Historia de la informática (página 3)

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator)

    En 1946 se llegó a un acuerdo para que se construyera en la universidad de Pennsylvania, y bajo la tutela de , una gran computadora: la EDVAC. En un principio se barajaron diversos diseños, pero finalmente se decidió por una computadora con sistema binario, donde la suma, la resta y la multiplicación era automática, la división programable y tenía una capacidad de 1000 palabras.

EDVAC

    El EDVAC estaba organizado en seis partes principalmente:

1. Unidad de lectura-grabadora, que era la encargada de la lectura, grabación y borrado de las cintas magnéticas.
2. Unidad de control, que contenía los botones de operación, las lámparas indicadoras, los interruptores de control y un osciloscopio para el mantenimiento de la computadora.
3. Unidad de "reparto", que se encargaba de decodificar las instrucciones, emitía señales de control hacia el resto de unidades y almacenaba la instrucción que se debía ejecutar en cada momento.
4. Memoria de alta velocidad, que consistía en dos unidades iguales, cada una contenía 64 líneas de 8 palabras cada una.
5. Computadora, la unidad que realizaba las operaciones básicas aritméticas. La unidad aritmética estaba por duplicado, las operaciones se hacían en ambas unidades y se comparaban los resultados, interrumpiéndose la ejecución si no eran idénticos.
6. Reloj, que emitía pulsos de reloj a intervalos de 1 µsegundo.

Diseño del EDVAC (pinche en la foto para verla en grande)

    El tiempo medio de ejecución por instrucción era:

1. Suma en 864 µsegundos.
2. Resta en 864 µsegundos.
3. Comparación en 696 µsegundos.
4. Multiplicación y redondeo 2880 µsegundos.
5. División y redondeo 2928 µsegundos.
6. Multiplicación exacta en 2928 µsegundos.
7. División exacta en 2928 µsegundos.
8. Suma en coma flotante 960 µsegundos.
9. Resta en coma flotante 960 µsegundos.

    El EDVAC pesaba aproximadamente 7850 kg y tenía una superficie de 150 m2.

EDVAC

ENIAC (Electronica Numeral Integrator and Computer)

    El ENIAC nació en 1943, aunque no se terminó de construir hasta 1946, fue un contrato entre el ejército de EE.UU y sus desarrolladores John Mauchly y John Presper Eckert, llamado "Proyecto PX" con una subvención de $500000. En 1944 se unió al proyecto John von Neumann.

ENIAC

    El ENIAC fue un ordenador electrónico digital con fines generales a gran escala. Fue en su época la máquina más grande del mundo, compuesto de unas 17468 tubos de vacío, esto producía un problema ya que la vida media de un tubo era de unas 3000 horas por lo que aproximadamente cada 10 minutos se estropeaba un tubo y no era nada sencillo buscar un tubo entre 18000, consumiéndose gran cantidad de tiempo en ello. Tenía dos innovaciones técnicas, la primera es que combina diversos componentes técnicos (40000 componentes entre tubos, condensadores, resistencias, interruptores, etc.) e ideas de diseño en un único sistema que era capaz de realizar 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. La segunda era la fiabilidad de la máquina, para resolver el problema de los tubos de vacío se aplicaron unos estrictos controles de calidad de los componentes utilizados. Salió a la luz pública el 14 de febrero de 1946, apareciendo en la prensa con calificativos como "cerebro electrónico", "Einstein mecánico" o "Frankenstein matemático", como por ejemplo en el diario Newsweek.

