Algebra Binaria

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Evolución Histórica del Computador

El Abaco

Fue inventada en Babilonia unos 500 anos antes de Cristo, los abacos antiguos eran tableros para contar, no eran una computadora porque no tenian la capacidad para almacenar informacion, pero con este instrumento se realizaban transacciones en diversas ciudades de la antiguedad. Actualmente se pueden realizar operaciones como multiplicacion y division en los abacos y son muy usados en China.

Calculadora de Pascal

En 1642 por el joven frances BLAISE PASCAL al ver que su padre tenia problemas para llevar una correcta cuenta de los impuestos que cobraba inventa una maquina calculadora que trabajaba a base de engranajes, la mimsa que Pascal la llamo con en nombre de PASCALINA.

Maquina de Multiplicar de Leibniz

Gottfried Wilhelm von Leibniz agrega a la maquina inventada por Blaise Pascal las funciones de multiplicación y división.

Charles Xavier Thomas de Colmar (1820)

Inventó una calculadora que podía llevar a cabo las cuatro operaciones matemáticas básicas (sumar, restar, dividir y multiplicar).

Maquina de Telar de Jacquard

En 1801 el Francés Joseph Marie Jacquard inventa una máquina de telar. Una de las ventajas es que por atravez de tarjetas perforadas la maquina era capaz de crear diferentes patrones en las telas. Las tarjetas perforadas contenían orificios, los cuales la maquina era capaz de leer y así efectuar el tipo de patrón que se le había indicado. Esto quiere decir que se había inventado el almacenamiento por medio de las tarjetas perforadas los cuales ahora  conocemos como discos. Las tarjetas perforadas fueron el inicio de poder almacenar información por medio de los orificios.

 Máquina diferencia y analítica de Babbage (1822)

En 1822 Charles Babbage creo una maquina diferencial capaz de desarrollar polinomios pero varios inconvenientes en las piezas de esta maquina hicieron que fracasara, luego de este fracaso en 1833 Babbage crea la maquina analitica la cual era capaz de hacer todas las operaciones matemáticas y ser programada por medio de tarjetas de cartón perforado y guardar una enorme cantidad de cifras, es por esto que a Charles Babbage se le considera el padre de la informatica.

Maquina tabuladora de Hollerith (1889)

Entre los años 1880 y 1890 se realizaron censos en los estados unidos, los resultados del primer censo se obtuvieron despues de 7 años, por lo que se suponia que los resultados del censo de 1890 se obtendrian entre 10 a 12 años, es por eso que Herman Hollerith propuso la utilizacion de su sistema basado en tarjetas perforadas, y que fue un exito ya que a los seis meses de haberse efectuado el censo de 1890 se obtuvieron los primeros resultados, los resultados finales del censo fueron luego de 2 años, el sistema que utilizaba Hollerith ordenaba y enumeraba las tarjetas perforadas que contenia los datos de las personas sensadas, fue el primer uso automatizado de una maquina. Al ver estos resultados Holerith funda una compañia de maquinas tabuladoras que posteriormente paso a ser la International Business Machines (IBM). 

Software

La primera teoria sobre el software fue propuesta por Alan Turing en su ensayo de 1935 sobre números computables, con una aplicación destinada a la toma de decisiones. El término "software" fue utilizado por primera vez de forma escrita por John W. Tukey en 1958. ] El estudio de los campos académicos sobre el software se dividend en informática y la ingeniería de software.

Como los programas cada vez entraban más en el reino de firmware y el hardware por si sólo se hacía más pequeño, más barato y más rápido debido a la ley de Moore, los elementos de la computación que primero se consideraban software, pasan a ser hardware. La mayoría de las compañías de hardware hoy en día tienen más programadores de software en nómina que diseñadores de hardware, ya que las herramientas de software han automatizado muchas de las tareas de los ingenieros de circuitos.

Al igual que la industria automotriz, la industria del software ha crecido de unos pocos visionarios que operaban en su garaje con sus prototipos. 

Steve Jobs y Bill Gates fueron los Henry Ford y Chevrolet Luis de sus tiempos. En el caso del desarrollo de software, el despegue final es generalmente aceptado que se produce con la publicación en la década de 1980 de las especificaciones para el IBM Personal Computer. Hoy su movimiento sería visto como un tipo de público-sourcing.

Hasta ese momento, el software se incluye con el hardware de los fabricantes de equipos originales (OEM), tales como Data General, Digital Equipment y de IBM. 

