Historia de la Informática

Desde el origen de los tiempos, el hombre ha inventado herramientas para potenciar sus capacidades más limitadas. Así creó el martillo, el yunque, los recipientes para transportar líquidos, la rueda, el reloj… Sin embargo, en este post vamos a centrarnos en la historia de la informática.

Una de las expresiones más elementales del tratamiento de información, y más necesitadas de herramientas de apoyo, era el cálculo o manipulación de números. La primera herramienta que utilizó el hombre para este cometido la encontró sencillamente en sus dedos. De los dedos pasó a utilizar medios externos. Por ejemplo, la denominada tabla de arena: una superficie delimitada por surcos trazados sobre la arena y sobre los que se representaban los números mediante guijarros.

A partir de ahí y hasta nuestros días, las crecientes necesidades de cálculo se han visto apoyadas con la invención de múltiples mecanismos, cada vez más evolucionados: primero, de tipo mecánico y más tarde -no hace todavía un siglo-aplicando procedimientos electromecánicos. Hasta que en 1946 vio la luz el precursor de los ordenadores actuales que procesan los datos por medios electrónicos.

Ábaco, el antecedente del ordenador

Ábaco, el antecedente del ordenador

Antecedentes históricos de la informática

Los orígenes del proceso de datos por medios mecánicos se remontan a unos cinco mil años antes de Cristo. Por aquel entonces, se atribuye a los chinos la invención del ábaco.

El ábaco es un artilugio que consta de una tablilla dividida en varias columnas. La columna situada más a la derecha corresponde a las unidades, la colocada a su izquierda representa las decenas, y así sucesivamente. Cada columna está constituida por una varilla dividida en dos zonas: en la inferior aparecen cinco cuentas elementales, mientras que en la zona superior existen tres cuentas, representativas cada una de cinco unidades.

A pesar de su antiguedad el ábaco sigue utilizándose actualmente, con diversas variantes en el número de varillas y de cuentas por varilla, en algunos países asiáticos.

Proceso mecánico de datos – Historia de la Informática

Otro hito en el proceso mecánico de datos está fechado en 1617 y su autor es el matemático escocés John Napier. Éste creó un sistema de varillas numeradas o huesos de Napier que permitía operaciones de multiplicación y división.

El dispositivo consistía, sencillamente, en una serie de varillas con números grabados en el mismo orden en el que aparecen en una tabla de multiplicar convencional.

Otro de los artilugios mecánicos, con cierta vigencia actual, es la conocida regla de cálculo. Fue en 1632 cuando William Oughtred inventó una herramienta mecánica de cálculo que permite diversas operaciones y cuyo aspecto es el de dos reglas móviles y deslizables una sobre otra. Su
fundamento reside en que las distancias desde cada división de la regla hasta el extremo de la misma u origen son proporcionales a los logaritmos de los núme ros impresos en su superficie.

Las calculadoras de Pascal y Leibnitz – Historia de la Informática

La construcción de la primera calculadora mecánica se atribuye al filósofo y científico francés Blaise Pascal. En 1642, con dieciocho años de edad, Pascal diseñó su primera calculadora para ayudar a su padre -recaudador de impuestos- en su trabajo.

La máquina en cuestión estaba construida a partir de un cierto número de ruedas dentadas, de tal suerte que al girar diez dientes de la primera rueda, un trinquete provocaba el avance de un diente de la segunda; al rotar diez dientes de la segunda, avanzaba uno de la tercera rueda dentada, y así sucesivamente.

A pesar de que la calculadora de Pascal permitía operar sumas y restas, su utilización era tan tediosa que aportaba pocas ventajas con respecto al cálculo manual. En todo caso, el sistema de ruedas dentadas sigue aún presente en los tradicionales relojes de corona dentada, en los cuentakilómetros mecánicos para automóvil e incluso en los contadores de luz y agua que se encuentran en cualquier casa.

Basándose en la máquina diseñada por Pascal, el matemático alemán G. W. von Leibnitz concibió en 1671 la primera calculadora capaz de realizar multiplicaciones.

Sucesivos perfeccionamientos de su máquina llevaron a Leibnitz a construir artilugios capaces tanto de multiplicar como de dividir números mediante la realización de cadenas de sumas y restas.

Cuando se comercializaron las primeras calculadoras mecánicas, ya en el siglo XIX, éstas funcionaban basándose precisamente en el mecanismo inventado por Leibnitz.

Máquina de calcular diseñada por Leibnitz.

Máquina de calcular diseñada por Leibnitz.

Los trabajos de Leibnitz adquieren una especial relevancia, puesto que su objetivo no era diseñar sencillamente una calculadora mecánica, sino una máquina que actuara de puente entre el enunciado de un problema y su resolución. Su máquina adelantaba ya en el siglo XVII el sentido que en la actualidad damos a los algoritmos o vías para la resolución de problemas.

