Organizacion de computadores,ademas de hardware y software

Todos los computadores hablando desde lo mas general se componen de hardware y software; El hardware esta compuesto por todas aquellas partes físicas de computador, y también se subdivide en la que se encuentra en la CPU por lo tanto no podemos ver a simple vista, pero si abrimos esta la encontraremos, y los dispositivos de entrada y salida como al pantalla, el teclado, el mouse, etc; El software es aquello que esta dentro del computador como información, serian las instrucciones necesarias para que el PC funcione, y también se subdividen en dos tipos, los sistemas operativos que tienen la función de ordenar y organizar dentro del computador para que trabaje de una manera mas eficiente; y las aplicaciones, que ya son cada una con una función mas especifica, y tienen como objetivo satisfacer las necesidades del usuario por ejemplo escribir, dibujar, etc.
             
                 

Tipos de Software

• Software de Sistema u Operativos: es un conjunto de programas que administran y coordinan los recursos o programas del computador; administra, controla y permite funcionar al hardware, sin este elemento el computador no tiene ningún funcionamiento. Es el encargado de gestionar las funciones  básicas, además de esto, tiene la capacidad de generar acciones directas en el sistema enviando órdenes lógicas al computador. Un ejemplo de este software  son los sistemas operativos.
  
• Software de Programacion o Desarrollo: este proporciona herramientas para ayudar al programador a escribir programas informáticos y a usar diferentes lenguajes de programacion de forma práctica. Por ejemplo: editores de texto,compiladores, intérpretes, enlazadores, depuradores, los entornos integrados de desarrollo (IDE) los cuales agrupan estas herramientas de forma que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etc. gracias a que habitualmente cuentan con una interfaz gráfica de usuario (GUI) avanzada.
  
• Software de aplicación: se refiere a los programas que son escritos para o por los usuarios para realizar una tarea específica en el computador. Por ejemplo: procesadores de texto,hojas de calculo, etc. El software de aplicacion debe estar sobre el software del sistema para poder operar.
  

La historia del software como se ha visto, no surge con los equipos electrónicos, -aunque es con ellos que adopta el nombre- está presente desde el empleo de ábacos o sumadoras mecánicas. Sin embargo, en estos casos, el software no se encuentra incorporado en el equipo. Es aportado por el operario. La máquina analítica de Charles Babbage, incidentalmente, tuvo su software, y fue una amiga de éste, la legendaria lady Lovelace, quien aportó el software que no se llegó a usar, dado que la máquina nunca se completó. En el ENIAC el control de las operaciones estaba parcialmente integrado en el equipo. Dicho control era realizado por un circuito que requería un alambrado específico para cada aplicación. Imaginemos lo engorroso que resultaba realambrar el circuito cada vez que cambiaba el uso del ENIAC.

Hasta este momento, no se percibía una diferencia sustancial entre el equipo y el control de las operaciones. El concepto de programa de control almacenado en memoria, aportación popularmente atribuida a John von Neumann, precipitó el desarrollo de software. En éste se perfilaron dos tendencias de desarrollo: los programas de aplicación y los de servicio. Estos últimos tenían como propósito facilitar el desarrollo de programas a partir de programas. Algunos programas de servicio fueron simples cargadores que permitieron emplear notaciones como el octal o hexadecimal más compactas que el binario. Otros como los ensambladores simplificaron más el proceso al reemplazar las notaciones numéricas con los símbolos mnemónicos que aportaron para describir a cada instrucción de la máquina. El siguiente paso significativo fue la traducción de fórmulas, que permitió el desarrollo de la historia del software y la descripción de los algoritmos con el empleo de expresiones algebraicas.

La organización básica dentro de un computador consta de:
La unidad central de proceso (CPU) tiene como principal función ejecutar programas, específicamente los que están almacenados en la memoria (recibiendo instrucciones y ejecutándolas). La CPU se divide en tres partes principales, la unidad de control, la unidad aritmética lógica (ALU), y la memoria.

Funciones principales del procesador o CPU:

. Envía y recibe señales de control, direcciones de memoria y datos de un lugar a otro del ordenador a través de líneas llamadas BUS.
. En estos bus están las puertas de E/S, las cuales conectan a la memoria y a los chips de apoyo al bus.
. Los datos pasan a través de estas puertas de E/S mientras viajan desde y hasta la CPU.