Cuando un cliente compra una minicomputadora, esta incluye el software que es instalado por los ingenieros empleados por el OEM. Las empresas de informática de hardware, no sólo incluyen sus paquetes de software, sino que también asesoren sobre la ubicación de los equipos normalmente en un espacio refrigerado llamo sala de ordenadores. La mayoría de las empresas tenían su software en su contabilidad valorados 0 ya que no podían venderlo. Cuando Data General introdujo su software Data General Nova, una compañía llamada Digidyne intentó instalar este software que ya había adquirido en un equipo distinto. Data Gerenal se negó a darle una licencia para poder hacerlo y fueron a los Tribunales.

 La Corte Suprema dijo que si Digidyne había pagado era propietaria de ese software debía poder instalarlo en el equipo que quisiese, lo que se llamó Digidyne v. Poco después IBM publicó los registros de DOS y nació Microsoft. 

La decisión de la Corte Suprema permitió valorar el software, patentarlo y comerciar con el. Es difícil imaginar hoy que una vez la gente sentía que el software no valía nada sin una máquina.

Hay muchas empresas de éxito hoy en día que venden sólo productos de software, aunque todavía hay muchos problemas comunes de concesión de licencias de software debido a la complejidad de los diseños y documentación, lo que lleva a los trolls de patentes.

Con las especificaciones de software de código abierto y la posibilidad de concesión de licencias de software, nuevas oportunidades se levantaron de herramientas de software que luego se convirtieron en el estándar de facto, como DOS para los sistemas operativos, sino también diversos programas de procesamiento de texto y hojas de cálculo. En un patrón de crecimiento similar, los métodos de desarrollo de propiedad se convirtió en la metodología estándar de desarrollo de software.

Componentes Internos de un Computador

Placa Madre:

La placa madre o motherboard es "la gran placa" que se encuentra en el interior de la computadora. Se encarga de coordinar y de comunicar a todos los componentes de la PC

Disco Duro:

El disco duro es uno de los componentes mas importantes del hardware, es la unidad donde se guardan todos los programas que necesita la computadora para su funcionamiento y los programas del usuario para su uso

Memoria Ram (Ramdom Acces Memory - Memoria de acceso aleatorio)

La memoria principal o RAM es donde el computador guarda los datos que esta utilizando mientras se encuentre funcionando, el almacenamiento es considerado temporal porque los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.

La memoria RAM, normalmente esta constituida por pequeños circuitos impresos con conectores especiales que se insertan en sockets existentes en la motherboard (placa madre)

Su capacidad de almacenamiento se mide en megabytes y mas recientemente en gigabytes 

Memoria Rom:

La Memoria ROM tambien es conocida como BIOS, y es un chip que viene incorporado a la tarjeta madre.

Este chip es de vital importancia para el funcionamiento del sistema debido a que guarda el conjunto de instrucciones que permiten arrancar a la PC y posibilita la carga del sistema operativo.

Procesador:

El procesador o CPU es el componente central de la PC. Todo el trabajo que ejecuta la computadora es realizado, directamente o indirectamente por el. Basicamente, el procesador se encarga de interpretar y llevar a cabo las instrucciones que permiten el funcionamiento de la PC.

En su interior, el procesador esta compuesto por un chip de silicio que genera gran cantidad de calor cuando se encuentra en funcionamiento. Los niveles elevados de temperatura dejan abierta la posibilidad de que este pueda dañarse. Para evitarlo se suele colocar por encima de el una serie de disipadores y ventiladores que permiten refrigerar este componente esencial. 

Puertos:

Son los conectores que permiten comunicar los dispositivos externos o perifericos con la Placa Made

1. Puerto logico

2. Puerto fisico

2.1 Puerto serie (serial)

2.2 PCI

2.3 PCI-Express
2.4 Puertos de memoria

2.5 Puertos inalambricos

2.6 Puerto usb

Tarjetas de video, sonido y red

Permiten controlar y administrar la calidad de video o imagen, el sonido de la maquina asi como la conexion en red de un computador. Actualmente la mayoria de los computadores trae dichas tarjetas integradas en la Placa Madre

-> Tarjeta de sonido 

                        Tarjeta de video ->

->Red

Fuente de Poder:

Es un regulador de voltaje el cual se encarga de distribuir la energia al ordenador 

Lector Disquete o Floppy:

Permite la lectura de datos por medio de disclos flexibles o tambien llamados "disquetes"  

Lector de CD-ROM y DVD ROM:

Permiten la lectura de datos a través de CDs y DVDs 

Conectores IDE (Entorno Integrado de Desarrollo)

Es una aplicacion compuesta por un conjunto de herramientas útiles para un programador

Redes (Internet)

El mundo atrapado por una telaraña: desde su surgimiento, las redes han evolucionado conforme lo demandan las necesidades de comunicación, verbal o visual. He aquí un recuento de la aparición de los diferentes dispositivos que componen una red.

