1 Introducción a los ComputadoresSAN FRANCISCO JAVIER ORQUIDEAS SEMANA 1 Evolución de los Computadores generaciones tecnológicas

2 Introducción: ¿QUE ES UN COMPUTADOR ?Un computador es una máquina electrónica programable, capaz de recibir, almacenar, procesar y entregar información en la forma, medio y oportunidad requerida por el usuario. SEMANA 1

3 Antecedentes históricosCONTENIDOS Antecedentes históricos Máquinas mecánicas: las computadoras de Charles Babbage. Máquinas electromecánicas: el computador de Konrad Zuse. Generaciones tecnológicas Primera generación: válvulas Segunda generación: transistores Tercera generación: circuitos integrados Cuarta generación: microprocesadores ¿Quinta generación?: el microprocesador como elemento básico SEMANA 1

4 Antecedentes históricosPrimer reto: operaciones Básicas. El ábaco: primer instrumento para calcular. Tablilla dividida en varias columnas. Cada una con un conjunto de cuentas engarzadas en una varilla. Su origen se remonta a los siglos III o IV a. de C. SEMANA 1

5 Antecedentes HistóricosMáquina aritmética Desarrollada por Blas Pascal (1642, a los 18 años) Constaba de un conjunto de ruedas dentadas, cada una de ellas numerada del 0 al 9. Al pasar una rueda del 9 al 0 avanzaba un diente de rueda La máquina de Leibnitz (1671) Realizaba las cuatro operaciones aritméticas. Basaba la multiplicación en sumas sucesivas. Perfecciona la de Pascal que solamente sumaba y restaba. Máquina aritmética SEMANA 1

6 Máquinas mecánicas Máquina de diferencias (abandonada,1822-1833)1ª Funciones de 2º grado con 6 cifras 2ª Funciones de 6º grado con 18 cifras Charles Babbage ( ) “Uno de los padres del computador actual” “Adelantado” para la tecnología de la época SEMANA 1

7 Máquinas Mecánicas Máquina analítica (Babbage 1831) SEMANA 1Permite ejecutar cualquier operación sin intervención humana en el proceso de cálculo. Consta de una memoria, una unidad aritmética, sistema de engranajes para transferir datos entre memoria y la unidad aritmética y un dispositivo para introducir y sacar datos de la Máquina Empleaba tarjetas perforadas para Programarse. Nunca llegó a construirse completamente. SEMANA 1

8 Máquinas electromecánicasHerman Hollerith ( ). Censo de los Estados Unidos Tarjetas perforadas Crea la empresa (TMC) que da lugar a IBM Konrad Zuse Construye (1941) el primer calculador universal programable (Z3). Trabaja en binario. SEMANA 1

9 MARK-I Howard Aiken Computador electromecánico. 1944 Mark-IImáquina de relés. Mark-III y Mark-IV máquinas de tubos de vacío con programa almacenado. SEMANA 1

10 1ª Generación: válvulas de vacíoVelocidad de proceso en ms. Disipación calorífica muy elevada Gran tamaño y poca capacidad Lenguaje máquina Sin sistema operativo SEMANA 1

11 1ª Generación: válvulas de vacíoABC: (Atanasoff-Berry-Computer ). Primero en emplear elementos electrónicos para resolver problemas matemáticos: sistemas de ecuaciones lineales. Primero en usar el sistema binario en computación Colossus: grupo de científicos ingleses con Alan Turin (1943). Ayudó a descifrar el código enigma de los alemanes. SEMANA 1

12 1ª Generación: válvulas de vacíoENIAC Electronic Numerical Integrator and Calculator. Eckert y Mauchly (1941) 1er computador electrónico de propósito general. Programa cableado Cálculo de tablas de fuego de artillería Operativo durante la II Guerra Mundial. Conocido en 1946 SEMANA 1

13 1ª Generación: válvulas de vacíoENIAC SEMANA 1

14 1ª Generación: válvulas de vacíoENIAC Características: 30 Tm tubos de vacío 100 Kw 100 Khz Operaciones: suma, resta, multiplicación y división (suma: 200s) 20 registros de 10 dígitos (2 pies/registro) Entrada/Salida de datos: Tarjetas perforadas John Mauchly SEMANA 1

