panel de control de supervisin. Remington Rand entreg su primera UNIVAC a la Oficina del Censo de Estados Unidos en 1951.El eniacEl ENIAC contena 18.000 vlvulas de vaco y tena una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y deba ser modificado manualmente. Se construy un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemtico hngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecucin y permita resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador.A finales de la dcada de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marc el advenimiento de elementos lgicos ms pequeos, rpidos y verstiles de lo que permitan las mquinas con vlvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energa y tienen una vida til ms prolongada, a su desarrollo se debi el nacimiento de mquinas ms perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generacin. Los componentes se hicieron ms pequeos, as como los espacios entre ellos, por lo que la fabricacin del sistema resultaba ms barata.Circuitos miles de transistores interconectados soldados sobre un nico sustrato de silicio.Los circuitos integrados han hecho posible la fabricacin del microordenador o microcomputadora. Sin ellos, los circuitos individuales y sus componentes ocuparan demasiado espacio integradosA finales de la dcada de 1960 apareci el circuito integrado (CI), que posibilit la fabricacin de varios transistores en un nico sustrato de silicio en el que los cables de interconexin iban soldados. El circuito integrado permiti una posterior reduccin del precio, el tamao y los porcentajes de error. El microprocesador se convirti en una realidad a mediados de la dcada de 1970, con la introduccin del circuito de integracin a gran escala (LSI, acrnimo de Large Scale Integrated) y, ms tarde, con el circuito de integracin a mayor escala (VLSI, acrnimo de Very Large Scale Integrated), con varios como para poder conseguir un diseo compacto. Tambin llamado chip, un circuito integrado tpico consta de varios elementos como restatos, condensadores y transistores integrados en una nica pieza de silicio. En los ms pequeos, los elementos del circuito pueden tener un tamao de apenas unos centenares de tomos, lo que ha permitido crear sofisticadas computadoras del tamao de un cuaderno. Una placa de circuitos de una |computadora tpica incluye numerosos circuitos integrados interconectados entre s.Evolucin cronolgica de la computadoraLa necesidad del hombre de encontrar mtodos rpidos y efectivos para resolver sus clculos y su gran inventiva lo llevaron a travs de los siglos al desarrollo de lo que hoy conocemos como la computadora. Desde el baco hasta las computadoras personales stas han tenido una gran influencia en diferentes aspectos de nuestro diario vivir, mejorando nuestra calidad de vida y abriendo puertas que antes eran desconocidas para la humanidad.500 AC: bacoEl primer calculador de tipo mecnico fue ideado en Babilonia alrededor de 500 A.C. Este dispositivo mecnico llamado baco consista de un sistema de barras y poleas con lo cual se podan efectuar diferentes tipos de clculos aritmticos.1622: Oughtred presenta la regla de clculoHacia 1622, el matemtico ingls William Oughtred utiliz los recin inventados logaritmos para fabricar un dispositivo que simplificaba la multiplicacin y la divisin. Consista en dos reglas graduadas unidas que se deslizaban una sobre otra.1642: Primera mquina de sumarEl matemtico y filsofo francs Blaise Pascal tena diecinueve aos cuando construy la primera mquina sumadora del mundo en 1642. Utilizaba un engranaje de ruedas dentadas como contadores. El dispositivo llevaba 1 automticamente al llegar a las decenas y tambin poda emplearse para restar.1834: Primera computadora digital programableEn 1834 el cientfico e inventor ingls Charles Babbage realiz los esquemas de un dispositivo el cual llam mquina analtica lo que en realidad era una computadora de propsitos generales. Esta mquina era programada por una serie de tarjetas perforadas que contenan datos o instrucciones las cuales pasaban a travs de un dispositivo de lectura, eran almacenados en una memoria y los resultados eran reproducidos por unos moldes. Esta mquina superaba por mucho la tecnologa de su tiempo y nunca se termin.1850: Primera sumadora de tecladoEl teclado apareci en una mquina inventada en Estados Unidos en 1850. Podan sumarse una secuencia de dgitos pulsando unas teclas sucesivas. Cada tecla alzaba un eje vertical a cierta altura y la suma quedaba indicada por la altura total.