Las primeras redes comerciales se valían del protocolo Arcnet (Attached Resource Computer Network), desarrollado por Datapoint Corporation, alrededor de 1980. Utilizaba cable coaxial y empleaba conexiones de 2.5 Mbps, en ese tiempo considerada alta velocidad, ya que los usuarios estaban acostumbrados a compartir información vía puerto paralelo o serial, donde la transmisión era muy lenta.

La primera red informática surgió en la Guerra Fría

Arpanet fue creada durante la cortina de hierro, y su objetivo principal era que la información militar de los Estados Unidos no estuviera centralizada y pudiera estar disponible en punto del país ante un eventual ataque ruso

Hace 35 años, científicos de UCLA, en los Estados Unidos, conectaron dos computadoras usando un cable y vieron cómo los datos fluían de una máquina a la otra. Ese fue el principio de Arpanet, la red militar que es reconocida como la progenitora de lo que hoy se conoce como Internet. Arpanet fue creada durante la Guerra Fría, y su objetivo principal era que la información militar de los Estados Unidos no estuviera centralizada y pudiera estar disponible desde cualquier punto del país ante un eventual ataque ruso.

Sólo unos meses después de la primera conexión, la red ya contaba con cuatro nodos remotos en otras instituciones estadounidenses como el Instituto de Investigaciones de Standford y la Universidad de Utah.

Cuando el primer sistema de comunicaciones ya resultaba obsoleto, se creó el protocolo TCP/IP, que se sigue utilizando hasta hoy, y que funciona como estándar dentro de las redes informáticas.

Algunas sostienen que el protocolo TCP/IP, cuya característica principal es poder compartir información entre redes muy distintas entre sí, es la verdadera Internet.

En 1983, Paul Mockapetris y Jon Postel crearon el sistema de nombres de dominio (DNS) y las denominaciones .com, .org, y .gov, tan características de lo que hoy llamamos Internet.

La última etapa en el desarrollo fue la creación de la World Wide Web, a cargo de Tim Berners-Lee, quien a principio de los ’90 inventó el sistema de links, fundamental para el crecimiento de la red de redes. Tim Berners no patentó su invento para no poner escollos comerciales a la evolución de Internet. Su aporte fue reconocido recientemente, cuando fue condecorado como caballero por la realeza británica y además fue elegido por la revista Time como uno de los 20 pensadores más influyentes del siglo XX.

De todos modos, aunque no haya consenso total sobre cuál fue el hecho que le dio origen a lo que hoy conocemos como Internet, es indudable que aquella primera red Arpanet, que nació hace 35 años, fue fundamental para el inicio de lo que hoy solemos llamar simplemente “La Red”.

La historia de networking informática es compleja. Participaron en ella muchas personas de todo el mundo a lo largo de los últimos 35 años. 

Hardware

El Hardware es toda la parte tangible de la computadora, es decir todos los dispositivos electrónicos y mecánicos, como los cables, gabinetes, dispositivos de entrada y salida, entre otros. El término “Hardware” proviene del idioma inglés, y es definido por la Real Academia Española (RAE) como “Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora”; sin embargo esta terminación puede aplicarse en la actualidad a otros dispositivos.

Durante el transcurso del tiempo, el hardware ha ido evolucionado para adaptarse a la nueva tecnología que va apareciendo en cada ordenador; en un inicio el cambio se percibió de manera radical, ya que en las tres primeras generaciones, el mundo tecnológico estaba en un alto proceso de evolución. No obstante en los últimos años, los cambios no fueron tan drásticos como en un principio, ya que actualmente se está tomando mayor importancia al software, lo que quiere decir que el hardware se está adaptando al proceso evolutivo del software.

Primera Generación

Podemos decir que las computadoras de hoy,  son inventos recientes que han evolucionado rápidamente.  Esta evolución comenzó para el año 1947,  cuando se fabricó en la Universidad de Pennsylvania, la ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator),  la primera computadora electrónica, cuyo equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18 000 tubos al vacío, consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de acondicionador de aire, pero su característica principal, que era mil veces más rápida que cualquier calculadora de la época.

El proyecto, auspiciado por el departamento de Defensa de los Estados Unidos, culminó dos años después, cuando se integró a ese equipo el ingeniero y matemático John von Neumann. Las ideas de von Neumann resultaron tan fundamentales para su desarrollo posterior, que hoy es considerado el padre de las computadoras. La idea fundamental de von Neumann fue: permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones, para que la computadora pueda ser programada en un lenguaje, y no por medio de alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, como en la ENIAC.

En esta generación había un gran desconocimiento de las capacidades de los sistemas, puesto que se realizó un estudio en esta época que determinó que con veinte computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos. Esta generación abarcó la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:

·         eran construidas por medio de tubos al vacío

·         programadas en lenguaje de máquina.

