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Hechos y Personajes Hechos y Personajes importantesimportantes

Introducción a la Tecnología de la Información. (TDS2103)

Diplomado en Tecnologías de Desarrollo de Software. Cenfotec

péndulo de Newton


Hechos y personajes importantes

El ábaco 3000 ac

Blaise Pascal 1642

Ada Lovelace 1842

Wilhelm von Leibniz 1694

George Boole 1847

Charles Babbage 1833

Joseph-Marie Jacquard 1801

Herman Hollerith 1890


Hechos y personajes importantes

Alan Turing 1936

Howard Aiken 1937

Barden-Shockley-Brattain 1947

Atanassof-Berry 1937

Noyce-Hoerni-Kilby-Lehovec 1958-1959

Von Neumann 1945

Mauchly-Eckert 1943

Ted Hoff 1971


El ábaco. 3000 a.c.

• El ábaco fue uno de los primeros dispositivos de computo. Su origen no está muy claro, se considera China, Arabia, Europa y el antiguo Egipto como los posibles lugares donde se encuentra su procedencia.

• El ábaco por si solo no es más que un sistema de almacenamiento de datos, se le debe combinar con una persona para crear una máquina algorítmica completa.

• La búsqueda de máquinas para efectuar tareas algorítmicas (máquinas algorítmicas) ha tenido una larga historia.


Blaise Pascal

• A los 19 años, en 1642, el matemático, filósofo y escritor francés inventa una máquina que demuestra cómo pueden realizarse los cálculos de manera puramente mecánicos.

• La calculadora mecánica de Pascal ejecutaba operaciones de adición. se le llamó Pascalina.

• Funcionaba a base de engranajes y ruedas. Por primera vez, una máquina ejecutaba automáticamente el acarreo.

• Se ha cuestionado la completa confiabilidad de algunos de sus cálculos.


La Pascalina

• Una serie de ruedas que representan las unidades, las decenas, las centenas, etc, tienen sobre su circunferencia las cifras del cero a nueve y están conectadas entre sí mediante engranajes.

• La rotación completa de una rueda hace avanzar una unidad a la rueda que está a su izquierda, con lo que se refleja el acarreo.

Nuestra número en

la ventanilla


Gottfried Wilhelm von Leibniz

• Este matemático alemán construyó, alrededor de 1694 una máquina más compleja que utilizaba piñones dentados de longitudes variables y una versión perfeccionada del mecanismo de acarreo ideado por Pascal

• Con ese mecanismo, se efectuaban las multiplicaciones y divisiones bajo la forma de sumas y restas repetidas.

• Debido a que las técnicas de ese tiempo no se encontraban en condiciones de producir en serie las piezas de gran precisión necesarias para el funcionamiento de las máquina éstas no eran confiables.


Multiplicadora mecánica de Leibniz

• Esta máquina podía, además de sumar y restar, multiplicar y dividir con un número de varios dígitos introducido inicialmente, y los otros representados al girar un engranaje ese número de veces.


Joseph-Marie Jacquard

• En el año 1804 Jacquard de origen francés, perfecciona un nuevo sistema para automatizar algunas fases del trabajo de las máquinas tejedoras.

• En particular construyó un telar en el que los patrones de agujeros en unas tarjetas perforadas de cartón determinaban los pasos a seguir durante el proceso de tejido.


Telar de Jacquard

• El telar estaba guiado automáticamente en su movimiento por una serie de agujeros practicados sobre tarjetas de cartón.

• Esto permitía cambiar fácilmente el algoritmo que seguiría la máquina para

producir telas con diferentes diseños.


• Esta máquina fue diseñada para calcular cierto tipo de tablas matemáticas. Sin embargo no se terminó completamente (al menos por Babbage).

Charles Babbage

• El último de los primeros genios del cómputo, en realidad un hombre que se adelantó a su época fue este matemático ingles del siglo XIX.

Durante la década de 1820-1830 desarrolló y construyó una máquina a la que denominó: “Máquina de las Diferencias”


La máquina de diferencias

• Compleja para su época, era capaz de tabular series de números derivadas de polinomios complicados.

• La porción terminada de esta máquina representaba una séptima parte de su tamaño total.

• En parte esta máquina no se pudo terminar debido a que la tecnología de esa época no era suficiente para construirla.


La máquina de diferencias

• La máquina de diferencias fue construida en el Museo de Ciencias a partir de los diseños originales, para el bicentenario del nacimiento de Babbage. Consistía de 4000 partes, (sin incluir el mecanismo de impresión), pesaba 3 toneladas.


Charles Babbage

• En 1833 empezó a considerar otra invención a la que denominó “Máquina Analítica”; nunca la completó (de nuevo, el estado de la maquinaria quedaba muy por debajo de la creatividad de la mente).

• En los diseños de esta máquina estaban incluidos muchos de los principios de las computadoras modernas.

• La máquina debió estar formada por un “almacén” para contener elementos “datos”, un “molino” para operar con ellos. Iba a ser capaz de almacenar instrucciones de cálculo en tarjetas perforadas, las que alimentarían a la máquina junto con tarjetas perforadas conteniendo datos sobre los que operaría.