15 1ª Generación: válvulas de vacíoPrimer informe sobre EDVAC: J. von Neumann. 1945 Bases de la Arquitectura von Neumann Programa almacenado Tubos de vacío Aritmética binaria 5 unidades: Entrada Memoria UAL Control Salida EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Eckert-Mauchly-von Neumann John von Neumann SEMANA 1

16 1ª Generación: válvulas de vacíoUNIVAC I - Remington-Rand Co. (Eckert-Mauchly Computer Co.) 1er computador comercial con éxito. 1951 48 sistemas $ SEMANA 1

17 2ª Generación: transistoresMenor tamaño, menor disipación de calor, mayor fiabilidad Primeros lenguajes de alto nivel: FORTRAN COBOL ALGOL Germen del primer. Sistema Operativo: procesamiento por lotes SEMANA 1

18 2ª Generación: transistoresExtensión de los computadores comerciales. Generalización de las memorias de ferritas. Mueble para almacenar una memoria de ferritas Memoria de ferritas SEMANA 1

19 2ª Generación: transistoresEjemplos: Innovadores, con poca repercusión comercial: UNIVAC LARC IBM STRETCH (o 7030) Burroughs D-825 ATLAS Comerciales: CDC 1604 y 3600 IBM 1410 PDP 1 de DEC Serie 1100 de Univac SEMANA 1

20 3ª Generación: circuitos integradosMenor tamaño, más baratos, menor consumo de energía Primera familia de computadores, compatibles a nivel de arquitectura: IBM360 Arquitectura de computadores: Supercomputadores: 6600 Datos de Control (Seymour Cray,1963). Minicomputadores: PDP-8 y PDP-11 Sistemas Operativos: multiprogramación y tiempo compartido. Lenguajes: lenguajes de alto nivel estructurado (Dijkstra, 1968) SEMANA 1

21 3ª Generación: circuitos integradosIBM 360 Amdahl, Blaauw y Brooks (1964) MP con núcleos de ferrita UCP con CI de MSI y SSI Juego de instrucciones CISC Registros de propósito general Instrucciones registro memoria Memoria caché Protección de memoria Multiprogramación SEMANA 1

22 3ª Generación: circuitos integradosCDC Control Data Co. - Cray Considerado el Primer supercomputador Segmentación en las unidades funcionales SEMANA 1

23 3ª Generación: circuitos integradosPDP - DEC (1964-) MP y UCP con CI de MSI y SSI Memoria caché Minicomputadores PDP-8 Palabras de 12 bits u. vendidas PDP-11 Palabras de 16 bits SEMANA 1

24 4ª Generación: microprocesadoresMicroprocesadores y memorias de semiconductor. 1971: 1er microprocesador, INTEL 4004 (4 bits) 8 bits: Intel , Motorola 6800 y Zilog Z-80 16 bits: Intel , Motorola y Z-8000 32 bits: Intel 80386, Motorola 68030 Computadores personales y estaciones de trabajo SEMANA 1

25 4ª Generación: microprocesadoresOtras aplicaciones: electrodomésticos, equipos de música y vídeo, etc. Arquitectura RISC (MIPS R2000, SPARC) Supercomputadores: computadores paralelos Lenguajes de programación: C y Ada Sistemas Operativos. Estandarización: UNIX Interfaces gráficas Generalización de las redes de computadores SEMANA 1

26 ¿5ª Generación?: microprocesadoresEl microprocesador como elemento básico La computación masivamente paralela La comunicación y las conexiones entre computadores como algo generalizado. Internet. Correo electrónico. World Wide Web.... SEMANA 1

27 Los ordenadores actualesIntegrados con millones de transistores Velocidades > GHz UAL y UC Microprocesador o CPU Memoria Principal (capacidad > Mega) Unidad de E/S en chipsets Diversidad y compatibilidad de periféricos (puertos USB) Interconectividad de sistemas SEMANA 1

28 Los ordenadores actualesSEMANA 1