5. Clasificación de los ordenadores.
Según el microprocesador En la actualidad se utilizan dos tipos principales de ordenadores: analógicos y digitales. Sin embargo, el término ordenador o computadora suele utilizarse para referirse exclusivamente al tipo digital. Los ordenadores analógicos aprovechan la similitud matemática entre las interrelaciones físicas de determinados problemas y emplean circuitos electrónicos o hidráulicos para simular el problema físico. Los ordenadores digitales resuelven los problemas realizando cálculos y tratando cada número dígito por dígito. Las instalaciones que contienen elementos de ordenadores digitales y analógicos se denominan ordenadores híbridos. Por lo general se utilizan para problemas en los que hay que calcular grandes cantidades de ecuaciones complejas, conocidas como integrales de tiempo. En un ordenador digital también pueden introducirse datos en forma analógica mediante un convertidor analógico digital, y viceversa (convertidor digital a analógico).
Ordenadores analógicos El ordenador analógico es un dispositivo electrónico o hidráulico diseñado para manipular la entrada de datos en términos de, por ejemplo, niveles de tensión o presiones hidráulicas, en lugar de hacerlo como datos numéricos. El dispositivo de cálculo analógico más sencillo es la regla de cálculo, que utiliza longitudes de escalas especialmente calibradas para facilitar la multiplicación, la división y otras funciones. En el típico ordenador analógico electrónico, las entradas se convierten en tensiones que pueden sumarse o multiplicarse empleando elementos de circuito de diseño especial. Las respuestas se generan continuamente para su visualización o para su conversión en otra forma deseada.
Ordenadores digitales Todo lo que hace un ordenador digital se basa en una operación: la capacidad de determinar si un conmutador, o ‘puerta’, está abierto o cerrado. Es decir, el ordenador puede reconocer sólo dos estados en cualquiera de sus circuitos microscópicos: abierto o cerrado, alta o baja tensión o, en el caso de números, 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 tecnología 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 compañías pueden ejecutar entre 150 y 200 millones de operaciones por segundo, mientras que las supercomputadoras utilizadas en aplicaciones de investigación y de defensa alcanzan velocidades de miles de millones de ciclos por segundo. La velocidad y la potencia de cálculo de los ordenadores digitales se incrementan aún más por la cantidad de datos manipulados durante cada ciclo. Si un ordenador verifica sólo un conmutador cada vez, dicho conmutador puede representar solamente dos comandos o números. Así, ON simbolizaría una operación o un número, mientras que OFF simbolizará otra u otro. Sin embargo, al verificar grupos de conmutadores enlazados como una sola unidad, el ordenador aumenta el número de operaciones que puede reconocer en cada ciclo. Por ejemplo, un ordenador que verifica dos conmutadores cada vez, puede representar cuatro números (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 década de 1970 eran capaces de verificar 8 conmutadores simultáneamente; es decir, podían verificar ocho dígitos binarios, de ahí el término 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 configuración equivale a una instrucción, a una parte de una instrucción o a un determinado tipo de dato; estos últimos pueden ser un número, un carácter o un símbolo gráfico. Por ejemplo, la configuración 11010010 puede representar datos binarios, en este caso el número decimal 210 (véase Sistemas numéricos), o bien estar indicando al ordenador que compare los datos almacenados en estos conmutadores con los datos almacenados en determinada ubicación del chip de memoria. El desarrollo de procesadores capaces de manejar simultáneamente 16, 32 y 64 bits de datos ha permitido incrementar la velocidad de los ordenadores. La colección 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 número de bits simultáneos y el tamaño de los conjuntos de instrucciones, continúa incrementándose a medida que avanza el desarrollo de los ordenadores digitales modernos.
Según la tecnología utilizada. Ordenadores de Primera Generación
Los primeros ordenadores fueron electromecánicos (basándose en relés). Aunque Jorge Stibz construyó en los laboratorios Bell una máquina programable que trabajaba con números complejos: El Complex Calculator (1949), se considera que el primer ordenador fue el Z3 (1941) del alemán Konrad Zuse. Le siguió el Mark I (1944) de Howard Aiken, construido en la Universidad de Hardward con la colaboración de IBM. Pesaba 5 toneladas y tenía más de 750000 piezas y 800 km de cable. Durante los años 50 Aiken trabajó activamente con investigadores españoles del Instituto de Electricidad y Automática del CSIC, fundado por Torres Quevedo.