Articulo en publicado en el Newsweek sobre el ENIAC (pinche en la foto para verla en grande)

    El ENIAC estaba dividido en 30 unidades autónomas, 20 de las cuales eran llamada acumuladores. Cada acumulador era una máquina de sumar 10 dígitos a gran velocidad y que podía almacenar sus propios cálculos. El contendido de un acumulador se visuliazaba externamente a través de unas pequeñas lámparas que producían un efecto visual muy explotado luego en las películas de ciencia ficción. El sistema utilizaba números decimales (0 – 9). Para acelerar las operaciones aritméticas también tenía un multiplicador y un divisor. El multiplicador utilizaba una matriz de resistencia para ejecutar las multiplicaciones de un dígito y fue diseñado con un circuito de control adicional para multiplicar sucesivos dígitos. El multiplicador y el multiplicando estaban almacenados en un acumulador cada uno. Mediante una lectora de tarjetas perforadas y una perforadora se producía la lectura y escritura de datos.

Mujeres programando el ENIAC

    El ENIAC era controlado a través de un tren de pulsos electrónicos. Cada unidad del ENIAC era capaz de generar pulsos electrónicos para que otras unidades realizaran alguna tarea, por eso los programas para el ENIAC consistían en unir manualmente los cables de las distintas unidades para que realizaran la secuencia deseada. Por eso programar el ENIAC era un trabajo arduo y dificultoso. Como las unidades podían operar simultáneamente el ENIAC era capaz de realizar cálculos en paralelo.

    Había una unidad llamada "unidad cíclica", que producía los pulsos básicos usados por la máquina. También había tres tablas de funciones y constantes que transmitían los números y funciones elegidos manualmente a las unidades para realizar las operaciones. Una suma la realizaba en 0.2 milisegundos (5000 sumas por segundo), una multiplicación de dos números de 10 dígitos la realizaba en 2.8 milisegundos, y una división como mucho la realizaba en 24 milisegundos.

Remplazar una válvula de vacío estropeada suponía encontrarla entre 18000

    Nunca pudo funcionar las 24 horas todos los días, y normalmente se ejecutaban dos veces un mismo cómputo para comprobar los resultados y se ejecutaba periódicamente cálculos cuyos resultados se conocían previamente para comprobar el correcto funcionamiento de la máquina. Aunque en un principio el ENIAC estaba construido para fines militares, al finalizar la Segunda Guerra Mundial se utilizó para numerosos cálculos de investigaciones científicas. El ENIAC estuvo en funcionamiento hasta 1955 con mejoras y ampliaciones, y se dice que durante su vida operativa realizó más cálculos matemáticos que los realizados por toda la humanidad anteriormente.

    Antes de finalizar su construcción, los autores se dieron cuenta de sus limitaciones, tanto a nivel estructural como a nivel de programación. Por eso en paralelo a su construcción empezaron a desarrollar las nuevas ideas que dieron lugar al desarrollo de la estructura lógica que caracteriza a los ordenadores actuales.

Enigma

    El Enigma fue la máquina utilizada por el ejército alemán para codificar sus mensajes durante al Segunda Guerra Mundial. Era una especie de máquina de escribir compuesta por 3 cilindros por los que rotaba cada letra. Cuando el 1º cilindro rotaba 26 veces (las letras del abecedario) el 2º lo hacía una, y cuando el 2º lo hacía 26 veces, el 3º lo hacía una vez.

Enigma

    Aunque se poseyera una Enigma era imposible descifrar un mensajes si no se conocía la posición inicial de los cilindros. Por eso los aliados construyeron el Colossus.

Enigma

Harvard Mark I (ó IBM ASCC)

    El proyecto entre IBM y Howard Aiken para construir una computadora se inició en 1939. La Mark I se terminó en 1943, presentandose oficialmente en 1944.

Mark I

    En un principio la MARK I se llamaba ASCC (Calculadora Automática de Secuencias Controladas). Era una máquina automática eléctrica, aunque tenía componentes electromecánicos; podía realizar 5 operaciones aritméticas: suma, resta, multiplicación, división y referencia a resultados anteriores.