Ordenadores analgicosEl ordenador analgico es un dispositivo electrnico o hidrulico diseado para manipular la entrada de datos en trminos de, por ejemplo, niveles de tensin o presiones hidrulicas, en lugar de hacerlo como datos numricos. El dispositivo de clculo analgico ms sencillo es la regla de clculo, que utiliza longitudes de escalas especialmente calibradas para facilitar la multiplicacin, la divisin y otras funciones. En el tpico ordenador analgico electrnico, las entradas se convierten en tensiones que pueden sumarse o multiplicarse empleando elementos de circuito de diseo especial. Las respuestas se generan continuamente para su visualizacin o para su conversin en otra forma deseada.Ordenadores digitalesTodo lo que hace un ordenador digital se basa en una operacin: la capacidad de determinar si un conmutador, o puerta, est abierto o cerrado. Es decir, el ordenador puede reconocer slo dos estados en cualquiera de sus circuitos microscpicos: abierto o cerrado, alta o baja tensin o, en el caso de nmeros, 0 o 1. Sin embargo, es la velocidad con la cual el ordenador realiza este acto tan sencillo lo que lo convierte en una maravilla de la tecnologa moderna. Las velocidades del ordenador se miden en megahercios, o millones de ciclos por segundo. Un ordenador con una velocidad de reloj de 100 MHz, velocidad bastante representativa de un microordenador o microcomputadora, es capaz de ejecutar 100 millones de operaciones discretas por segundo. Las microcomputadoras de las compaas pueden ejecutar entre 150 y 200 millones de operaciones por segundo, mientras que las supercomputadoras utilizadas en aplicaciones de investigacin y de defensa alcanzan velocidades de miles de millones de ciclos por segundo.La velocidad y la potencia de clculo de los ordenadores digitales se incrementan an ms por la cantidad de datos manipulados durante cada ciclo. Si un ordenador verifica slo un conmutador cada vez, dicho conmutador puede representar solamente dos comandos o nmeros. As, ON simbolizara una operacin o un nmero, mientras que OFF simbolizar otra u otro. Sin embargo, al verificar grupos de conmutadores enlazados como una sola unidad, el ordenador aumenta el nmero de operaciones que puede reconocer en cada ciclo. Por ejemplo, un ordenador que verifica dos conmutadores cada vez, puede representar cuatro nmeros (del 0 al 3), o bien ejecutar en cada ciclo una de las cuatro operaciones, una para cada uno de los siguientes modelos de conmutador: OFF-OFF (0), OFF-ON (1), ON-OFF (2) u ON-ON (3). En general, los ordenadores de la dcada de 1970 eran capaces de verificar 8 conmutadores simultneamente; es decir, podan verificar ocho dgitos binarios, de ah el trmino bit de datos en cada ciclo.Un grupo de ocho bits se denomina byte y cada uno contiene 256 configuraciones posibles de ON y OFF (o 1 y 0). Cada configuracin equivale a una instruccin, a una parte de una instruccin o a un determinado tipo de dato; estos ltimos pueden ser un nmero, un carcter o un smbolo grfico. Por ejemplo, la configuracin 11010010 puede representar datos binarios, en este caso el nmero decimal 210 , o bien estar indicando al ordenador que compare los datos almacenados en estos conmutadores con los datos almacenados en determinada ubicacin del chip de memoria. El desarrollo de procesadores capaces de manejar simultneamente 16, 32 y 64 bits de datos ha permitido incrementar la velocidad de los ordenadores. La coleccin completa de configuraciones reconocibles, es decir, la lista total de operaciones que una computadora es capaz de procesar, se denomina conjunto, o repertorio, de instrucciones. Ambos factores, el nmero de bits simultneos y el tamao de los conjuntos de instrucciones, contina incrementndose a medida que avanza el desarrollo de los ordenadores digitales modernos.Evolucin futuraUna tendencia constante en el desarrollo de los ordenadores es la microminiaturizacin, iniciativa que tiende a comprimir ms elementos de circuitos en un espacio de chip cada vez ms pequeo. Adems, los investigadores intentan agilizar el funcionamiento de los circuitos mediante el uso de la superconductividad, un fenmeno de disminucin de la resistencia elctrica que se observa cuando se enfran los objetos a temperaturas muy bajas.Las redes informticas se han vuelto cada vez ms importantes en el desarrollo de la tecnologa de computadoras. Las redes son grupos de computadoras interconectados mediante sistemas de comunicacin. La red pblica Internet es un ejemplo de red informtica planetaria. Las redes permiten que las computadoras conectadas intercambien rpidamente informacin y, en algunos casos, compartan una carga de trabajo, con lo que muchas computadoras pueden cooperar en la realizacin de una tarea. Se estn desarrollando nuevas tecnologas de equipo fsico y soporte lgico que acelerarn los dos procesos mencionados.Otra tendencia en el desarrollo de computadoras es el esfuerzo para crear computadoras de quinta generacin, capaces de resolver problemas complejos en formas que pudieran llegar a considerarse creativas. Una va que se est explorando activamente es el ordenador de proceso paralelo, que emplea muchos chips para realizar varias tareas diferentes al mismo tiempo. El proceso paralelo podra llegar a reproducir hasta cierto punto las complejas funciones de realimentacin, aproximacin y evaluacin que caracterizan al pensamiento humano. Otra forma de proceso paralelo que se est investigando es el uso de computadoras moleculares. En estas computadoras, los smbolos lgicos se expresan por unidades qumicas de ADN en vez de por el flujo de electrones habitual en las computadoras corrientes.