lunes, 31 de mayo de 2010

domingo, 30 de mayo de 2010

Las Maquinas De Computar

La Necesidad de Maquinas de Contar

Desde los inicios de la civilización, los hombres hemos buscado la forma de simplificar nuestras tareas, construyendo maquinas que pudieran ayudarnos con tal fin.
Los primeros avances se orientaron a simplificar cuestiones de supervivencia y movimiento físico, tal es como la rueda, la palanca y diferentes dispositivos para cazar.
Con el desarrollo de las civilizaciones surgió la necesidad de realizar cálculos. Las finanzas públicas y el comercio fueron los principales impulsores del desarrollo de elementos para simplificar los cálculos numéricos. Esa necesidad de simplificar las operaciones de calculo llevo al surgimiento de maquinas sencillas, pero que en esencia fueron la base de lo que hoy son complejos sistemas de tratamiento de información.

Las Primeras Maquinas de Computar

Ya en el año 3000 antes de Cristo encontramos antecedentes sobre el uso del ábaco, maquina para calcular, que podemos considerar como el más antiguo exponente de su tipo.

En el siglo XV de nuestra era, encontramos lo que podríamos considerar el primer antecedente de la calculadora, en un diseño de Leonardo da Vinci (1452-1519).

Basándose en tales documentos y otros antecedentes el doctor Roberto Guatelli construyo una replica funcional, que finalizo en 1968.

Con la difusión de las ruedas dentadas, en el siglo XVII, se desarrollaron varias maquinas capaces de sumar, restar, multiplicar y dividir. Entre ellas se destacan la pascalina, maquina de sumar y restar desarrollada por Bias Pascal (1623-1662) y la maquina de Gotffried Leibniz (1646-1716), hábil para sumar, restar, multiplicar y dividir.

El motivo impulsor de Pascal fue ayudar a su padre, un recaudador de impuestos, en su tarea.
La maquina de Pascal resulto un éxito en cuanto a su funcionamiento, y fue muy reconocida en toda Europa; sin embargo, su fabricación y venta fracaso económicamente, debido a su alto costo de elaboración y reparación.

Conformación de la pascalina

Esta maquina para contar esta conformada por una serie de ruedas dentadas, representando cada una de ellas un digito con valores del cero al nueve, ubicadas una a continuación de la otra, de forma tal que una vuelta completa de la rueda de la derecha genera un décimo de vuelta en la siguiente rueda. De esta forma, cada “vuelta completa" de la rueda representativa del primer digito genero un décimo de vuelta en 1a rueda de siguiente y así sucesivamente.

En 1801, Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) construyo una maquina conocida como el telar de Jacquard.Una maquina tejedora en que, para formar la tela, el movimiento de las agujas y el hilo se desarrollaba por un mecanismo que interpretaba las instrucciones codificadas en tarjetas perforadas. Al cambiar las tarjetas, se cambiaba el diseño de la tela.

Mas tarde, Charles Babbage diseño dos maquinas de calculo que introdujeron significativos avances
En 1812, con una subvención del gobierno ingles, construyo una maquina a vapor conocida como maquina de diferencias o maquina diferencial. La construcción resulto mas larga y cara de lo previsto y se interrumpió en 1842, momento en el cual el gobierno retiro su apoyo económico, por considerarla falta de valor científico.
Aun antes de discontinuar la construcci6n de la maquina diferencial, Babbage diseño otra maquina más avanzada: la maquina analítica, que podría realizar hasta sesenta operaciones de sumar, multiplicar, restar y dividir por segundo.
Lady Ada Augusta Byron tuvo acceso a sus trabajos. En 1843, propuso a este utilizar las tarjetas perforadas del telar de Jacquard en la maquina analítica, para que se pudieran repetir secuencias de instrucciones en función de su contenido, advirtiendo que un salto condicional podría permitir la elaboración de un solo juego de tarjetas para las instrucciones recurrentes. Asimismo, lady Lovelace diseño un programa sobre tarjetas perforadas para la maquina de Babbage que calculaba los números de Bernoulli. Este es el primer programa de computadora del cual se tiene noticias

Componentes de la máquina analítica de Babbage

• Entrada, por lecturas de datos externos registrados en tarjetas perforadas, basadas en el telar de Jacquard

• Almacenamiento.

• Unidad de administración o control que dirigió el funcionamiento del resto de las partes.

• Salida, que permitía observar los resultados
.

Hernnan Hollerith (1860-1929) fue un trabajador de la oficina de censos de los Estados Unidos de Norteamérica desarrollo una maquina tabuladora, que fue seleccionada, entre otras dos, para su aplicación en el censo de 1890.
Hollerith también alquilo su invención a los gobiernos de Canadá, Rusia y varios países europeos, formando una interesante fortuna personal, y constituyendo, en 1896, la Tabulating Machine Company.

Componentes de la maquina tabuladora a base de tarjetas perforadas de Hollerith

• Maquina perforadora de tarjetas, en 1a que se perforaban los datos codificados según su ubicación física en una tarjeta de cartulina, de tamaño aproximado al de un billete

• Maquina lectora, mediante la cual se leían las tarjetas a gran velocidad y determinaba como debían ordenarse.

• Maquina almacenadora, en que se guardaban las tarjetas en 24 casillas según el ordenamiento antes determinado.

Luego del éxito para tabular datos censales se desarrollo toda una serie de maquinas denominadas, genéricamente, EAM que incluía diferentes dispositivos, tales como:

• La perforadora de tarjetas.

• La verificadora de tarjetas

• La lectora de tarjetas.

• La clasificadora de tarjetas.

