La historia de las computadoras

La computadora, ese impresionante y complejo equipo electrónico con infinidad de utilidades del que disponemos comúnmente en nuestra vida, con el que interactuamos, incluso, cuando usamos nuestro teléfono celular (que es una variante de computadora portátil), cuando manejamos nuestro auto, cuando realizamos compras online, en casi todas las cosas triviales que hacemos interviene de forma directa o indirecta el protagonismo de una computadora. Definimos computadora como una máquina electrónica capaz de almacenar información y procesarla automáticamente mediante operaciones matemáticas y lógicas controladas por programas informáticos. Debemos estos grandes avances a un proceso de aprendizaje y aportes científicos de muchas mentes brillantes a lo largo de la historia de la humanidad que sobre el trabajo de sus antecesores hicieron posible la evolución de las Tecnologías de la Información hasta llegar al nivel que tienen hoy.

Los primeros instrumentos de cálculo fueron la primera concepción de algo que se podía definir como precedente de una computadora. Las primeras máquinas cumplían, precisamente, el objetivo de hacer más fácil el engorroso trabajo de calcular. El ábaco, cuyo origen se sitúa en la antigua Grecia aproximadamente en el año 300 AC, era un instrumento que facilitaba la realización de operaciones aritméticas básicas, además del cálculo de raíces. Su uso se popularizó después del siglo VII en Asia. Unos 9 siglos después, en el año 1642 el matemático Blaise Pascal, con apenas 19 años diseñó una máquina que era capaz de sumar de forma automática accionando una manivela después de introducir los datos en ruedas dentadas que estaban enumeradas del 0 al 9 y accionar una palanca mostraba los resultados en una interfaz similar. Pascal propuso mecanismos para realizar, con pasos extras: restas, multiplicaciones y divisiones. Esta máquina fue mejorada por Gottfried Leibniz en 1671.

En 1834 El matemático Charles Babbage comienza a diseñar una máquina analítica capaz de resolver ecuaciones diferenciales. Desafortunadamente no obtuvo financiación y su proyecto no se pudo llevar a la práctica puesto que debía trabajar a vapor y existían muchos problemas a la hora del proceso de construcción, por ejemplo: los engranajes que se fabricaban en la época no eran capaces de soportar la carga de trabajo a la que serían sometidos ni tenían suficiente precisión. El trabajo de Babbage sirvió de inspiración para que Howard Aiken, junto a IBM construyeran el ordenador MARK I en 1944. Fue una máquina electromecánica que recibía su secuencia de instrucciones a través de una cinta de papel perforada. tenia mas de 1400 interruptores rotatorios de base decimal, donde mostraba los valores de los registros introducidos. Pesaba unas cinco toneladas y media aproximadamente 2.40 metros de alto, 15.5 de largo y 0.60 de ancho.

Primera generación de computadoras (1940 – 1956): computadoras que funcionaban con válvulas de vacío

Llega la Segunda Guerra Mundial en el año 1939, los Artilleros de Estados Unidos de América usaban tablas de artillería que contenían parámetros que iban a determinar como apuntar sus armas. Eran confeccionadas manualmente y los cálculos eran muy engorrosos y requerían demasiado tiempo para efectuarse. El ejército solicita a la Universidad de Pensilvania la construcción de un ordenador que le ayudara a elaborar dichas tablas de tiro. En 1943 se aprueba el proyecto a cargo de los ingenieros John W. Mauchly y John Presper Eckert. En 1945 entró en explotación y estuvo funcionando durante 10 años. Se usó para realizar los cálculos de artillería y los complejos cálculos físicos de la bomba de hidrógeno. El potente monstruo (para la época) pesaba unas 27 toneladas, ocupaba una superficie de 67 m² y era capaz de ejecutar unas 5000 sumas o 300 multiplicaciones en 1 segundo. Se utilizaban unos 6000 interruptores para su programación, proceso que podía tardar semanas. El equipo de programadoras estaba compuesto por 6 brillantes mujeres con grandes habilidades para las matemáticas: Betty Snyder Holberton, Jean Jennings Bartik, Kathleen McNulty Mauchly Antonelli, Marlyn Wescoff Meltzer, Ruth Lichterman Teitelbaum y Frances Bilas Spence. Fue la primera computadora cuya lógica era totalmente electrónica. Las válvulas fallaban casi diariamente y tenían que ser reemplazadas constantemente, no fue hasta el 1948 que se lograron fabricar válvulas de larga duración. La legendaria máquina necesitaba un local climatizado para funcionar, elevaba la temperatura a unos 50 °C.

En 1945 el matemático John Von Neumann, basado en ideas de los desarrolladores de ENIAC, describe en un borrador la Arquitectura que pasaría a la historia como Arquitectura Von Neumann y sería optimizada luego en la llamada Arquitectura Harvard, usada actualmente, donde se resolvería el problema del llamado cuello de botella de Von Neumann. Describe un diseño para un computador electrónico digital con una unidad aritmético lógica, registros de procesador, unidad de control con registro de instrucciones y contador de programa, memoria para almacenar datos e instrucciones, almacenamiento masivo externo y mecanismos de entrada y salida. Von Neumann se inspiró en los aportes teóricos de Alan Turing, autor intelectual del concepto teórico de Máquina Universal, que definió entre 1936 y 1937.