    La Mark I tenía 2.5 metros de alto y 17 metros de largo, pesaba 31500 kg, contenía 800 km de cable aproximadamente y tenía más de 3000000 de conexiones. Se programaba a través de una cinta de papel en la que había perforadas las instrucciones codificadas, la salida podía ser tanto por tarjetas perforadas como en papel ya que a la salida se podía conectar una máquina de escribir eléctrica. La máquina llamaba la atención porque tenía elegantes cubiertas de cristal muy llamativas.

Mark I

    Una vez programada el ASCC podía ser manejada por personas con un pequeño conocimiento. Realizaba las multiplicaciones en 6 segundos y las divisiones en 12 segundos.

    En 1943, cuando se terminó su construcción, IBM cedió el ASCC a la universidad de Harvard y fue entonces cuando se rebautizó como MARK I.

Mark I

    Cuando fue puesta en pleno funcionamiento en 1944 se usó para el cálculo de tablas de balística durante el final de la Segunda Guerra Mundial. Fue entonces cuando Aiken contó con la colaboración con un personaje importante en la historia de la informática: Grace Murray Hopper.

    A pesar de que era una computadora más lenta en comparación con las coexistentes con ella , como la ENIAC, se usó hasta 1959, año en el que se la desmanteló, dejado partes en la universidad de Harvard y partes en el Instituto SmithSonian en Washington (EE.UU).

IBM 360

    Comercializado a partir de 1964, el IBM 360 fue el primero en usar una la palabra byte para referirse a 8 bits (con cuatro bytes creaba una palabra de 32-bits). Esta arquitectura de computación fue la que a partir de este modelo siguieron todos los ordenadores de IBM.

IBM 360

    El 360, fue la primera en usar microprogramacion, y creo el concepto de arquitectura de familia. La familia del 360 consistió en 6 computadoras que podían hacer uso del mismo software y los mismos periféricos. El sistema también hizo popular la computación remota, con terminales conectadas a un servidor, por medio de una línea telefónica.

IBM 360

    La IBM 360 una de las primeras computadoras comerciales que usó circuitos integrados, podía realizar tanto análisis numéricos como administración ó procesamiento de archivos, siendo a partir de él considerada la 3º generación de ordenadores.

IBM PC

    Salió al mercado en agosto de 1981 el primer modelo, el 5150, con un microprocesador Intel 8088 y con un precio de $5000. El cliente podía elegir el sistema operativo entre CP/M por $400 o MS-Dos (de una empresa por aquel entonces desconocida: Microsoft) por $100 (por lo que "obviamente" se implantó más el sistema operativo de Microsoft).

IBM PC

    Este ordenador implantó los estandares de lo que hoy conocemos como ordenador o pc.

IBM PC

    Si comparamos el 5150 con una de las últimas computadoras de IBM, la NetVista A21:

Modelo

IBM PC 5150

IBM NetVista A21

Fecha de nacimiento

12 de agosto de 1981

24 de julio de 2001

CPU

Intel 8088 4.77MHz

Intel Celeron 1GHz

Memoria

16K expandible a 64K

128MB expandible a 512MB

Disco duro

No tenía

20 GB

Sistema Operativo

CP/M o IBM PC-DOS (Microsoft MS-DOS)

Microsoft Windows 98

Precio

5000 dólares (con 64K de memoria)

599 dólares (con monitor de 15 pulgadas)

Manchester Mark I

    La Manchester Mark 1 fue en un principio una máquina experimental a pequeña escala llamada "the baby", construida entre 1947 y 1948 en la universidad de Manchester (Gran Bretaña), su diseño se pensó para demostrar el potencial que tendrían los programas almacenados en la computadora, por eso se considera la primera computadora que funcionaba con memoria RAM. El matemático Alan Turing se incorporó al proyecto en el año 1948, realizando un lenguaje de programación para la computadora.

Manchester Mark I

    En 1951, "the baby" fue remplazada por una versión conocida como Ferranti Mark I, que surgió de la colaboración del equipo de la universidad de Manchester y de los hermanos Ferranti que tenían una fábrica, la Ferranti Mark I fue de las primeras computadoras comerciales de la historia.

