Computadores digitales

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FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN

Tema 1: Computadores Digitales

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Tema 1

Computadores Digitales

Asignatura

Fundamentos de Programación

Documento preparado por

Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann

Docente: Ing. Freeman Hugo Llamozas Escalante

EL material presentado en este documento ha sido preparado por la Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental y constituye una recopilación de información para la asignatura de Fundamentos de Programación. Todas las fuentes se encuentran debidamente citadas en el silabo de la asignatura, así como en las diferentes notas que pueden mostrarse al pie del documento. Los derechos de autor de la elaboración del presente documento se le atribuye al docente asignado

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Es la actualidad vivimos en un mundo digital, ya no es una elección el saber más cobre uso de la tecnología como antiguamente sucedía, ya se ha convertido en una necesidad que se nos atribuye constantemente como por obligación el reconocimiento de herramientas tecnológicas facilitando así la forma de enseñanza y aprendizaje en una ere en donde se pinta como analfabeto a aquella persona que no presenta prueba alguna del conocimiento y empleo de herramientas tecnológicas, demostrando que la sociedad ha avanzado tan rápido y que depende del ser humano avanzar con forme al nuevo desarrollo tecnológico.

1. La Historia de los Computadores

La computadora, también denominada computador u ordenador, es una maquina electrónico digital que ejecuta comandos para convertirlos en datos convenientes y útiles, todo computador está conformado de dos partes importantes, el hardware y el software; el hardware que ve toda la parte física del computador y el software que inspecciona la parte intangible.

Lejos de ser un invento de una persona en particular, la computadora es el resultado evolutivo de ideas de muchas personas relacionadas con áreas como la electrónica, mecánica, lógica, algebra y programación; desde las primeras herramientas que utilizo el ser humano para facilitar los cálculos se tiene:

1. El ábaco; se utilizaba en las antiguas civilizaciones alrededor de los años 2700 a.C. fue la primera herramienta que ayudaba a realizar operaciones aritméticas sencillas como sumas y restas con gran facilidad, está construido en madera y cuenta con una serie de varillas insertadas, por las que corren una serie de bolas movibles, consta de 2 partes; en la parte de arriba cada varilla tiene dos cuentas y en la abajo con cinco; las cuentas de abajo vales 1 y las de arriba valen 5. Posterior al ábaco se inventaron maquinas mecánicas que ayudaron en los cálculos aritméticos como la pascalina que fue inventada por Blaise Pascal, la regla del cálculo inventada por Edmund Gunter. [pic 9]
2. La máquina analítica; inventada por el matemático británico Charles Babbage en 1833 tuvo un funcionamiento mecánico, la maquina no pudo construirse debido a razones de índole política pues hubo detractores por un posible uso de la máquina para fines bélicos, el diseño de esta máquina fue en base a la maquina diferencial y su objetivo era calcular logaritmos y funciones trigonométricas evaluando polinomios por aproximación, esta máquina debería haber funcionado con un motor a vapor y mediría entre 30m de largo y 10 de ancho.[pic 10]
3. La máquina tabuladora; inventada por el norteamericano Herman Hollerith en 1890, aprovechando algunas de las ideas de Babbage, basado en un sistema de tarjetas perforadoras eléctricas y basado en la lógica de Boole, esta máquina se utilizó para tabular el censo de aquel año en Estados Unidos, la maquina tenía un lector de tarjetas, un contador, un clasificador y un tabulador; con este éxito Hollerith funda su compañía Tabulating Machine Company que posteriormente se convertiría en IBM (International Busniess Machines). [pic 11]
4. La Millonaria; en 1893 el científico e ingeniero suizo Otto Steiger desarrolla la primera calculadora automática que se fabricó y empleo a gran escala, realizaba operaciones aritméticas fácilmente, los números se ingresaban a través del teclado que poseía, siempre indicando en el caso de la multiplicación los multiplicandos y en el de la división del dividendo y divisor.[pic 12]
5. La máquina de Turing; en 1936 el matemático y computólogo Alan Turing formaliza el concepto de algoritmos. Que es un dispositivo que manipula símbolos sobre una tira de cinta de acuerdo con una tabla de reglas, originalmente fue definida como “máquina automática”, la máquina de Turing ayudo a los científicos a entender los límites del cálculo mecánico. Siendo una caja negra (tan simple como una máquina de escribir), capaz de leer y escribir un alfabeto de símbolos finito a partir de una cantidad finita pero muy grande de cinta de papel. [pic 13]
6. Z1; inventada en 1938 por el ingeniero alemán Konrad Zuse y es la primera computadora que se puede considerar como tal, tiene un funcionamiento electromecánico y utilizando relés, era programable (mediante cinta perforada) y usaba un sistema binario y lógica booleana, sin embargo, carecía de confiabilidad en la operación posteriormente se fabricaron modelos que mejoraron sus características como la Z2 y Z3; entre las especificaciones de la Z1 se puede mencionar:[pic 14]