• El diseño requería miles de engranajes y mecanismos que cubrían el área de un campo de fútbol y necesitaría accionarse por una locomotora. Los escépticos le pusieron el sobrenombre de “La locura de Babbage”

La máquina analítica• Una porción simplificada de

la máquina fue lo que pudo construir.

• Conforme su diseño, podía sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad de 60 sumas por minuto.


Ada Augusta Lovelace

• Muchas personas la consideran como la primera programadora de computadoras, debido a que muchas de las ideas para programar la máquina analítica fueron desarrolladas por ella.

• En 1843, Lady Ada sugirió la idea que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones.


• Manipulando esas variables de acuerdo al álgebra especial, encontró que podría describir e investigar muchos problemas del mundo real.

• El álgebra de Boole llegó a ser la herramienta perfecta para diseñar circuitos complejos lógicos binarios, un siglo después de su descubrimiento.

George Boole

• Alrededor de 1847 Boole definió una álgebra (álgebra Booleana) en la cual las variables podían tomar solamente dos estados: verdadero y falso.


Herman Hollerith

Debido a que clasificar la información recogida en el censo de 1880 en los Estados Unidos, le tomó a la Oficina de Censos alrededor de 7 años, Hollerith observó las posibilidades de trabajar en un mecanismo que pudiera realizar el trabajo más rápido.

• Inspiró su idea de registrar la información mediante tarjetas perforadas, de un conductor que perforaba tickets con la descripción básica de cada pasajero.

• Arregló que los datos del censo de 1890 se almacenaran en tarjetas perforadas. Construyó dispositivos para realizar las perforaciones en las tarjetas y para clasificarlas.


Herman Hollerith

• Al emplear el equipo de Hollerith, el conteo total de población del censo de 1890 se concluyo casi dos meses después de disponer de todos los datos.

• El conjunto completo de tabulaciones, incluyendo datos sobre preguntas que nunca antes había sido práctico realizar, tomó dos años.

• En 1896 Hollerith creó la Tabulating Machine Company para producir y distribuir en forma comercial sus dispositivos.

• Esa empresa, con el tiempo, se unió a otras y formó lo que en la actualidad es la International Bussines Machines Corporation (IBM)


La tabuladora de tarjetas perforadas

• Unas brochas de alambre que tocaban las tarjetas cerraban circuitos cuando se encontraban las perforaciones y hacían avanzar contadores electromecánicos


Tarjetas perforadas


• En el proceso de tratar de formular su descripción, Turing introdujo un poderoso, aunque imaginario, dispositivo de cómputo que presentaba las características claves de las computadoras modernas. Turing denomino a su dispositivo “Máquina universal”

Alan Turing

• En 1936 a la edad de 24 años, escribió lo que podría ser reconocido como un documento esencial en la ciencia de la computación.

• El documento se enfocaba en problemas complejos en la lógica matemática (descripción de problemas que son teóricamente imposibles de resolver).


• La Harvard Mark1 como se conoció llegó a ser opera- cional en 1944. Empleaba dispositivos electromecá- nicos llamados relays.

• La inclusión de relays fue un gran paso en el avance de la tecnología de computación en los albores de siglo20.

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Howard Aiken

• En 1939, el Profesor Aiken de la Universidad de Harvard, buscó ayuda de Watson, (Presidente de IBM, quien apoyaba a las universidades) para diseñar y construir una computadora.

• Watson respondió con soporte financiero de alrededor de 1,000,000 de dls y proporcionándole los mejores técnicos.


Relays (relevadores)

• Fueron utilizados ampliamente por las primeras computadoras.

• Cuando el switch se encontraba abierto no circulaba corriente. Sin embargo cuando una corriente de un bajo voltaje (roja) circulaba por una bobina, se generaba un campo magnético que atraía un extremo de una pieza angular. El otro extremo presionaba dos contactos cerrando el circuito dando lugar al paso de la corriente.


La Mark I

• Esta máquina tenía 50 pies de largo, 8 pies de alto y 500 millas de alambre. Sus miles de partes móviles fueron controladas por corriente eléctrica.

• A la Mark I le tomaba aproximadamente 4.5 segundos multiplicar dos números de 23 dígitos.


John Atanasoff

• El Dr. Atanasoff, catedrático de la Universidad de Iowa, desarrolló entre 1937 y 1942 la primera computadora digital electrónica asistido por un estudiante graduado de nombre Clifford Berry y se le llamó la ABC.

•Oficialmente se le dio el crédito de ser el inventor de la computadora digital electrónica.


La computadora ABC

• La máquina de Atanasoff fue la primera computadora enteramente electrónica, usaba tubos de vacío en vez de relays electromecánicos.


Tubos de vacío

• Usados en las primeras computadoras.

• Una carga positiva en la rejilla atraía electrones cargados negativamente los cuales circulaban a través del vacío de un cátodo (filamento) y un ánodo (plato), completando un circuito y permitiendo el paso de la corriente.

