Resumen histórico de las computadoras Introducción a las ciencias de la computación Antonio López Jaimes

Motivación • La historia de la computación comienza cuando el hombre adquiere la necesidad de contar. • Seguramente en un principio el hombre comenzó a contar con los dedos, para después hacerlo mediantes marcas en el piso o utilizando piedras. • La palabra cálculo proviene del latín calculus, que alude a las piedras usadas hace miles de años como ayuda para hacer cuentas. 23-sep-05

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Los principios • En Zaire, África, fue encontrado el hueso de Ishango que data del año 6500 a.C. • Tiene tres columnas de marcas: – 1. Números primos 11, 13,17 y 19. – 2. Suman 60. – 3. Método de duplicación de los Egipcios.

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Los principios • Una tabla de arcilla proveniente de Senkerh, en Babilonia, que data del año 2000 a.C. – Contiene los cuadrados de los enteros del 1 al 24. – Al parecer se utilizaba como una máquina de multiplicar.

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Los principios • El ábaco es la primera calculadora digital de la historia. – Permite sumar, restar, multiplicar y dividir. – Al parecer fue inventado en Babilonia hace 3000 a.C. – Su uso más antiguo claramente documentado fue en China alrededor del año 500 a.C. – Los chinos introdujeron el ábaco a Corea (1400 d.C.), y a Japón (1600 d.C.).

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Los principios

Suan pan Chino (500 a.C.) 23-sep-05

Soroban Japonés (1600 d.C.) 6

Los principios • En 1617, el escocés John Napier inventa los llamados huesos de Napier. – Consiste de una regla fija y otra móvil que se desliza sobre la primera, de manera que deja ver el producto de 2 números.

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• Napier utilizó su inventó para calcular la primer tabla de logaritmos. • El clérigo inglés, William Oughtred inventó la regla de cálculo, a partir de los huesos de Napier. – La regla de cálculo es útil para dividir y calcular raíces cuadradas.

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Calculadoras mecánicas • En 1623, el alemán Wilhelm Schickard inventa la primera calculadora mecánica, llamada reloj de cálculo. – Su dispositivo se basó en los huesos de Napier y en un mecanismo de sumas parciales. – Efectuaba las cuatro operaciones básicas con acarreos usando números de hasta 6 dígitos cada uno. 23-sep-05

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Calculadoras mecánicas • El dispositivo fue vendido a su amgio Johannes Kepler, pero fue destruido durante un incendio. • Sin embargo, el barón de Freytag-Löringhoff recreó la máquina entre 1950 y 1960.

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Calculadoras mecánicas • En 1642, Blaise Pascal inventa la segunda máquina de cálculo, la Pascalina, cuando tenía apenas 19 años. • Su máquina manejaba cifras de 6 a 8 dígitos.

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Calculadoras mecánicas • Es una serie de engranes en una caja, que proporciona los resultados por pequeñas ventanas. • A diferencia del reloj de cálculo, la pascalina sólo era capaz de realizar sumas. • Producía errores de acarreo con facilidad.

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Calculadoras mecánicas • En 1670, el genio alemán Gottfried Wilhelm Leibniz desarrolló un dispositivo conocido como la rueda de Leibniz. • Consistía de un cilindro con nueve hendiduras cuyas longitudes se incrementaban paralelamente al eje del cilindro. • La máquina realizaba las cuatro operaciones fundamentales de forma totalmente automática.

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Calculadoras mecánicas • Rueda de Leibniz

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La era de la programación • Joseph Marie Jacquard inventó las tarjetas perforadas para controlar el patrón de tejido en la producción de telares. • Las tarjetas perforadas de Jacquard serían utilizadas por: – Charles Babbage para procesar información en sus diseños. – Herman Hollerith para contar la población. 23-sep-05

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La era de la programación Tarjeta perforada

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La era de la programación • Alrededor de 1830 nace la primera computadora creada por el inglés Charles Babbage. • Babbage fue un brillante matemático, inventor y filósofo. • Babbage dio origen a lo que hoy se conoce como investigación de operaciones. 23-sep-05

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La era de la programación • Babbage hizo su primer intento de máquina calcular con la máquina diferencial (difference engine), en 1822. – Esta máquina solamente podía tabular polinomios y requería de bastante trabajo extra con lápiz y papel. – Solamente realizó un pequeño modelo antes de que le quitaran el financiamiento. 23-sep-05

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La era de la programación • 10 años después Pehr Georg Scheutz y su hijo Edvard construyeron un pequeño modelo completamente funcional de la máquina diferencial. • Más tarde ellos construyeron un modelo más grande que manejaba 15 decimales de precisión

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La era de la programación • Después de su fracaso, Babbage diseño un segundo dispositivo llamado máquina analítica (analytical engine). • Babbage dedicó el resto de su vida en este dispositivo, sin embargo, nunca fue llevado por completo a la práctica. 23-sep-05

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La era de la programación • La máquina analítica contenía todos los elementos que conforman una computadora actual. • Su funcionamiento se dividía en dos partes: – Una que ejecutaba las órdenes, la cual era una versión mejorada de la Pascalina. – Otra que ordenaba, permitía que el usuario, cambiando las especificaciones de control, lograra ejecutar operaciones complejas diferentes. 23-sep-05

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La era de la programación • Otras características de la máquina son que: – Utilizaba una memoria en donde se acumulaban los resultados parciales que se utilizarían posteriormente en otros cálculos de la máquina (“la máquina que se come su propia cola”). – Utilizaba las tarjetas perforadas de Jacquard para introducir datos, y de una impresora para la salida de resultados.

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La era de la programación Esquema básico de la máquina analítica Memoria o almacén

Entrada

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Cálculos o “Molino”

Control

Salida

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La era de la programación • Augusta Ada King, condesa de Lovelace, fue colaboradora de Babbage y es considerada la primera programadora de computadoras de la historia.

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La era de la programación • Gracias a los detallados planos y notas de la máquina analítica dejados por Babbage, en 1991 el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología de Londres construyó una máquina. • Por sus contribuciones al avance de la computación, Charles Babbage es denominado el “padre de la computación moderna”.

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La era de la programación

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La era de la computación moderna • En 1947 se desarrolló la primera computadora electrónica digital de la historia, la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). • El equipo de desarrollo estaba dirigido por John William Mauchly y John Presper Eckert, de la Universidad de Pennsylvania. • Los fondos para la ENIAC provinieron de la U. de Pennsylvania y del Ejérctio estadounidense. (750, 000 dólares) 23-sep-05

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La era de la computación moderna • Las características de la ENIAC Tamaño

10x16 m

Peso

30 toneladas

Tubos de vacío

17,468

Relevadores

6,000

• La ENIAC fue diseñada para operar en paralelo, pero no tenía mecanismos para sincronizar procesos. 23-sep-05

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La era de la computación moderna ENIAC

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La era de la computación moderna • En 1951, se integró al equipo el matemático húngaro John von Neumann. • Von Neumann sugiere que en la memoria coexistan datos e instrucciones, de manera que la computadora sea programada de manera “suave”.

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