    Algunas de sus características fueron: una memoria principal (RAM) de 256 palabras de 40 bit cada una (o sea tenía una memoria de 1280 bytes) basada en tubos de vacío; una memoria que almacenaba 3750 palabras; realizaba una operación estándar, como una suma, en 1.8 milisegundos, en cambio para realizar una multiplicación era mucho más lento, añadiéndole al tiempo de una operación estándar 0.6 milisegundos por cada bit que tuviera el multiplicador. La entrada era por medio de un sencillo teclado para almacenar directamente la información al computador; la salida para las comprobaciones era a través de un visualizador de tubos de rayos catódicos.

Máquina Algebraica de Torres Quevedo

    Construida en 1894 por Leonardo Torres Quevedo, con la financiación de la Real Academia de Ciencias, gracias a la presentación de una memoria con la descripción de la máquina que permitiría resolver ecuaciones algebraicas.

Máquina Algebraica de Torres Quevedo

    Actualmente se conserva en la ETS de Ingenieros de Caminos de la universidad Polictécnica de Madrid.

    El objetivo de la máquina era la obención de manera continua y automática de valores de funciones polinómicas. Al tratarse de una máquina analógica, la variable puede recorrer cualquier valor (y no sólo unos valores discretos prefijados). Por ello, ante una ecuación polinómica, haciendo girar todas las ruedas representativas de la incógnita, el resultado final irá dando los valores de la suma de los términos variables, cuando esta suma coincida con el valor del segundo miembro, la rueda de la incógnita marcará una raíz.

    Esta máquina presenta dos innovaciones importantes respecto a las de su época: el uso de la escala logarítmica, que permite reducir a sumas la evaluación de monomios y los "husillos sin fin" inventados por Torres Quevedo.

Husillo sin fin

Máquina Analítica

     Babbage concibió la máquina analítica a partir de 1834, cuando el proyecto de la máquina en diferencias se paralizó. Mientras que la máquina en diferencias necesitaba permanentemente un operador para su funcionamiento, la máquina analítica era ya automática. Y mientras que la máquina en diferencias tenía un propósito específico, la máquina analítica tenía un propósito general, podía ser "programada" por el usuario para ejecutar un repertorio de instrucciones en el orden deseado.

Parte de la máquina analítica construida posteriormente por el hijo de Babbage

    El diseño de la máquina analítica incluye la mayoría de las partes lógicas de un ordenador actual: el "almacén", el "taller", el "control", la "entrada" y la "salida". El "almacén" contiene los datos, contendría 1000 números de 50 dígitos cada uno. La máquina se programaba a través de tarjetas perforadas. El "control" ejecuta una secuencia de operaciones indicadas en las tarjetas perforadas. La máquina era capaz de realizar bucles (repetir una o varias instrucciones el número de veces deseado), y también era capaz de tomar decisiones dependiendo del resultado de un cálculo intermedio (ejecutar una sentencia SI…ENTONCES…).

    El sueño de Babbage de construir esta máquina no pudo realizarse, lo único que pudo construir fueron pequeñas partes.

Máquina en Diferencias

    Fue concebida en 1821 por Charles Babbage, con el propósito de evaluar funciones polinómicas. Para el cálculo de dichas funciones se basa en el método de diferencias finitas, que elimina tener que realizar multiplicaciones y divisiones, solo usa sumas siendo así mecanismos más sencillos.

Máquina en diferencias modelo 1

    Constaba de 25000 partes mecánicas, con un peso de 15 toneladas. Una de las únicas partes construida de la máquina fue completada en 1832 (fotos). Para el desarrollo de la máquina Babbage contó con la financiación del gobierno, pero a pesar de ello el proyecto se detuvo en 1833.

Detalles de la máquina en diferencias

    Babbage diseñó un segundo modelo de la máquina en diferencias entre 1847 y 1849, con un diseño más sencillo y con tres veces menos partes que el modelo anterior, pero sin perder el poder de computación. Este diseño le ayudó para el desarrollo de la máquina analítica.

