EL HARDWARE. Evolución y características - UNNE

1 Facultad de Ingenier a Inform tica Unidad Tem tica 2. EL HARDWARE. Evoluci n y caracter sticas Hardware es una palabra de origen ingl s con la que se hace referencia a toda la parte "dura" de la inform tica, es decir a la maquinaria real utilizada para el procesamiento electr nico de datos. Todos los sistemas computacionales consisten en alguna combinaci n de equipamiento principal y equipo de apoyo. El equipo principal (que a menudo se denomina unidad central de procesamiento, CPU seg n las iniciales en ingl s o UCP su equivalente en el castellano). es la parte principal del sistema; es la m quina que realiza el procesamiento real de datos y programas. El equipo de apoyo consta de todas las m quinas que hacen posible introducir datos y programas en la CPU, obtener informaci n procesada y almacenar datos y programas para tener f cil acceso a la CPU. Los equipos de apoyo son denominados perif ricos u rganos de entrada/salida (I/O . Input/Output). Los rganos de entrada son dispositivos que convierten los datos y programas en una forma que la CPU puede entender y procesar: son codificadores.

2 Los rganos de salida son dispositivos que convierten los datos procesados en una forma que los usuarios pueden comprender: son decodificadores. Los dispositivos de almacenamiento secundario son equipos que pueden poner f cilmente a disposici n de la CPU datos y programas usados con frecuencia. Estas funciones a menudo se superponen en una sola m quina. Por ejemplo, muchas m quinas, trabajan como dispositivos tanto de entrada como de salida. Y todos los dispositivos de almacenamiento secundario funcionan asimismo como dispositivos de entrada y de salida. - Estructura general de un computador. Las m quinas electr nicas de programa registrado han sido y son todav a denominadas de muy diversas maneras: calculador, computador, ordenador, computadora, m quina;. t rminos seguidos de un adjetivo como num rico, digital o simplemente electr nico. Todas estas denominaciones son equivalentes. Un ordenador procesa los datos de forma autom tica para obtener as los resultados que se buscan. Se puede observar que un ordenador es la uni n de tres elementos: Dispositivos de entrada Unidad central de proceso Dispositivos de salida A continuaci n se muestra un esquema general de un computador digital: + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +.

3 | +-----------+ +-----------+ |. +-----+ UNIDAD | instrucciones | | |. | | | DE |<==============+ | |. | +---+ CONTROL |~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ >| MEMORIA | |. | | | ++---+---+--+ | | |. | | | v v v | CENTRAL | |. | | | +-----------+ datos | o | |. | | | | UNIDAD |<==============+ PRINCIPAL | |. | | | |ARITMETICO-| resultados | | |. | | | | L GICA +==============>| | |. | | | +--+-----+--+ +--+-----+--+ |. | | + - -| - - | - - - - - - - - - - | - - |- - +. | +------|-----|---------+ | |. | +--+-----+--+ | +--+-----+--+. +---->| CANAL | +------->| CANAL |. +--+--+--+--+ +--+--+--+--+. | | | | | |. +--+ | +--+ +--+ | +--+. +++ +++ +++ UNIDADES +++ +++ +++. +-+ +-+ +-+ PERIF RICAS +-+ +-+ +-+. Tambi n podemos reconocer la estructura en este otro esquema: 1. Facultad de Ingenier a Inform tica Unidad Tem tica 2. UNIDADES PERIF RICAS: Son los medios que el computador posee para comunicarse con el exterior. Existen dos grandes clases de unidades perif ricas: unidades de comunicaci n (teclado, pantalla, impresora, etc.)

4 Que permiten el di logo con el exterior, y las memorias auxiliares (discos, cintas magn ticas, etc.), cuyas capacidades de almacenamiento son muy superiores a la de una memoria central. Las unidades de comunicaci n se subdividen a su vez, en unidades de Entrada y unidades de Salida, las memorias auxiliares son unidades que cumplen las dos funciones, de Entrada y Salida. CANALES o BUSES: Las unidades perif ricas se conectan, bien a la unidad de control, bien directamente a la memoria central a trav s de unidades especializadas en la gesti n de las transferencias de informaci n. Estas unidades de intercambio se llaman canales o buses. La unidad de control, cuando encuentra instrucciones de entrada/salida, se ocupa de gobernar los mismos. - Evoluci n La historia de la Computaci n es un poco la historia del Pensamiento Humano. El hombre, desde los comienzos de la Historia, busc formas de ayudarse a COMPUTAR. (computar, significa registrar informaci n y transformarla de alguna manera). Pasemos revista brevemente a los m s importantes antecedentes de las modernas computadoras digitales: 1642 PASCAL: Desarroll lo que se conoce como el primer calculador mec nico, que permit a realizar sumas y restas.

5 El inventor y pintor Leonardo Da Vinci (1452-1519). hab a trazado las ideas para una sumadora mec nica. Siglo y medio despu s, el 2. Facultad de Ingenier a Inform tica Unidad Tem tica 2. fil sofo y matem tico franc s Blaise Pascal (1623-1662) invent y construy la primera sumadora mec nica. Se la llam Pascalina y funcionaba a base de engranes y ruedas. A pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa debido a sus logros, la Pascalina, result un desconsolador fallo financiero, pues para esos momentos, resultaba m s costosa que la labor humana para los c lculos aritm ticos. 1672 LEIBNITZ: Dio a conocer una m quina m s perfeccionada que la de Pascal, permitiendo la realizaci n adem s de sumas y restas, de multiplicaciones y cocientes. 1822 BABBAGE: Charles Babbage (1793-1871), visionario ingl s y catedr tico de Cambridge, invent y construy la "m quina de diferencias", capaz de calcular tablas matem ticas en forma automatizada. 1833 BABBAGE: Mejora su idea anterior buscando una m quina de prop sito m s general, con accionamiento autom tico.