La sustitución de los relés por tubos de vacío dio lugar a la Primera Generación de ordenadores electrónicos. El primero fue el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) de los estadounidenses John Eckert y John Mauchly (1945) que se aplicó en el cálculo de las trayectorias de proyectiles. Acabada la guerra se utilizó para calcular el número pi con unos 2000 decimales, y para hacer los primeros diseños de la bomba de hidrógeno. Tenía 18000 tubos y pesaba 30000 kg. Era 300 veces más rápido que el Mark I y sólo costaba 400000 dólares frente a los 5 millones del Mark Y. Sin embargo sólo tenía 20 registros de memoria, de 10 dígitos decimales; estaba pues muy lejos de cualquier ordenador personal de nuestros días.
Antes del ENIAC se crearon otras máquinas electrónicas; un pequeño calculador (1940) del físico John Atanasoff que no era automático ni programable, y varias máquinas británicas para descifrar los mensajes del ejército alemán, por ejemplo el Colossus (1943). La batalla legal por la palabra "Computer" la ganó en el año 1973 póstumamente Atanasoff. Echerk y Mauchly crearon la Electronic Control Co, que en 1950 fue adquirida por la Remington-Rand, allí diseñaron el primer ordenador electrónico de gestión, el UNIVAC (UNIversal Automatic Computer). El aparato tuvo gran éxito y copó el mercado, que hasta entonces había sido feudo de IBM. En respuesta IBM creó una serie de ordenadores excelentes, como el IBM 705 en 1952, desbancando a Univac, mediante una publicidad agresiva. El UNIVAC II no salió hasta 1958, cuando IBM ya había recobrado el liderato. De poco les había servido una fusión con Sperry Giroscope Co (1955) para crear la Sperry Rand Corporation. En 1945 mientras se construía el ENIAC, se incorporó al equipo el prestigioso matemático húngaro Johannes Von Neumann (1903-1957), el cual propuso que los programas se almacenasen en la memoria como si fuesen datos, y no en una memoria especial, como se hacía desde el diseño de Babbage, equipo que se iba a llamar EDVAC. Los informes fueron tan precisos que otros se adelantaron y así el primer ordenador tipo Von Neumann fue el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) construido por Mauricio Wilkes en la Universidad de Cambridge (1949). De esta generación sólo llegó uno a España, un IBM 650, contratado por RENFE en 1958.
Ordenadores de Segunda Generación Esta generación surgió en 1958 con la sustitución de los tubos de vacío por los transistores.Los primeros ordenadores transistorizados fueron dos pequeños modelos de NCR y RCA. Los primeros de IBM y Sperry Rand fueron el IBM 7070 (1960) y el UNIVAC 1107 (1962), respectivamente. La europea Bull comercializó los Gamma 30 y 60. Durante esta época se introdujeron las unidades de cinta y discos magnéticos, y las lectoras de tarjetas perforadas e impresoras de alta velocidad. Así mismo aparecieron algunos lenguajes de programación, el COBOL (1959), el Algol (1960) y el LISP (1962); el FORTRAN fue creado en 1954 para IBM, por John Backus. El segundo ordenador instalado en España, y primero de la segunda generación llegó a España en 1959, era un UNIVAC UCT, contratado por la Junta de Energía Nuclear. La era de la informática llega realmente a nuestro país en 1961, en la Feria de Muestras de Barcelona, se presenta un IBM 1401. Los primeros ejemplares se instalaron en 1962, Sevillana de Electricidad (empresa del grupo ENDESA), Galería Preciados (Actualmente propiedad de El Corte Inglés, gracias a la mala gestión de Ruiz Mateos) y Ministerio de Hacienda). En 1967 IBM obsequió a la Universidad Complutense de Madrid con un patente ordenador científico, el IBM 7094.
