Historia de la Computadora
Orígenes de la Computación
La primera máquina de calcular mecánica, precursora del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Este dispositivo utilizaba ruedas de diez dientes, representando cada diente un dígito del 0 al 9, conectadas para sumar números. En 1670, Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina, añadiendo la capacidad de multiplicar.
El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó placas de madera perforadas para controlar el tejido. En la década de 1880, Herman Hollerith usó tarjetas perforadas similares para procesar datos del censo de 1890 en Estados Unidos.
Charles Babbage y la Máquina Analítica
En el siglo XIX, Charles Babbage sentó las bases de la computadora digital moderna. Inventó máquinas como la máquina diferencial para resolver problemas matemáticos complejos. Muchos consideran a Babbage y a su socia, Augusta Ada Byron, como los verdaderos inventores de la computadora digital moderna.
Su máquina analítica, aunque no se materializó con la tecnología de la época, poseía características de un ordenador moderno: entrada de datos (tarjetas perforadas), memoria, procesador y una impresora.
Generaciones de Computadoras
Primera Generación (1946-1955)
Basadas en válvulas de vacío, de gran tamaño, para uso científico y militar. Lenguaje máquina, sin sistema operativo, almacenamiento en tarjetas perforadas. Ejemplos: ENIAC y UNIVAC 1, IBM 704.
Segunda Generación (1955-1965)
Transistores reemplazan las válvulas de vacío, reduciendo el tamaño. Lenguajes de alto nivel (Cobol, Algol, Fortran). Memorias de núcleos de ferrita, cintas y tambores magnéticos. Ejemplo: IBM 1401.
Tercera Generación (1964-1974)
Circuitos integrados miniaturizan aún más las computadoras. Evolución del software y sistemas operativos. Discos magnéticos. Multiprogramación. Memorias de semiconductores. Ejemplo: IBM 370.
Cuarta Generación (1974-1983)
Microprocesadores (CPU en un solo circuito integrado). Aparición de las PC. Disquetes (floppy disks). Redes de computadoras. Primer microprocesador: Intel 4004 (1971). Memorias de semiconductores (RAM).
Quinta Generación (1983-Presente)
Enfoque en la comunicación en lenguaje natural e inteligencia artificial. Procesamiento en paralelo. Japón y Estados Unidos lideraron el desarrollo.
Arquitectura de la Computadora
Unidad Central de Procesos (CPU)
El cerebro del ordenador. Controla y gobierna el sistema. Interpreta y ejecuta instrucciones, procesa datos. Componentes:
Registros Internos del Microprocesador
Celdas de memoria de alta velocidad para almacenamiento temporal de datos durante las operaciones. Tamaño del registro (8, 16, 32 bits) indica la cantidad de bits que el procesador manipula a la vez.
Unidad de Control
- Interpreta y ejecuta instrucciones.
- Componentes: Contador de programa (CP), Registro de instrucción (RI), Registro de dirección de memoria (RDM), Registro de intercambio de memoria, Flags, Registro de pila, Registro de índice.
Unidad Aritmético Lógica (UAL)
Realiza operaciones aritméticas y lógicas. Necesita el código de operación, direcciones de memoria de operandos y dirección de memoria para el resultado.
Buses de Comunicación
Líneas eléctricas u ópticas para la comunicación entre las unidades del ordenador:
Bus de Datos
Intercambio de datos entre CPU y otras unidades. Velocidad en MHz o GHz. Tamaño en bits (8, 16, 32, 64 bits).
Bus de Direcciones
Transmite direcciones entre CPU y memoria. Determina la cantidad de memoria direccionable.
Bus de Control
Genera impulsos eléctricos para controlar los demás elementos.
Memoria Principal (RAM)
Almacena programas y datos en ejecución. Volátil (pierde información al apagar el ordenador). Formada por celdas de 8 bits (1 byte). Capacidad en KB, MB, GB, etc.