Historia de la Informática y Desarrollo del Hardware

.- ¿Qué es la Informática?

Es la ciencia aplicada que abarca el estudio y aplicación automática de la información, usando computadoras, en pocas palabras es el procesamiento automático de la información.

.-Historia de la Informática

—  El origen de las máquinas de calcular está dado por el ábaco chino.

—  En el siglo XVII Blas Pascal inventó una máquina calculadora, sólo para hacer sumas y restas, pero el alemán Leibnitz, la usó en el siglo XVIII para desarrollar una máquina que efectuara más operaciones, es decir, para poder hacer sumas, restas, multiplicaciones y divisiones.

—  En el siglo XIX se comercializaron.

—  Babbage fabricó la "Máquina Analítica", la cuál podía realizar cualquier operación matemática y disponía de una memoria que podía almacenaba números y cifras.

—  En el siglo XX, con el desarrollo de la electrónica, se solucionaron los problemas técnicos de las máquinas, reemplazándose los sistemas de engranaje y varillas por electricidad.

—  Con la segunda guerra mundial se construyó el primer ordenador, el cual fue llamado Mark I y su funcionamiento se basaba en interruptores mecánicos.

—  En 1944 se construyó el primer ordenador con fines prácticos que se denominó Eniac.

—  En 1951 son desarrollados el Univac I y el Univac II (que son el punto de partida en el surgimiento de los ordenadores, que serán de acceso común a la gente).

.-Generaciones de la Informática

·         1ª Generación -Abarca desde 1946 hasta 1957 y se caracteriza porque todos los ordenadores que pertenecen a ella estaban construidos por medio de válvulas electrónicas y tubos de vacío. Estos ordenadores eran de gran tamaño, muy pesados, consumían mucha energía y se averiaban con bastante frecuencia. Los datos les eran proporcionados por medio de fichas o cintas perforadas y se dedicaban, fundamentalmente, al cálculo científico. El lenguaje que se utilizaba para comunicarse con este tipo de ordenadores era lenguaje máquina. El ordenador más conocido fue el ENIAC.

·         -2ª Generación-Pertenecen a esta los ordenadores desarrollados desde 1958 a 1964.En estos ordenadores los circuitos estaban hechos de transistores y la memoria de núcleos de ferrita. Este hecho hizo que los ordenadores fueran mucho más pequeños que los construidos hasta ese momento, tuvieran menos consumo y fueran capaces de ejecutar alrededor de 10 millones de operaciones por minuto. Los datos para estos ordenadores eran suministrados por medio de cintas magnéticas y se utilizaba lenguajes simbólicos, tipo FORTRAN y COBOL. Comienzan a utilizarse para tareas administrativas y admiten algo de trabajo en cadena. El primer ordenador de esta generación fue el TRADIC de los Laboratorios Bell.

·         -3ª Generación- Se incluyen aquí los ordenadores que aparecieron entre 1965 y 1971.Estos contienen circuitos integrados o chips y dieron lugar a la microelectrónica, es decir, el desarrollo de componentes electrónicos de tamaño microscópico. Con esa nueva tecnología, la velocidad de los ordenadores llegó a ser de alrededor de 100 millones de operaciones por segundo, y se consiguió un menor tamaño en los mismos. Los avances de esta tercera generación dan paso al multiproceso, es decir a la capacidad de realizar varios procesos a la vez; y a los lenguajes de programación.

·         -4ª Generación-Va desde 1972 a 1981 y se caracteriza por la aparición de los circuitos integrados a gran escala, es decir, más evolucionados. Los nuevos ordenadores ya no sólo son utilizados en las grandes empresas, sino que se utilizan de forma personal. Son más pequeños, más baratos e incorporan la posibilidad de utilizar diferentes programas para diferentes aplicaciones.

·         -5ª Generación-Se incluyen en éste todos los ordenadores desarrollados a partir de 1981.Estos ordenadores siguen utilizando circuitos integrados, pero son de una gran velocidad. Es en esta generación en la que han aparecido los ordenadores personales. En esta generación de ordenadores ha dado comienzo el desarrollo de la inteligencia artificial, es decir, las investigaciones con el fin de diseñar ordenadores que sean capaces de desarrollar determinadas funciones del cerebro humano.

.-La Informática en la Educación

—  La informática ayuda a las materias, profesores que las imparten, a la escuela y más que nada a los alumnos, ya que es un medio de organización y comunicación con las personas.