Ordenadores de tercera generación El elemento característico de esta generación es el circuito integrado, que se incorporó a los ordenadores a mediados de los años sesenta. Destaca la familia IBM 360 (1964) y sobre todo la IBM 370 (1970), el producto más famoso de esta generación. En cuanto a Sperry Rand, introdujo la famosa serie 1100 en 1965. Durante esta época surgieron la multiplicación y el tiempo compartido. También tuvo lugar la denominada crisis del "software" Se intentó la creación de lenguajes universales, el PL/1 (1964) y se estandarizaron los lenguajes más utilizados: Fortran (1966), Algol (1968) y el COBOL (1970). También datan de esta generación el BASIC (1964) y el Pascal (1971) En España durante el trienio 1964-67 las tabuladoras fueron sustituidas masivamente por ordenadores, y prácticamente desaparecieron al entrar en la década de los 70. En 1970 el parque de ordenadores e distribuía así: Madrid 50%, Barcelona 34% y el resto lo tenían los grandes bancos del norte y algunas cajas de ahorros.
Los microordenadores surgieron a finales de los 60, como elemento de transición entre las generaciones tercera y cuarta, con los circuitos integrados de media escala (MSI). Sus destinatarios fueron grandes y medianas empresas. Disponían de varias terminales y se organizaban en redes. Destaca la familia PDP 11 de Digital Equipment Corporation.
Ordenadores de Cuarta Generación El elemento que provocó el nacimiento de esta generación se considera habitualmente, aunque con cierta controversia, el microprocesador Intel 4004, desarrollado por Intel en 1971. El primer ordenador personal en EE.UU. fue el Altair 8800 (1974) de la desaparecida empresa MITS. Microsoft tuvo el acierto de construir un intérprete BASIC para él, MITS sobrevivió un par de años, pero Microsoft inició un despegue imparable, dando un gran salto al facilitar a IBM el sistema operativo MS-DOS para el PC. Las imágenes siguientes muestran microprocesadores bajo distintas escalas de ampliación.
En 1971 apareció el PET 2001 de Commodore, empresa recientemente absorbida por la
holandesa Tulip, el TRS 80 de Radio Shack y el Apple II, fabricado en un garaje por dos jóvenes norteamericanos: Steven Jobs y Stephen Wozniak. A partir de 1980 se produce una eclosión de marcas. Destaca el Sinclair ZX80, precedente del ZX81 y del Spectrum, fabricante absorbido por Amstrad, que consiguió gran éxito vendiendo productos de muy baja calidad fabricados en Corea. Amstrad, como es lógico, abandonó la informática, aunque sigue con equipos musicales y antenas de televisión, de muy baja calidad. En Agosto de 1981 se presentó el IBM PC, que ha dado lugar a ña difusión masiva de la ifnormática personal.
Sin embargo la microinformática, contrariamente a lo que se cree, no comenzó en EE.UU, pues en el año 1973 se creó en España, con la invención del primer ordenador personal, el Kentelek 8, a cargo de la empresa Distesa (de la conocida editorial Anaya), el diseñador fue Manuel Puigbó Rocafort. Jordi Ustrell diseño posteriormente otro ordenador personal par la empresa catalana EINA. Como se ha visto, desde el ábaco hasta las primeras calculadoras mecánicas pasaron 12 siglos, desde estas últimas al primer ordenador transcurrieron 2 siglos y desde el Mark I al primer microordenador pasaron 28 años. Desde entonces la velocidad de desarrollo es difícil de imaginar.