• Memoria de 64 palabras de 22 bits
• Velocidad de 1Hz
• Registros: dos registros de coma flotante de 22 bits cada uno
• Unidad aritmética; 4 operaciones básicas
• Peso 1000 Kg
• Velocidad media de cálculo; suma en 5 segundos y multiplicación en 10 segundos.
• Entrada y salida; números decimales en coma flotante

1. Colossus; en 1944 fue construida en Inglaterra, es uno de los primeros dispositivos calculadores electrónicos usado mayormente para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la segunda guerra mundial, originalmente diseñada por Tomy Flowers, el Colossus Mark II se instaló en junio de 1944 llegándose a construir 10 hasta el final de la guerra. Las características del colossus con respecto a su fabricación son:[pic 15]

• Constaba con 1500 válvulas electrónicas en la versión Mark 1 y en la versión Mark 2 contaba con 2400 válvulas siendo más rápida que su predecesora.
• Contaba con una cinta que generaba los patrones electrónicamente y procesaba 5000 caracteres por segundo.
• Sus circuitos permitían efectuar operaciones Booleanas y efectuar operaciones aritméticas en binario.
• Era totalmente automática y tenía una memoria de cinco caracteres de cinco bits cada uno, los cuales se almacenaban en un registro especial.
• Pesaba 5 toneladas y tenía una dimensión de 2 mts de alto, 5 mts de ancho y 3 mts de profundidad.

1. ENIAC; desarrollada en la universidad de Pensilvania en 1947, la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), funcionaba a válvulas y fue considerada la primera computadora electrónica de propósito general. Esta máquina era una maquina Turing completa y mejorada y susceptible de ser reprogramada para resolver una extensa clase de problemas numéricos; inicialmente fue diseñada para calcular tablas de tiro de artillería, era totalmente digital, ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en lenguaje máquina, las características de la ENIAC con respecto a su fabricación son:

• Utilizaba válvulas termoiónicas de base octal, utilizando funciones lógicas, aunque las válvulas se estropeaban frecuentemente con su uso debido a que se fundían a tanta utilidad diaria. La mayoría de estos fallos ocurría mediante el encendido o apagado de la ENIAC.
• La ENIAC podía resolver 5000 sumas o 300 multiplicaciones en 1 segundo.
• Tenía un peso de 27 toneladas, y unas dimensiones de 2,4m x 0,9m x 25m; teniendo un espacio de 63 metros cuadrados; su construcción estaba basada en 17468 válvulas electrónicas, 6000 interruptores, 7200 diodos de cristal, 1500 relés, 70000 transistores, 10000 capacitores.

1. IBM PC; posterior a la construcción de la ENIAC la empresa IBM en 1953 inicia con la fabricación de sus equipos es así que sale inicialmente la IBM 650, que amplía el uso del lenguaje ensamblador para la programación de las computadoras, se reemplazaban las viejas válvulas de las anteriores por los transistores marcando el inicio de la segunda generación de computadoras.  En 1964 y ya con la creación de los circuitos integrados, IBM lanza la IBM 360 que marca el inicio de la tercera generación de computadores, en la que las placas de circuitos impresos con múltiples componentes elementales pasan a ser reemplazadas con placas de circuitos integrados. Ya posteriormente se inventa el procesador por parte de Intel y IBM lanza la IBM PC que es la computadora personal en 1981 convirtiéndose en un éxito comercial y marcando la revolución de la computación personal.[pic 16][pic 17][pic 18]

1. La Historia de los Sistemas Operativos

la informática como se conoce hoy en día, surgió a raíz de la II Guerra Mundial, en ese entonces no existía el concepto de “Sistema Operativo” y los programadores interactuaban directamente con el hardware de las computadoras, utilizando el lenguaje maquina (lenguaje binario).

El concepto de sistema operativo surge en la década de los 50 (Sistema Bach). Siendo el primer sistema operativo de la historia creado en 1956 para un ordenador IBM 704, y básicamente lo único que hacía era comenzar la ejecución de un programa cuando el anterior terminaba.

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