—  Permite que el alumno piense, aprenda y recuerde, conforme va explorando palabras, imágenes, sonidos, animaciones y videos, intercalando pausas para estudiar, analizar, reflexionar e interpretar en profundidad la información utilizada. Además debe seleccionar con mucho criterio el material a estudiar; y de esta forma aprenderá a ser autodidacta y tendrá la precaución de examinar cuidadosamente los contenidos de cada material a usar y los ayudará fomentar un juicio crítico.

—  El problema de la Informática y la educación es que no todas las personas pueden acceder a ésta y así se crean serios problemas educativos que resultan difíciles de resolver y que finalmente condicionan el desarrollo global de la sociedad.

—  La computadora es entonces una herramienta, es decir, un medio didáctico eficaz que sirve como instrumento para formar personas libres y solidarias, amantes de la verdad y la justicia.

.-División de las computadoras

·         Software

·         Hardware

.- ¿Qué es el software?

Es el conjunto de datos y programas de una computadora que nos permiten realizar tareas específicas, por medio del hardware

.- ¿Qué es el hardware?

Son todas aquellas partes físicas de una computadora, es decir, es el conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora

.-Tipos de hardware

¢  Hardware basico : son todos aquellos elementos que son imprescindibles para el correcto funcionamiento del equipo.

¢  Memoria RAM: es una memoria que almacena la información de manera temporal. Si no hay este elemento, no hay dónde almacenar la información mientras se trabaja con la computadora.

¢  Microprocesador: se encarga de administrar el software y  Hardware del equipo, así como procesar toda la información, es imposible trabajar sin este dispositivo.

¢  Memoria ROM: almacena información básica del equipo, sin ella, no es posible determinar que elementos básicos integra al momento del arranque.

¢  Tarjeta principal (Motherboard): permite la interconexión de todos los dispositivos internos esenciales para el correcto funcionamiento de la computadora.

¢  Dispositivo de salida de datos: es necesario ya que el usuario debe de poder saber lo que la computadoraestá realizando (puede ser una pantalla, monitor, una impresora, etc.).

¢  Dispositivo de entrada de datos: la información debe de ser introducida al equipo por algún medio y además ejercer el control básico del mismo (teclado, ratón, escáner, etc.).

¢  Gabinete: aunque se ha demostrado que una computadora trabaja correctamente sin gabinete, no es lo mas recomendable, así que los dispositivos internos deben estar montados en una estructura diseñada para ellos.

¢  Hardware de almacenamiento: son dispositivos que son capaces de almacenar información de manera temporal ó a largo plazo, como ejemplos están los discos duros, disquetes, memorias USB,  unidades SSD, memorias ROM, memorias RAM, memorias caché, etc.

¢  Hardware de proceso: son aquellos encargados de la interpretación de instrucciones, proceso de cálculos y de datos. Ejemplos son losmicroprocesadores, Chipset y  los coprocesadores matemáticos.

¢  Hardware de salida: permiten que los datos generados por la computadora se dirijan al exterior por medio de dispositivos de almacenamiento ó cables. Ejemplos son las impresoras de inyección de tinta, los Plotter, pantallas de plasma, etc.

¢  Hardware de entrada: se utilizan para introducir los datos a procesar en la computadora. Ejemplo son los escáneres, ratón "Mouse",teclado, lector de DVD, etc.

¢  Hardware bidireccional: son aquellos que tienen la capacidad de introducir datos a la computadora, así como permitir la salida, ejemplos son las tarjetas de red, tarjetas de audio.

¢  Hardware mixto: son aquellos que comparten 2 clasificaciones, ejemplo las memorias USB, disqueteras, "quemadores" de DVD, las cuáles entran en 2 clasificaciones (Hardware de almacenamiento y bidireccional), ya que almacenan datos y además pueden introducir/obtener información de la computadora, otro ejemplo es la tarjeta de video (almacena datos de gráficos en su RAM integrada y procesa los gráficos en su GPU -Unidad de proceso de gráficos

¢  Hardware complementario: son todos aquellos elementos de los que se puede prescindir para el funcionamiento del equipo.

¢  Bocinas: son dispositivos que se encargan de recibir las señales de audio de la computadora y convertirlas en sonidos. Una computadora puede trabajar de manera correcta sin bocinas.