Ordenadores de Quinta Generación En Octubre de 1981 el mundo de los ordenadores se vio sacudido por el anuncio hecho en Japón, de una iniciativa de investigación y desarrollo orientada a producir una nueva generación de ordenadores en la primera década de los años de los 90, a los que se les dio el nombre de ordenadores de quinta generación. Los ordenadores de esta generación deben de ser capaces de resolver problemas muy complicados, algunos de los cuales requieren toda la experiencia, capacidad de razonamiento e inteligencia de las personas para ser resueltos. Deben de ser capaces de trabajar con grandes subconjuntos de los lenguajes naturales y estar asentados en grandes bases de conocimientos. A pesar de su complejidad los ordenadores de esta generación se están diseñando para ser manejados por personas no expertas en informática. Para conseguir estos fines tan ambiciosos estos equipos no tendrán un único procesador, sino un gran número agrupado en tres subsistemas fundamentales: un sistema inteligente, un mecanismo de inferencia y una interfaz de usuario inteligente. Los avances se sitúan en materia de teleinformática (comunicaciones), y un todavía progresivo disminución de tamaño y coste del equipo, así como de técnicas de programación y desarrollo de Inteligencia Artificial, y de control de procesos (robotización). Actualmente no están desarrollados plenamente estos ordenadores, se trabaja en distintos países, cuyos programas de investigación más importantes son los siguientes:
- EE.UU.:Proyectos DARPA y MCC
- Unión Europea: Proyecto Sprit
- Reino Unido: Proyecto Alvey
- Japón: Proyecto ICOT
Según su propósito y su ámbito de uso Esta clasificación se realiza en función del ámbito de aplicabilidad para el cual cada máquina concreta ha sido diseñada y comercializada. Ordenador de bolsillo: Verdadero sustituto, con tremenda ganancia de precisión, de la antigua regla de cálculo. Ordenador doméstico: Pensado para juegos, aprendizaje asistido por ordenador de diversas materias, gestión de agendas, pequeñas contabilidades domésticas, etc. Ordenador profesional: Diseñado para satisfacer las necesidades de proceso de datos de una amplia gama de profesionales y también de pequeñas oficinas técnicas o empresas familiares. Ordenador departamental: Ordenador con capacidad local para abordar con autosuficiencia la mayoría de necesidades del departamento, pero vinculado a un ordenador de mayor potencia y capacidad de archivos para aquellos procesos que requieren una mayor potencia en el procesador. Ordenador central: Ordenador central de la empresa al cual recurren todos los usuarios de la empresa cuando la capacidad local es desbordada. Red de ordenadores: Conjunto de ordenadores vinculados entre sí para ofrecer un mismo tipo de servicio a todo un conjunto muy amplio de usuarios de forma repartida para evitar sobrecargas y evitar que la caída de un ordenador único central represente la caída de todo el servicio.
Según el tamaño
Superordenadores: Pueden ser utilizados simultáneamente por muchos usuarios, en cálculos científicos o de simulación Su coste es por lo general es de miles de millones de pesetas y su velocidad es enorme. Mainframes o grandes ordenadores: Son equipos dedicados principalmente a las gestión, por lo que admiten gran cantidad de trabajos simultáneos, como por ejemplo controlar una red de terminales en las distintas sucursales de una empresa, o una red de cajeros automáticos de un Banco. La imagen muestra un ordenador Hitachi. Superminiordenadores: Son equipos en principio dedicados a tareas departamentales dentro de un organismo o empresa. Su capacidad principal es la de soportar gran cantidad de terminales, pues están orientados a la gestión. Dado su bajo precio en comparación con los grandes ordenadores, están cogiendo cuota de mercado frente a ellos. Miniordenadores: Son equipos que admiten unas cuantas terminales. Están orientados a la gestión. Actualmente son poco competitivos frente a los microordenadores de gama alta. Estaciones de trabajo ("Workstations"): Son equipos monousuario, dotados de grandes capacidades de cálculo y con posibilidades gráficas muy elevadas. Se utilizan principalmente en la investigación científica y en aplicaciones técnicas, como por ejemplo la simulación. Su precio está bajando y actualmente son competitivas con los microordenadores de gama alta. Estos equipos no sirven para aplicaciones de gestión. La imagen muestra una estación de trabajo Hewlett Packard.
Ordenadores personales o microordenadores: Son equipos ampliamente difundidos, de precio muy reducido y de prestaciones suficientes no sólo para el nivel personal, sino para pequeñas empresas. Actualmente se están conectando entre sí, formando grandes redes lo cual los hace adecuados para entornos más exigentes, sustituyendo en muchos casos a los miniordenadores. Nanoordenadores: A esta categoría pertenecen equipos con muy pocas prestaciones y orientados principalmente al entretenimiento doméstico. Hasta hace algunos años tuvieron amplio uso, aunque actualmente se están difundiendo ampliamente como consolas de videojuegos.
Autor:
David Vera Piñero
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