Diseño original de Babbage del segundo modelo (pinche sobre la foto para verla en grande)

    En 1985 el Museo de Ciencias de Londres ha construido este modelo a partir de la documentación de Babbage. Está compuesto de 4000 partes mecánicas, y tiene un peso de 2.6 toneladas.

Reconstrucción de la máquinaen diferencias modelo 2

Máquina de diferencias de Scheutz

    George Scheutz, un impresor sueco, se basó en los trabajos realizados por Charles Babbage para construir una máquina de diferencias similar a la de él, pero por el contrario que la de Babbage, la de Scheutz sí funcionó perfectamente.

Máquina de diferencias

    En 1938 construyó una primera versión junto con su hijo Edward. En 1953 construyeron la versión definitiva, una máquina que podía procesar números de quince dígitos, y calcular la cuarta diferencia. Esta máquina obtuvo la medalla de oro en la Exposición Mundial de París en 1955. Después fue vendida al Observatorio Dudley en Albany (Nueva York) en donde se utilizó para calcular la órbita de Marte. En la actualidad se encuentra en el museo Smithsonian (Washington).

Máquinas de Zuse

     Konrad Zuse construyó numerosas computadoras a lo largo de su vida, en un principio más bien como investigador, aunque finalmente se dedicó a ello plenamente. A continuación hablaremos de sus primeras máquinas: la Z1, la Z2, la Z3, y la Z4.

Z1

    La Z1 es considerada en la actualidad una de las primeras computadoras programables del mundo. Se terminó de construir en 1938 y fue financiada completamente con dinero privado (principalmente de familiares y amigos de Zuse, incluido él mismo). Esta computadora fue destruida en un bombardeo en Berlín durante la Segunda Guerra Mundial, Zuse decidió reconstruirla en 1986 acabándola en 1989, estando dicha reconstrucción en el Museo Técnico Alemán en Berlín. La Z1 fue construida en el apartamento de sus padres, como puede observarse en la fotografía.

Reconstrucción de la Z1 y Zuse junto a ella

    La Z1 tiene todas las partes de una computadora moderna: unidad de control, memoria, lógica en coma flotante, … a pesar de ser una máquina completamente mecánica. Realizaba una multiplicación en 5 segundos aproximadamente, tenía un teclado decimal para insertar las operaciones, una memoria de 64 celdas de 22 bit, y pesaba unos 500 kilogramos.

    La Z2 surgió al ver la dificultades de una máquina mecánica, por eso rediseñó la Z1 añadiéndole relés telefónicos. Así, la unidad numérica de la Z2 tenía 800 relés, aunque todavía mantenía componentes mecánicos. La Z2 fue finalizada en 1939, y al acabar Zuse ya estaba pensando en la siguiente computadora la Z3 para que fuera completamente realizada con relés.

    La Z2 también fue destruida durante un bombardeo en 1940. Las características técnicas de la Z2 se asemejaban a la de la Z1 en cuanto al poder de cálculo. La Z2 fue para Zuse un modelo experimental para probar el poder de la utilización de los relés telefónicos.

    Para Zuse, la Z3 era la "primera computadora funcional del mundo controlada por programas", otras máquinas equiparables a la Z3 fueron la Mark II, o la ENIAC que fueron presentadas en 1943 o años posteriores, mientras que la Z3 fue presentada en 1941.

    La Z3 fue construida en su totalidad con relés telefónicos. No existen fotos de la original Z3, las fotografías que se muestran son de una reconstrucción realizada por Zuse entre 1960 y 1964. Esta reconstrucción estuvo en la Exposición Universal de Montreal en 1967, y en la actualidad se encuentra en el Museo Técnico Alemán de Berlín.