• La maquina de contabilidad, con unidad impresora.

Una misma maquina permitía realizar diferentes funciones para diferentes formatos de columnas, mediante el cambio en su programación que se realizaba por medio de la modificación física del cableado de su unidad de control.

La tarjeta perforada

Las tarjetas perforadas constaban de una determinada cantidad de filas y columnas, según el modelo de tarjeta, siendo la más común la de 80 columnas y 12 filas.
Cada columna tenia una perforación que determinaba un digito en especial, según lo fila en lo cual se ubicaba, digito que correspondía “leer” en esa columna.
Se establecía un “formato" para la tarjeta, según la aplicación a la que estaba destinada.
Las tarjetas eran “leídas” por una maquina que las hacia pasar por el medio de dos conectores eléctricos. El lector reconocía la existencia de una perforación, ya que, por la misma, el conector superior tomaba contacto con el conector inferior.

En la década de 1920, en los Estados Unidos y ciertos países europeos, se iniciaron maquinas analógicas, habiendo sido la mas representativa una maquina desarrollada por General Electric.En la década de 1940, en Alemania, Konrad Zuse construyo un calculador electromecánico muy exacto, el Z3; perdido en 1944, durante en la segunda guerra mundial.

Los inicios de la computación electrónica y las últimas computadoras mecánicas.

En los Estados Unidos, iniciaron el armado de una calculadora electrónica con tubos de vacío y circuitos de memoria y lógica, que trabajaba utilizando un sistema de numeración binario, que se conoció como ABC y funcionó correctamente en 1942.En tal sentido, IBM financio en 1939 el proyecto denominado ASCC, que desarrollo la que fue la última gran computadora mecánica, la maquina se denomino Mark I.
En 1946 se desarrollo la maquina ENIAC y realizaba cálculos a una velocidad 500 veces superior a las maquinas mecánicas.
En la década siguiente se lograron grandes progresos en las maquinas electrónicas, tanto en Europa como en los Estados Unidos, que desembocaron en la maquina llamada UNIVAC considerada la primera computadora económicamente viable.

La evolucion en procesamiento de los datos

Desde hace mucho tiempo, el hombre ha tratado de facilitar las tareas de cálculos matemáticos, a veces complejas o repetivas. A la lo largo de la historia, se perfeccionaron mecanismos que resultaron fundamentales para el desarrollo de los que hoy día utilizamos.
El instrumento de cálculo mas antiguo es quizás un conjunto de piedras que, por medio de ranuras hechas en el suelo, eran utilizadas hace miles de año para contar.
Instrumentos similares llamados ábacos fueron los primeros instrumentos de cálculo manual, y servia para contar y realizar operaciones sencillas. El uso del ábaco ha perdurado hasta el siglo XVI y en algunos países orientales sigue utilizándose en tareas sencillas
A comienzos del siglo XVII, a fin de simplificar la operaciones de potenciación, multiplicación y división, fueron inventados, en 1614, los logaritmos naturales o neperianos por el matemático escoses John Napier.
Años después, el matemático francés Blais Pascal ideo una maquina de calcular automática, que permitía sumar y restar mostrando el resultado por una ventanilla. Inventada en el año 1642, recibió el nombre de maquina aritmética de Pascal o pascalina.
William Oughtres en 1632 y Patridge en 1650, inventaron una regla que tiene varias escalas marcadas, sobre la cual se desliza otra pequeña regla y permita realizar diversas operaciones; este invento se denomino regla de cálculo.
Poco años después Gottfried Wilhelm von Leibniz mejoro la maquina de Pascal construyendo su calculadora universal, que realizaba operaciones de suma, resta, multiplicación, división y extraía raíces cuadradas.
El matemático ingles Charles Babbage ideo en 1822 una maquina de diferencias diferencial para cálculos logarítmicos, que resolvía funcione y en 1833 diseño una maquina analítica capaz de realizar todas las operaciones matemáticas.
En 1847 otro matemático ingles, George Boole desarrollo en su libro Análisis matemático de la lógica el algebra de Boole o algebra booleanas.
En el año 1885 el norteamericano Herman Hollerith ideo una tarjeta perforada para realizar los censos en sus país (ya que el era funcionario de la Oficina de Censos de lo Estados Unidos) y una maquina que permitía leer y procesar las tarjetas llamada maquina censadora o tabuladora.
En 1937 el físico norteamericano John V. Atanasoff junto a Cliford Barry, construyeron la primera maquina de calcular digital, puesto que no tomo carácter de computadora porque no existía la posibilidad de programarla.
También en 1937, Howard H. Aiken desarrollo una calculadora numérica que funcionaba utilizando relés electromagnéticos, llegando así a la primera computadora electromagnética. Fue denominada Calculadora Automática de Secuencia Controlada, aunque su nombre más popular fue la Harvard Mark-I.
John Presper Eckert y John W. Mauchly construyeron entre 1940 y 1945 la primera computadora electrónica, denominada ENIAC (Electronic Numerical Intergrator and Calculator)
En 1944 John von Neumann ideo una computadora en la cual los programas no eran parte de la computadora, sino que se los podía cambiar sin modificar el cableado llamado modelo de Von Neumann, construyéndose por fin en 1952 una maquina basada en este modele llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) (Computadora automática electrónica de variable discreta).
En sintesis,a lo largo de la historia el hombre ha ideado mecanismos e instrumentos para hacer más fáciles y rápidas las tareas. Tanto el primer instrumento de calculo (el ábaco) como las ultimas computadoras digitales surgieron como solución a problemas de calculo de la época.