Las máquinas de Babbage – Historia de la Informática

En 1822 el matemático inglés Babbage estableció los principios de funcionamiento de los ordenadores actuales, a partir de un proyecto que denominó máquina diferencial, capaz de resolver polinomios de hasta ocho términos.

Diez años más tarde, en 1833, construyó la que bautizó con el apelativo de máquina analítica, considerada como precursora de los modernos ordenadores. Entre sus características cabe señalar el control secuencial de las operaciones, la inclusión de memoria, la introducción del programa por medio de tarjetas perforadas y la presencia de unidades aritmética y de entrada/salida.

Máquina diferencial de Babbage.

Máquina diferencial de Babbage.

El propio Babbage definió a su máquina analítica como una máquina que se muerde su propia cola, puesto que los resultados que producía podían ser utilizados como datos de entrada para un nuevo cálculo.

La máquina analítica podía realizar cualquier operación matemática y poseía una memoria capaz de almacenar hasta 1.000 números de 50 cifras. Aunque la lógica desarrollada por Babbage ha sido de gran influencia en los modernos ordenadores electrónicos, su trabajo estuvo repleto de fracasos motivados por la alta complejidad de los sistemas que ingenió y por el insuficiente desarrollo de la tecnología por aquellas fechas.

Tarjetas perforadas – Historia de la Informática

Babbage adoptó para su máquina las tarjetas de papel perforadas como soporte de la información. Esta técnica fue desarrollada por Bouchon en 1725, cuando ideaba un sistema para el control de telares.

Los avances en el terreno de las tarjetas perforadas como soporte de información tienen dos hitos clave:
– 1899, con los desarrollos del doctor Herman Hollerith que revirtieron en la creación de la tarjeta Hollerith de 80 columnas; y
– 1910, año en el que el matemático norteamericano James Powers creó la tarjeta perforada de 90 columnas.
Las aportaciones de Hollerith no se reducen a la tarjeta perfo rada.

También construyó la denominada máquina tabuladora de Hollerith, adecuada para procesar sus tarjetas. Dos veces más veloz que las restantes máquinas contemporáneas, la tabuladora de Hollerith fue utilizada en 1890 para elaborar el censo de los Estados Unidos de América.

Tabuladora eléctrica de Hollenth, patentada en 1889.

Tabuladora eléctrica de Hollenth, patentada en 1889.

Proceso electromecánico de datos – Historia de la Informática

La tabuladora de Hollerith, y la desarrollada posteriormente por su sucesor James Powers para confeccionar el censo de Estados Unidos correspondiente al año 1910, eran ya máquinas que combinaban mecanismos eléctricos y mecánicos para procesar la información registrada en tarjetas perforadas. Si bien no fue hasta 1944 cuando empezó a prestar servicio en la Universidad de Harvard la primera máquina electromecánica con características de auténtico ordenador: la denominada MARK I.

El doctor Howard Aiken, responsable de su desarrollo, puso en pie un ordenador electromecánico cuya secuencia de operaciones estaba controlada por una cinta perforada que actuaba como soporte de los datos y el programa. El tratamiento de los datos se realizaba en el MARK I mediante relés de tipo electromagnético.

El MIT Lincoln Laboratory TX O fue el primer ordenador transistorizado con programa residente.

El MIT Lincoln Laboratory TX O fue el primer ordenador transistorizado con programa residente.

Fue el mismo año de 1944 cuando John Von Neuman propuso la idea de programa interno, y desarrolló los fundamentos teóricos para la construcción de los ordenadores electrónicos.

Ordenadores electrónicos – Historia de la Informática

Dieciocho mil válvulas electrónicas y un consumo energético de 150 kilowatios sustentaban al considerado primer ordenador electrónico moderno, utilizado con fines prácticos: el ENIAC.

Fueron las exigencias militares, concretamente la necesidad de elaborar tablas para el cálculo de la trayectoria de proyectiles, las que indujeron a los científicos estadounidenses Mauchly y Eckert a construir el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), el cual entró en
funcionamiento en 1945.

Dos años más tarde, en 1947, vio la luz el EDVAC: un ordenador electrónico de secuencia automática, construido con 5.900 válvulas electrónicas y 12.000 diodos.

A partir de ahí, se disparó el desarrollo de nuevas máquinas electrónicas para el tratamiento de información. Entre las más destacables, aunque construidas sólo a título experimental, cabe citar a los ordenadores MANIAC-I y MANIAC-II, fechados en 1952.

Generaciones de los ordenadores electrónicos

Desde que en la primera parte de la década de los cincuenta empezaron a utilizarse los ordenadores electrónicos con fines comerciales, éstos han evolucionado hasta el punto de que cabe diferenciar hasta cuatro generaciones.