Segunda Generación de computadoras (1956-1963): computadoras transistorizadas

Los primeros registros de dispositivos amplificadores similares datan de 1925. Investigaciones en los Laboratorios Bell llevaron a William Shockley que era posible construir amplificadores de señal a base de semiconductores, que reemplazarían a las vetustas válvulas de vacío. En 1947 los físicos estadounidenses John Bardeen y Walter Houser tuvieron éxito y llamaron la atención de Shockley, años después los 3 físicos serían galardonados con el premio Nobel de Física por el descubrimiento del efecto transistor. La invención del transistor propició la sustitución de las válvulas de vacío reduciendo el costo de fabricación de las computadoras, tamaño, consumo de corriente y mejorando su rendimiento notablemente. El primer ordenador transistorizado fue TRADIC, cuya fabricación se concluyó en 1954 por los Laboratorios Bell, pero al ser un proyecto secreto no figura dentro de esta generación de computadoras.

En esta época se desarrolla Fortran, inicialmente orientado al equipo IBM 704, el primer lenguaje de programación de alto nivel de propósito general. En un principio mantuvo escépticos a los programadores, pero pronto ganó popularidad por las comodidades que ofrecía.

Tercera Generación (1964-1971): circuitos Integrados.

En 1958 el ingeniero electrónico Jack St. Clair Kilby, mientras trabajaba en Texas Instruments, desarrolla el primer circuito integrado, conceptualizado antes por el científico de radares Geoffrey Dummer, pero nunca llevado a la práctica. Robert Noyce perfeccionó el aporte de Kilby algunos meses después resolviendo algunos problemas que hicieron mucho más fácil su fabricación, en 1964 se lanzó al mercado la serie 360 de IBM. Esto permitió, una vez más, reducir costo, tamaño y aumentar la potencia de estas computadoras. Aun seguían siendo demasiado costosas como para uso personal. Ya se usaban medios de almacenamiento magnéticos y memorias de estado sólido.

Mientras se desarrollaban las computadoras de esta generación ya se estaban gestando los conceptos de red de ordenadores por Joseph Licklider, ingeniero informático de BBN (Bolt, Beranek y Newman). Fue convocado por ARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados) donde convenció a Ivan Sutherland y a Bob Tylor de la importancia de su iniciativa. Varios científicos contribuirían a las bases teóricas para que se realizara el proyecto, entre ellos se destacaron Leonard Kleinrock, Paul Baran. En 1969 se estableció el primer enlace de ARPANET y poco a poco se fue expandiendo su alcance. Se perfeccionaron e implementaron nuevos protocolos de comunicación. ARPANET sería posteriormente la columna vertebral de internet en los años de 1983 a 1990 mientras se completaba la transición al modelo de protocolos TCP/IP.

Cuarta generación (1971-presente): microprocesadores

Iniciada con el Intel 4004, procesador diseñado para una calculadora. El año siguiente lanzan el modelo 8008, destinado a computadoras, sacando un modelo mejorado, en 1974, que se popularizó por todas las ventajas que implicaba. Los microprocesadores fueron perfeccionándose, mejorando las técnicas de miniaturización de circuitos que los componían, set de instrucciones y arquitectura hasta llegar a ser tan versátiles y potentes como los que tenemos hoy. A la par del hardware evolucionaba el software y las tecnologías de almacenamiento de datos.

Las computadoras comerciales anteriores a la década de los 80 eran operadas a través de una terminal ejecutando líneas de comandos para realizar las diferentes funciones. En 1980 fue acuñado por Merzouga Wilbert el concepto de WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointers) y se pone en práctica por la empresa Xerox en su estación de trabajo Xerox Star, donde se materializa una interfaz gráfica basada con un mapa de bits de esta conceptualización. El equipo de Apple, encabezado por Jeff Raskin, inspirado en el trabajo de Xerox se concentra en el diseño de un entorno gráfico de este tipo para su computadora Apple Lisa en 1983. Un segundo equipo avanza en el Apple Macintosh, lanzado en 1984, mejorando el entorno gráfico de Lisa e imponiendo un paradigma de usabilidad. Apple había logrado, de pasar a una naciente empresa en 1982 de 2 empleados en un garaje a convertirse a una empresa valuada en 1000 millones de dólares. El equivalente al actual imperio IBM. Mientras tanto, el gigante Microsoft se erguía y desarrollaba su propia variante de Sistema operativo e interfaz gráfica de usuario. La competencia entre Apple y Microsoft fue uno de los condicionantes de los resultados de ambas empresas. En 1990, con el lanzamiento del Windows 3.0 y el paquete de Office de Microsoft, esta consigue dominar el mercado de los Sistemas Operativos.

Varios factores incidieron en el desarrollo de las computadoras para que llegaran a ser como las conocemos hoy. La evolución de la conceptualización teórica y los avances de la ingeniería electrónica fueron determinantes. Así como la competencia entre las grandes empresas y el ingenio de las mentes brillantes de la humanidad ante la necesidad. El software evoluciona en la medida que lo hace el hardware. Internet y la posibilidad de interconexión entre las computadoras modificaron nuestra forma de interactuar y compartir conocimientos e información, en general, tributando también, de forma indirecta, en el desarrollo de supercomputadoras.

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