¢  Ratón: se encarga mover el puntero por la pantalla, en este caso hay métodos para moverlo en por medio del teclado.

¢  Disco duro: aunque podríamos pensar en que es imprescindible, una computadora es capaz de trabajar un sistema operativo desde un disquete, un DVD ó una memoria USB.

¢  Unidad lectora de disco óptico: permite la introducción de información a la computadora pero no es necesaria, ya que puede ser por otros medios como disquetes, discos duros externos e incluso desde la red por medio de un cable ó de manera inalámbrica.

¢  Webcam: se utiliza solo para aplicaciones de comunicación en tiempo real y el funcionamiento de la computadora no depende de su presencia.

¢  Tarjeta aceleradora de video AGP: se utiliza para mejorar los gráficos de un videojuego, sin embargo la computadora puede trabajar de manera correcta con una tarjeta de video básica integrada.

.-Hardware de una computadora

·         El típico hardware que compone una computadora personal es el siguiente:

• Su chasis o gabinete
• La placa madre, que contiene: CPU, cooler, RAM, BIOS, buses (PCI, USB, HyperTransport, CSI,AGP, etc)
• Fuente de alimentación
• Controlador de video
• Controladores de almacenamiento: IDE, SATA, SCSI
• Controladores del bus de la computadora (paralelo, serial, USB, FireWire), para conectarla a periféricos
• Almacenamiento: disco duro, CD-ROM, disquetera, ZIP driver y otros
• Tarjeta de sonido
• Redes: módem y tarjeta de red       

·         El hardware también puede incluir componentes externos como:
• Teclado
• Mouse, trackballs
• Joystick, gamepad, volante
• Escáner, webcam
• Micrófono, parlante
• Monitor (LCD, o CRT)
• Impresora

.-Hardware de un celular

Un celular es 100% una computadora y por lo tanto tiene los mismos componentes, fuente de poder (la pila), cuenta con un microprocesador, tiene pantalla (lcd,plasma),tiene disco duro (ya sea la interna o la SD), tiene teclado, tiene chips de video(la targeta de video o aceleradora en una PC normal).

.-Nuestra vida con el Hardware

¿En que nos beneficia el hardware en nuestra vida cotidiana? , el hardware es solamente una definición al conjunto de accesorios o componentes, que cumplen una función al trabajar juntas. Podría decirse que desde la utilización de:

·         Una cámara digital

·         Un teléfono móvil

·         Una computadora

·         La maquinaria de una fabrica

·         Las aeronaves

·         Los submarinos

·         Los controles o instrumentos de un barco

·         Las televisiones

·         … Entre muchas más aplicaciones, inclusive en el desarrollo de robots o IA

.-Evolución del Hardware

Los cambios técnicos han dado lugar a una clasificación de los ordenadores en generaciones. Aunque esta clasificación tiene un valor relativo por el rápido desarrollo que vivimos en estos momentos, es interesante para ver cómo ha progresado la informática.

ž  Primera generación:
Incluye a los ordenadores creados usando válvulas de vacío. No tenían verdaderos programas (como hoy), sino que se programaban directamente sobre la máquina.

ž  Segunda generación:
Surge al sustituirse la válvula de vacío por el transistor. Comenzaron a usarse lenguajes de programación más evolucionados, que hacían posible crear más programas y aplicar la informática a más ámbitos.

ž  Tercera generación:
Esta generación se inicia con la aparición del circuito integrado. Con el avance del hardware se crearon máquinas más potentes que permitieron el trabajo en tiempo real.

ž  Cuarta generación:
Aparece el microprocesador, que consiste en la integración de toda la UCP en un solo circuito integrado. Se incluyen disquetes como dispositivos de almacenamiento externo y aparecen gran cantidad de lenguajes de programación y, muy importante, las redes que permiten conectar a varios ordenadores.

ž  Quinta generación:
En esta fase, al contar con dispositivos de hardware más potentes, se empiezan a plantear aplicaciones más ambiciosas como la multimedia o la integración del lenguaje natural. Se extienden las aplicaciones basadas en inteligencia artificial.

En la actualidad podemos decir que empiezan a extenderse al público general los resultados de la investigación en los primeros años de la quinta generación (iniciada en 1981). Así hoy vivimos la extensión en el uso de los sistemas multimedia y las redes (dos de los objetivos de esta generación).