Z3

    La Z3 estaba formada por partes tales como la unidad de control, la memoria, la unidad aritmética, y los dispositivos de entrada y salida. Estaba compuesta por unos 2200 relés, 600 para la unidad numérica y 1600 para la unidad de almacenamiento. Realizaba una suma en 0.7 segundos, y una multiplicación o una división en 3 segundos. Pesaba unos 1000 kilogramos y como sus hermanas fue destruida durante un bombardeo en 1944.

Z3

    La Z4 fue terminada en 1944, aunque en años posteriores fue retocada añadiéndole una unidad de lectura de tarjetas perforadas. La Z4 fue utilizada por numerosas instituciones hasta 1959, en la actualidad se encuentra en el museo alemán de Munich.

Z4

    La Z4 tenía una unidad para producir tarjetas perforadas con instrucciones para la propia Z4, con lo que no era demasiado complicado programarla. Y así también era posible realizar copias de los programas para poder hacer correcciones.

Animación de Z4

    La Z4 admitía un gran conjunto de instrucciones capaz de resolver complicados cálculos científicos, era capaz de ejecutar 1000 instrucciones por hora. Estaba compuesta aproximadamente 2200 relés; realizaba unas 11 multiplicaciones por segundo y tenía una memoria de 500 palabras de 32 bit. Pesaba unos 1000 kilogramos. La entrada de datos era o a través de un teclado decimal o a través de tarjetas perforadas, y la salida era por una máquina de escribir.

UNIVAC (Universal Automatic Computer)

    El UNIVAC fue la primera computadora diseñada y construida para un propósito no militar. Fue desarrollada para la Oficina del Censo en 1951 por los ingenieros John Mauchly y John Presper Eckert, que empezaron a diseñarla y construirla en 1946. Aunque también se vendieron para agencias del gobierno de EE.UU y compañias privadas, en total se vendieron 46 unidades. Cada una de las computadoras valían de $1000000 a $1500000, cifras que actualizadas serían del orden de $6500000 a $9000000.

UNIVAC

    Era una computadora que pesaba 16000 libras (7257 kg. aproximadamente), estaba compuesta por 5000 tubos de vacío, y podía ejecutar unos 1000 cálculos por segundo. Era una computadora que procesaba los dígitos en serie. Podía hacer sumas de dos números de diez dígitos cada uno, unas 100000 por segundo.

Organigrama del UNIVAC (pinchen en la imagen para verla ampliada)

    Funcionaba con un reloj interno con una frecuencia de 2.25 MHz, tenía memorias de mercurio. Estas memorias no permitían el acceso inmediato a los datos, pero tenían más fiabilidad que los tubos de rayos catódicos, que son los que se usaban normalmente.

         Eckert y el UNIVAC                              Mauchly y el UNIVAC

    El UNIVAC realizaba una suma en 120 µseg., una multiplicación en 1800 µseg. y una división en 3600 µseg. La entrada consistía en una cinta magnética con una velocidad de 12800 caracteres por segundo, tenía una tarjeta que convertía la información desde tarjetas perforadas a cintas magnéticas con una velocidad de 200 caracteres por segundo. La salida podía ser por cinta magnética a 12800 caracteres por segundo, o por una impresora con una velocidad de 600 línea por minuto.

     Distintas vistas del UNIVAC

Panel de control del UNIVAC

    El UNIVAC fue utilizada para predecir los resultados de las elecciones presidenciales de EE.UU entre Eisenhower y Stevenson, la computadora acertó en su pronóstico, pero la prensa lo atribuyó que formaba parte de la campaña política. El original UNIVAC se encuentra en el museo Smithsonian.

Anuncion del UNIVAC (pinche en la foto para verla en grande)

-Best – Laberinto

-Contar y agrupar

–Geografía de la Argentina

-JuegoMática

-Luis aprende a leer

-Luis y las matemáticas

-Millie y las matemáticas

-Pipo

-Trampolín de 2 a 6 años

-Trampolín de 8 a 10 años

-Young Math