En esta época las máquinas eran grandes y costosas (de cientos de miles de dólares). En 1951 aparece la UNIVAC (UNIVersAl Computer), que fue el primer diseño comercial, disponía de mil palabras de memoria central, podía leer cintas magnéticas y se utilizó para procesar el censo de 1950 en los Estados Unidos.  Este fue otro exitoso proyecto de Eckert y Mauchly.

Segunda Generación

Cerca de la década de 1960, donde se define la segunda generación, las computadoras seguían evolucionando, se reducía su tamaño y crecía su capacidad de procesamiento. También en esta época se empezó a definir la forma de comunicarse entre ellas,  recibiendo el nombre de programación de sistemas.Las características de la segunda generación son las siguientes: 

·         están construidas con circuitos de transistores

·         se programan en nuevos lenguajes llamados lenguajes de alto nivel (COBOL y FORTRAN)

En esta generación aparecen diversas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester.

Algunas de éstas se programaban con cintas perforadas y otras por medio de cableado en un tablero. Los programas eran hechos a la medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la información no tenía contacto directo con las computadoras.

En las dos primeras generaciones, las unidades de entrada utilizaban tarjetas perforadas, retomadas por Herman Hollerith, quien además fundó una compañía que con el paso del tiempo se conocería como IBM (International Bussines Machine).

Tercera generación

Con los progresos de la electrónica y los avances de comunicación en la década de los 1960, surge la tercera generación de las computadoras.   Las características de esta generación fueron las siguientes:

·         su fabricación electrónica está basada en circuitos integrados

·         su manejo por medio de los lenguajes de control de los sistemas operativos. 

A finales de la década de 1960, aparecen en el mercado las computadoras de tamaño mediano, o mini computadoras que no son tan costosas como las grandes (llamadas también como mainframes que significa, gran sistema), pero disponen de gran capacidad de procesamiento. Algunas mini computadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la PDP - 11 de Digital Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address eXtended) de la misma compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y 9000 de Hewlett - Packard con varios modelos.  La IBM produjo la serie 360 y 370.

Cuarta generación

Es entonces en la cuarta generación y a mediados de 1970, en donde aparecen los microprocesadores.   Estos son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante. Las microcomputadoras con base en estos circuitos son extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extendió al mercado en general.  Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la dinámica social, llamada hoy "revolución de la informática".

El  Dr. Ted Hoff  fue uno del los que comenzó ésta revolución con el primer microprocesador de la compañía Intel (Intel 4004).  En 1970 el Intel 4004,  marcó el inicio de una serie de procesadores,  seguido entre otros,  por el Intel 8088,  utilizado en la primera computadora personal (PC), manufacturada por IBM.  Esta evolución  continúa hasta  los más recientes: el Intel Pentium 4 y el Itanium.

En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la segunda más grande del mundo, antecedida tan sólo por IBM; y ésta por su parte es aún una de las cinco compañías más grandes del mundo.

En 1981 se vendieron aproximadamente 80,000 computadoras personales, al siguiente subió a 1,400,000. Entre 1984 y 1987 alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no queda duda de su impacto y penetración en el mercado.

Con el surgimiento de las computadoras personales, el software y los sistemas que con ellas se manejan, han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la comunicación con el usuario.

No todo son microcomputadoras,  las mini computadoras y los grandes sistemas continúan en desarrollo. De hecho, las máquinas pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de los grandes sistemas de 10 o 15 años antes, que requerían de instalaciones costosas y especiales, pero sería equivocado suponer que las grandes  han desaparecido; por el contrario, su presencia es ineludible en esferas de control gubernamental, militar,  industrial y educación.

Las llamadas supercomputadoras, como por ejemplo el modelo ASCI White de IBM, un proyecto para el Departamento de Energía Federal,  puede ejecutar 12.28 teraflops (trillones de instrucciones por segundo) y simultáneamente procesar transacciones en el Web por cada hombre, mujer y niño que existe en el planeta, en tan solo un minuto.  Esta máquina  provee una capacidad de disco de sobre 160 trillones de bytes.  Esto es 16,000 veces más capacidad que una PC promedio.  Este sistema es mil veces más poderoso que la famosa  “Deep Blue” de IBM, la supercomputadora que compitió contra el campeón mundial de ajedrez Garry Kasparov en 1987.

La historia presentada aquí,  sólo resalta algunos aspectos y no incluye todos los avances en detalle que han acontecido durante la evolución de la computadora.

Podemos concluir que la historia de ésta asombrosa evolución no termina aquí y se espera que continúe con la llamada Quinta Generación,  que estaría basada entre otras cosas,  en inteligencia artificial,  en donde las computadoras exhibirían características similares a la inteligencia humana.