Los criterios que permiten decidir en qué momento termina una generación y empieza la siguiente son, en esencia:
– La tecnología utilizada para la construcción de los ordenadores.
– La arquitectura de los sistemas; y
– Las técnicas de organización y explotación utilizadas.
En todo caso, el salto de una generación a otra ha venido marcado siempre por características como:
– Miniaturización del tamaño de los ordenadores.
– Mayor fiabilidad: incremento del tiempo transcurrido entre dos fallos.
– Mayor potencia o capacidad de resolver problemas complejos.
– Superior velocidad de cálculo.

Primera generación de ordenadores electrónicos – Historia de la Informática

Los ordenadores electrónicos de la primera generación sustituían los relés electromagnéticos por válvulas electrónicas de vacío. Su tamaño era grande y complicado su mantenimiento. La fiabilidad era escasa, hasta el punto de que el tiempo medio entre dos averías en la unidad central era inferior a una hora.

Los tiempos de cálculo de sus circuitos eran de varios micro segundos, por lo que la ejecución de programas largos implicaba retrasos incluso devarios días.

Los ordenadores de la primera generación trabajaban de for ma exclusivamente secuencial. El programa, previamente perforado en tarjetas, se cargaba en la memoria del ordenador y, a continuación, era ejecutado instrucción a instrucción.

En cada instante el ordenador no se dedicaba más que a una sola tarea, por lo que si estaba en curso un proceso de lectura de fichas perforadas, los restantes componentes del sistema permanecían ociosos hasta finalizar la lectura.

Segunda generación de ordenadores electrónicos – Historia de la Informática

Las válvulas son reemplazadas por transistores: componentes electrónicos de estado sólido. Tal innovación redujo considerablemente el tamaño de los ordenadores e incrementó su fiabilidad. Los volúmenes se dividieron aproximadamente por cinco y la fiabilidad se multiplicó por un factor diez.

También se vio potenciada la velocidad de cálculo.

Las máquinas de la segunda generación poseían una memoria interna a base de núcleos magnéticos de ferrita y ofrecían la posibilidad de simultanear el cálculo puro con las operaciones de entrada/salida.

En los primeros años sesenta, los ordenadores de la segun da generación empezaron a utilizar las cintas magnéticas y estrenaron un método de explotación que recibía el nombre de procesamiento por lotes.

Tercera generación de ordenadores electrónicos – Historia de la Informática

Fue en torno a 1965 cuando entraron en el interior de los ordenadores electrónicos los circuitos integrados. Estos dispositivos electrónicos, de tamaño similar al de un transistor, llegaban a contener varias decenas e incluso centenares de dispositivos se miconductores elementales.

El tamaño físico de los ordenadores se vio reducido una vez más, y se incrementó en gran medida el período medio entre averías de la unidad central, tiempo que llegó a varios miles de horas.

La velocidad creció hasta el punto de que para ejecutar las operaciones elementales era suficiente con algunos nanosegundos. Así se pasó de máquinas capaces de procesar mil instrucciones por segundo a ordenadores dispuestos a procesar un millón de instrucciones por segundo.

Los ordenadores de la tercera generación podían ejecutar varios programas simultáneamente. Desde luego, en cada momento era un solo programa el que ocupaba la actividad de la unidad central, si bien, los restantes operaban simultáneamente con las unidades de entrada / salida.

Este método, denominado multiprogramación, permitió mejorar sustancialmente el rendimiento del ordenador al elevar el tiempo de actividad de la unidad central.

Cuarta generación de ordenadores electrónicos – Historia de la informática

A finales de la década de los setenta se produjo una nueva convulsión en el mundo de la informática originada por el nacimiento del microprocesador.

Esta generación de ordenadores, la actual, está marcada por la impronta de la microelectrónica. Tecnología que aporta circuitos integrados de media, alta y muy alta escala de integración, de elevadísima velocidad y fiabilidad.

Familia de equipos para proceso de datos encuadrados en la cuarta generación.

Familia de equipos para proceso de datos encuadrados en la cuarta generación.

Es en la cuarta generación, con el empuje del microprocesador (procesador alojado en un circuito integrado de escasamente medio centímetro de lado), cuando ha nacido el ordenador personal: una máquina de prestaciones equiparables a la de los miniordenadores, e incluso grandes ordenadores de la década anterior, de alta fiabilidad, velocidad y economía. Una máquina que ha extendido la informática más allá de los centros de cálculo y Universidades, llevándola al puesto de trabajo de cualquier profesional, e incluso al entorno doméstico.

Hasta aquí llega nuestro breve repaso a la historia de la informática, esperamos que el post os haya sido de utilidad.

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