DESARROLLO DE LAS COMPUTADORAS

Desarrollo de los ordenadores

1930. Teoría de la computación. Base de la teoría moderna de los calculadores modernos. Se demostraban cosas que podía hacer la máquina y cosas que no.

1940. Primera calculadora electromecánica, que ejecutaba operaciones automáticamente, codificadas previamente en cinta perforada en papel. Inventada en la Universidad de Harvard y se le llamó MARK-1.

1945. El ENAC, primera calculadora electrónica. Utilizaba tubos de vacío. Más rápida. Desarrollada en la Universidad de Pensilvania. Esta máquina no tenía almacenamiento de instrucciones, se introducían a través de un tablero de comunicaciones. Máquina especializada en balística.

1952. El mismo equipo diseña una máquina que podía almacenar instrucciones y utilizaba números binarios para operaciones aritméticas.

Como continuación de estos prototipos universitarios surgen las primeras calculadoras de uso comercial. La primera la UNIVAC, que utilizaba cinta magnética y podía procesar datos alfanuméricos.

Todo este tipo de máquinas son consideradas como la primera generación.

1948. Aparece el transistor como sustituto del tubo de vacío. Más barato, más pequeño y apenas generaba calor. Revolución en la arquitectura de los aparatos electrónicos y sobre todo en los ordenadores. Comienzan a producirse en 1959, la segunda generación.

El paso de la segunda a la tercera generación se produce en 1964 con la aparición de los microcircuitos integrados de estado sólido (chips), que permiten más velocidad, más potencia de cálculo y más fiabilidad. Además desarrollo de software que permite uso más fácil del ordenador y desarrollo de sistemas operativos más potentes que permiten la multiprogramación y el multiproceso. Aparecen las familias de ordenadores (permiten realizar programas en una máquina y ser válidos para el resto de máquinas de la misma familia.

La cuarta generación. Aparecen las redes de ordenadores.

Etapas importantes en la arquitectura

1946. Tubo de vacío. Mucho más rápido que los relés.

1948. Transistor. 10 años de investigación para perfeccionar una producción masiva.

1946. Lógica del estado sólido. Técnicas para insertar diminutos circuitos en módulos de cerámica de media pulgada.

1970. Circuitos integrados. No se basan solo en transistores sino también en la tecnología monolítica a gran escala: compresión de los transistores y circuitos en una microplaquetas.

EL ORDENADOR

Componente principal de un proceso electrónico de datos.

Los ordenadores electrónicos utilizan componentes y circuitos electrónicos, en lugar de piezas mecánicas movidas por motores eléctricos.

Tipos

El cálculo de las operaciones matemáticas puede realizarse de dos formas: analógica o digital. Los analógicos representan los números y cantidades así como los procesos de cálculo por variaciones de intensidad de corriente o variaciones de voltaje. Los digitales representan números por variaciones discretas de componentes físicos.

La velocidad de proceso en los ordenadores analógicos depende de la propagación de la corriente eléctrica mientras que los digitales dependen de la existencia de dispositivos electromagnéticos que disponen de límite de arranque, parada y movimiento.

Prácticamente hoy los ordenadores son de técnica digital aunque muchos son híbridos.

Componentes

Unidades de entrada, de salida, de control, Unidad Aritmético Lógica, memoria principal, memorias de almacenamiento externo.

El conjunto de la unidad de control, UAL y memoria principal es la Unidad Central de Proceso (CPU).

A medida que se van añadiendo cosas a un ordenador pasamos del microprocesador (CPU), a microordenador y microcomputador.

En la CPU no se pueden procesar los datos y producir información significativa sin la ayuda de otras unidades: de entrada, de salida, de almacén de datos (periféricos).

- Microprocesador

Circuito integrado en el que reside la CPU.

En 1970 Intel desarrolla el primero. Diseño de un componente universal (funcionamiento no condicionado por el conexionado de sus componentes)nace el 4004.

• UAL: encargada de operar con los datos efectuando operaciones aritméticas y lógicas.

• Acumuladores: registro que almacena el resultado de las operaciones de la UAL.

• Contador del programa: indica la dirección de memoria.

• Registro de instrucción: almacena el código de la operación de la instrucción a ejecutar.

• Control: genera señales adecuadas para ejecutar la instrucción decodificada.

• Flags: señales que indican algún evento resultado de las operaciones de la UAL.

• Puntero de stock: registro que direcciona una zona de memoria destinada a contener direcciones de retorno de subrutinas.

Todos estos elementos están unidos por un bus interno. Hay tres tipos: bus de datos, de control y de instrucciones.

Todas las operaciones se realizan en tiempos preestablecidos cuya secuencia y duración las marca un reloj.

- Microcomputador

Conjunto formado por microprocesador, memoria RAM, memoria ROM y dispositivos de entrada y salida. Suele estar formado por una placa de circuitos impresos.

- Microordenador

El microcomputador más los periféricos. Los hay de entrada, salida y entrada/salida.

Estructura de un ordenador

- Flujo de datos: datos de entrada (valores iniciales), de proceso (resultados parciales) y de salida.

Los datos de entrada se alojan en la memoria principal y están ahí a disposición de la UAL, donde se obtienen resultados parciales que se vuelven a almacenar en la memoria principal, volviendo a la UAL cuando sea necesario. Los datos finales quedan almacenados en la memoria principal, y finalmente son enviados a las unidades de salida.

- Flujo de instrucciones: las instrucciones se almacenan en la memoria principal y son enviadas a través de las unidades de entrada. Después se envían a la unidad de control donde se interpretan y se generan las órdenes para que se ejecute la instrucción.

- Flujo de control: la unidad de control por sí sola no ejecuta instrucciones sino que desde ella se emiten señales a las otras unidades para ejecutarlas.

Velocidad de proceso: suele medirse examinando la duración del ciclo de reloj de la CPU (tiempo recorrido para tener acceso a un carácter desde la memoria), más la velocidad de transformación de la información.

Velocidad de transferencia de datos: velocidad con que los datos entran y salen de la CPU desde o hacia los periféricos.

- Canales

Los periféricos se conectan a la CPU a través de ellos. Bajo

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