6 Preve a ingresos separados para los datos y la secuencia de operaciones a realizar con ellos, pudiendo alterar sta ltima a partir de aquellos. Vislumbra la estructura que deber a tener un computador. Esta es su MAQUINA ANAL TICA, la que nunca lleg a concretarse por no disponerse en esa poca de los elementos t cnicos para su construcci n. En esencia, sta era una computadora de prop sitos generales. Conforme con su dise o, la m quina anal tica de Babbage pod a sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia autom tica a una velocidad de 60 sumas por minuto. Los esc pticos le pusieron el sobrenombre de "la locura de Babbage". Charles Babbage trabaj en su m quina anal tica hasta su muerte. Los trazos detallados de Babbage describ an las caracter sticas incorporadas ahora en la moderna computadora electr nica. Si Babbage hubiera vivido en la era de la tecnolog a electr nica y las partes de precisi n, quiz s hubiera adelantado el nacimiento de la computadora electr nica por var as d cadas.

7 Ir nicamente, su obra se olvid a tal grado, que algunos pioneros en el desarrollo de la computadora electr nica ignoraron por completo sus conceptos sobre memoria, impresoras, tarjetas perforadas y control de programa secuencial. 1890 HOLLERIT: aplica el m todo de la tarjeta perforada para confeccionar los resultados del censo de de ese a o. Funda una sociedad de la que surgi IBM. 1910 POWERS: tambi n contratado por la oficina de censos de los , dise a una nueva m quina para procesar tarjetas perforadas con mayor capacidad que la ideada por Hollerit. Fundar a luego su compa a, la que m s tarde se transformar a en la Sperry Rand Corporation. 1937 H. AIKEN, de la Universidad de Hardvard, con apoyo de IBM, desarrolla un calculador electromec nico que fue terminado en 1944. Se estima que fue el primer calculador autom tico. Pod a realizar una multiplicaci n en aproximadamente 6. segundos y una divisi n en 12 segundos. 1939 John ATANASOFF, de la Universidad de IOWA, desarrolla juntamente con su disc pulo C.

8 Berry un computador electr nico de l gica cableada. Lo denominaron ABC (Atanasoff-Berry-Computer). Se considera que fue el primer computador digital electr nico. Algunos autores consideran que no hay una sola persona a la que se le pueda atribuir el haber inventado la computadora, sino que fue el esfuerzo de muchas personas. Sin embargo en el antiguo edificio de F sica de la Universidad de Iowa aparece una placa con la siguiente leyenda: "La primera computadora digital electr nica de operaci n autom tica del mundo, fue construida en este edificio en 1939 por John Vincent Atanasoff, matem tico y f sico de la Facultad de la Universidad, quien concibi la idea, y por Clifford Edward Berry, estudiante graduado de f sica.". 1945 ECKERT y MAUCHLY, de Pensylvania, desarrollan un computador que se llam . ENIAC (Integrador y calculador num rico electr nico) trabajaba totalmente con tubos de vac o. Este proyecto se termin en 1946, luego de 30 meses de trabajo. Se utiliz . 3. Facultad de Ingenier a Inform tica Unidad Tem tica 2.

9 En aplicaciones de la Segunda Guerra mundial. Era mil veces m s veloz que sus predecesoras electromec nicas, irrumpiendo como un importante descubrimiento en la tecnolog a de la computaci n. Pesaba 30 toneladas, ocupando un espacio de 450. mts cuadrados, (aprox. 6 m x 12 m) y ten a 18,000 tubos. Deb a programarse manualmente conect ndola a 3 tableros que conten an m s de 6000 interruptores. Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requer a d as o incluso semanas. A diferencia de las computadoras actuales que operan internamente con un sistema de numeraci n binario (0,1), la ENIAC operaba en el sistema decimal. Requer a tanta electricidad, que parpadeaban las luces de Filadelfia cuando se activaba. La imponente escala y las numerosas aplicaciones generales de la ENIAC. se alaron el comienzo de la primera generaci n de computadoras. 1946 VON NEUMANN en su art culo sobre "Teor a y t cnicas de los computadores digitales electr nicos" da un paso decisivo al enunciar nuevos conceptos: 1) El programa registrado o programa almacenado: Von Neumann tuvo la idea de ocupar la memoria, que las m quinas de la poca s lo utilizaban para guardar resultados intermedios, para almacenar tambi n el programa.

10 Este principio se utiliza hasta nuestros d as. 2) La ruptura de secuencia: Von Neumann concibi la idea de hacer autom ticas las operaciones de decisi n l gica (anteriormente tomadas mediante la intervenci n humana). Establece de esta forma el principio de la instrucci n de RUPTURA CONDICIONAL o SALTO CONDICIONAL en base a un resultado ya obtenido. 3) Aritm tica binaria codificada en los c lculos. Esto permit a la utilizaci n directa de los circuitos el ctricos encargados de las operaciones, que eran de naturaleza bi- estable. 1949 Nace EDSAC (Calculador electr nico autom tico con almacenamiento de retardo) en Cambridge, Inglaterra. Es el computador electr nico tal como lo conocemos actualmente. Utiliza arquitectura tipo Von Neumann y aplica los principios del lgebra binaria o LGEBRA DE BOOLE. Fue el primer ordenador que incorpor un sistema operativo (soporte l gico que administra los recursos de la m quina para satisfacer las necesidades de los diversos programas que maneja). 1950 ECKERT y MAUCHLY mejoran el desarrollo de su ENIAC incorporando los conceptos formulados por Von Neumann y dan a conocer el EDVAC, con caracter sticas muy semejantes al EDSAC ingl s.