.-Mejoras del Hardware:

ž  Velocidad. Mientras que el MARK I, basado en válvulas de vacío, podía efectuar unos cuantos cálculos por segundo, los ordenadores personales de la década de los años noventa, era un millón de veces más rápidos.

ž  Tamaño. Los componentes centrales de un ordenador personal de esta época se almacenan en unos cuantos chips que podrían caber en el bolsillo; las únicas partes del sistema que ocupan un espacio considerable son los periféricos.

ž  Eficiencia. Cuando se ecendió el ENIAC, el primer computados a gran escala, disminuyó la intensidad de la iluminación en la ciudad de Filadelfia. Un ordenador personal consume tanta electricidad como un televisor y los portátiles consumen aún menos.

ž  Capacidad. Los modernos dispositivos de almacenamiento óptico, magnético y por semiconductores casi han eliminado las resticciones de almacenamiento en la mayoria de los trabajos. Incluso las aplicaciones de sonido, gráficos y vídeo, que requieren gran cantidad de memoria, son manejables en muchos de los ordenadores personales. Ahora, todos los equipos personales disponen de DVD y de regrabadora de CD (estos todos inventos son de mediados de los años noventa).

ž  Costo. Aunque los ordenadores son cada vez más rápidos y potentes, sus precios han bajado o se mantienen, en comparación con los de hace varios años.

.-Hardware gráfico

El hardware gráfico lo constituyen básicamente las gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo básico de latarjetas gráficas. Dichos componentes disponen de su propia memoria y unidad de procesamiento, esta última llamada unidad de procesamiento  GPU es realizar los cálculos asociados a operaciones gráficas, fundamentalmente en coma flotante, liberando así al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda efectuar otras funciones en forma más eficiente. Antes de esas tarjetas de vídeo con aceleradores por hardware, era el procesador principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de vídeo (sea tarjeta o de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; y buena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

Dentro de ésta categoría no se deben omitir los sistemas gráficos integrados (IGP), presentes mayoritariamente en equipos portátiles o en equipos prefabricados (OEM), los cuales generalmente, a diferencia de las tarjetas gráficas, no disponen de una memoria dedicada, utilizando para su función la memoria principal del sistema. La tendencia en los últimos años es integrar los sistemas gráficos dentro del propio procesador central. Los procesadores gráficos integrados (IGP) generalmente son de un rendimiento y consumo notablemente más bajo que las GPU de las tarjetas gráficas dedicadas, no obstante, son más que suficiente para cubrir las necesidades de la mayoría de los usuarios de un PC.

Actualmente se están empezando a utilizar las tarjetas gráficas con propósitos no exclusivamente gráficos, ya que en potencia de cálculo la GPU es superior, más rápida y eficiente que el procesador para operaciones en coma flotante, por ello se está tratando de aprovecharla para propósitos generales, al concepto, relativamente reciente, se le denomina GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units).

La Ley de Moore establece que cada 18 a 24 meses la cantidad de transistores que puede contener un circuito integrado se logra duplicar; en el caso de los GPU esta tendencia es bastante más notable, duplicando, o aún más, lo indicado en la ley de Moore.

Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento vertiginoso; las actuales animaciones por computadoras y videojuegos eran impensables veinte años atrás.

.-Dispositivo de entrada

De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de información, en general desde alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador) información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones o programas informáticos, los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.

¢  Teclado.

¢  Ratón.

¢  Joystick.

¢  Lápiz óptico.

¢  Micrófono.

¢  Webcam.

¢  Escáner.

¢  Escáner de código de barras.

¢  Pantalla táctil.

.-Dispositivos de salida

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU (procesamiento).

Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.

—  Monitor

—   Altavoz

—  Auriculares

—  Impresora

—  Plotter

—  Proyector.

—  Scaner

Conclusión

          En este caso nos tocó hablar sobre las tendencias que la informática tendrá en los siguientes diez años, lo más importante de todo esto es que día con día van surgiendo nuevos aparatos tecnológicos que nos van facilitando nuestras actividades, tanto en el trabajo como en la vida cotidiana. Con todo esto, podemos decir que conforme pasará el tiempo, los objeto anteriores quedan obsoletos, pero de cierta forma no sólo estos, sino que también nosotros, por lo tanto en un futuro deberíamos estar al tanto de lo que sucede y acontece a nuestro alrededor para que aprendamos a usarlos sino de nada nos serviría y sería todo lo contrario, es decir, nos perjudicaría.

Conclusión