Cátodo (Filamento) Anodo

(Plato)

Rejilla


John Mauchly y J. Prespert Eckert

• Después de conversaciones con el Dr. Atanasoff, leer apuntes acerca de los principios de la computadora ABC, el Dr. John Mauchly y su estudiante J. Presper Eckert trabajaron en una máquina para calcular tablas de trayectorias de artillería y misiles para el ejercito estadounidense.

• El producto final fue la ENIAC (Electronic Numerical Integrator Computer), se terminó en 1946.

• Era controlada por switches y conexiones que se manejaban manualmente.


La ENIAC

• La ENIAC, mil veces más veloz que sus antecesoras electro-mecánicas, irrumpió como un importante descubrimiento en la tecnología de la computación. Era totalmente electrónica.

• Era capaz de hacer 5000 sumas o 2800 multiplicaciones por segundo. Pesaba 30 toneladas y ocupaba un espacio de 450 m2. Trabajaba con

sistema decimal y necesitaba 10 tubos al vacío para representar un dígito decimal


John von Neumann

• Mientras se encontraban trabajando en la ENIAC, Eckert y Mauchly, se integró al equipo el ingeniero y matemático húngaro John von Neumann.

• Juntos desarrollaron la idea de programa almacenado, sin embargo dado que la idea se le atribuye a él, es considerado el padre de las computadoras.


Programa almacenado

• En un memorando publicado en 1945, von Neumann estableció los cinco componentes claves de las computadoras modernas.

• Para que sea eficiente y de propósito general un sistema de cómputo debe tener:

Unidad aritmético-lógica Unidad de control Memoria Unidad de entrada Unidad de salida

•A este conjunto se le conoce como la arquitectura

Von Neuman


Programa almacenado

• La idea de programa almacenado permite que en la memoria coexistan datos e instrucciones (en forma numérica).

Antes de este concepto, las computadoras tenían que ser programadas mediante los alambres que interconectaban varias secciones de control. Si se deseaba cambiar el programa, la máquina tenía que recablearse, lo que llevaba hasta días de duración.


La flexibilidad introducida con este concepto, permitió el aprovechamiento del equipo no solo al círculo de los matemáticos y científicos sino que facilitó su aplicación para problemas de orden administrativos, productivos y económicos.

El nacimiento de máquinas con este concepto, originó una verdadera revolución científica y cultural, tal como el motor de vapor había hecho la revolución industrial inglesa.

Programa almacenado


• La primera computadora que incluyó este concepto se llamó EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). Registraba en la memoria no solo los datos para procesar, sino también las instrucciones para su funcionamiento. Completada en 1949, entró en operación en 1951.

• Von Neumann también reconoció la importancia de utilizar notación binaria en vez de notación decimal, dada las características de los componentes eléctricos de presentar solo dos estados: on u off

John von Neumann


La EDVAC

• Tenía cerca de cuatro mil bulbos y usaba un tipo de memoria basado en tubos llenos de mercurio por donde circulaban señales eléctricas sujetas a retardos.


John Barden, William Shockley, Walter Brattain

• Los científicos John Barden, William Shockley y Walter Brattain inventaron en 1948 en los Laboratorios Bell de AT&T un dispositivo electrónico, el transistor.

Con respecto a los tubos de vacío, los transistores representan ventajas notables: su costo es menor, una velocidad mucho mayor, tamaño mucho menor y aumentan la seguridad de funcionamiento.


• Es un dispositivo electrónico formado por un cristal de silicio o de germanio, al cual se le han introducido átomos de diferentes materiales.

• De acuerdo con ciertos valores de tensión eléctrica que se le apliquen, el transistor, tiene la capacidad de conducir o no corriente eléctrica. Así se puede representar el “1” o el “0” que son necesarios para el funcionamiento interno de las máquinas

El transistor

ColectorBase

Emisor


• Entre 1958 y 1959 estos científicos de una u otra forma, influenciaron el desarrollo del circuito integrado.

• Con estos dispositivos electrónicos mucho más rápidos el tiempo se mide en nanosegundos, es decir en mil millonésimas de segundo. Un nanosegundo es a un segundo lo que un segundo es a 30 años.

Robert Noyce, Jean Hoerni, Jack Kilby, Kurt Lehovec


El circuito integrado

• Idéntico en su principio al transistor, es de 1/200 de una pulgada.

Familia Intel:•2.100 transistores del 4004 en 1970 que con solo 46 instrucciones funcionaba a unos 800 KHz•29.000 transistores del 8086 en 1979 a 14 MHz•1999 a los 8.200.000 transistores del Pentium III a 2 GHz.•2005 esperan tener 2.000 millones de transistores en un procesador a 30 GHz.


El circuito integrado

• Una carga positiva en la base permite el paso de la corriente de un emisor a un colector. El proceso de aplanado permite docenas de transistores, junto con capacitores y resistores sean formados al mismo tiempo en un lado de un chip de silicona.

Emisor

Base

Colector


Ted Hoff

• A los 34 años de edad, en 1971 Ted Hoff, un ingeniero de Intel se encontraba trabajando en un proyecto para una compañía Japonesa, cuando apoyado por otros ingenieros, diseño el microprocesador 4004.

Este era un chip con todas las partes básicas de un procesador central.

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