 En computacion, la entrada y salida o E/S ,es la comunicación entre un sistema de procesamiento de información, tal como un ordenador, y el mundo exterior, posiblemente un humano u otro sistema de procesamiento de información. Los dispositivos de E/S son utilizados por una persona (u otro sistema) para comunicarse con un ordenador. Por ejemplo, un teclado o un ratón puede ser un dispositivo de entrada para un ordenador, mientras que los monitores e impresoras se consideran los dispositivos de salida para un ordenador. Dispositivos para la comunicación entre computadoras, tales como modems y tarjetas de red, por lo general sirven para entrada y salida.

MEMORIA: Conjunto de registros capaces de almacenar un valor. En ellos se almacenan el programa y los datos ( Un programa es un conjunto de instrucciones que al ser ejecutadas hacen posible una o varias tareas en una computadora)

Memoria RAM.-
Almacena programas y datos, empieza en las direcciones bajas y llega hasta el inicio de la ROM.

Memoria ROM.-
Situada en las posiciones altas de memoria, almacena las rutinas básicas del ordenador, como las rutinas de acceso a discos, pantalla, etc.

La memoria física como la memoria virtual emplean direccionamiento de memoria para acceder a sus datos.En la memoria física, la dirección accede a la memoria RAM real (los chips RAM incorporados a la placa madre), y la dirección de memoria virtual hace referencia a un espacio del disco duro que simula memoria RAM (el archivo de paginación).

MECANISMOS DE ASIGNACIÓN 
Un mecanismo de asignación determina la cantidad de bloques (particiones) que serán administrados en la memoria. Existen 3 mecanismos de Asignación:

1) ASIGNACIÓN DE UNA PARTICIÓN. La memoria es una sola partición, la administración es por el usuario
No hay sistema operativo.(sistema operativo es un conjunto de programas que en un sistema informatico gestiona los recursos  del hardware)

2) ASIGNACIÓN DE DOS PARTICIONES. La memoria se divide en 2 bloques. En una partición se carga el Sistema Operativo,la otra el programa de usuario
Sistema Operativo Mono usuario

3) ASIGNACIÓN DE MÚLTIPLES PARTICIONES.  Es dividida en varias particiones: Sistema operativo y las demás para los procesos de usuario u otras funciones del sistema operativo 
Asignación de memoria en los Sistemas operativo de multiparticiones y de multitarea.

Sistemas de numeracion binarios

                                                              

2-3-4-y 5 Generación

La segunda generación de computadoras nace con la llegada de los transistores,  pero fueron John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley quienes realmente revolucionaron el camino que seguían hasta ahora las computadoras. Ellos sabían sobre las propiedades del silicón (se encuentra en las piedras de cuarzo) y fueron ellos quienes finalmente dieron origen al transistor, inicialmente eran muy básico cada uno soldado en una tabla para conectar componentes individuales.

En 1958 nacen los circuitos integrados, siendo sus creadores Jack Kilby y Robert Noycea. Los circuitos integrados eran un conjunto de transistores interconectados a resistencias, dentro de un solo chip, a partir de esto las computadoras fueron mas pequeñas, mas rápidas y con menor precio.

Durante este tiempo la IBM sigue creciendo como empresa pionera en la computación. En sus inicios usaron discos removibles como base,sin saber que muchos años mas tarde serian un estándar en la industria de la computación. A partir de ahí la portabilidad de la información empezó a desarrollarse y fue empleada por los lideres del hardware mundialmente. Cada paquete de discos podía guardar mas de 2 megabytes (2 millones de caracteres de información) lo cual promovió el intercambio de lenguajes programación entre computadoras; Actualmente existen muchos dispositivos de almacenamiento, los diskettes, ZIP’s, CD-ROMs, DVDs, pendrive, etc.

Tercera Generación de computadoras (1964-1971).

En abril de 1964, IBM presenta su Generación de computadoras, las IBM 360.

Este mismo año es creado BASIC (Beginners All-prupose Symbolic Instruction Language) es creado por Tom Kurtz y John Kemeny de Dartmouth. BASIC fue diseñado para enseñar como lenguaje de programación.

En 1970 IBM desarrolla e introduce los Floppy Disks (o discos flexibles) empleados para cargar micro códigos en IBM 370, su nuevo modelo.

La cuarta generación de computadoras. (1971-1981)

En 1971 fue fabricada la KENBAK 1, por John Blankenbaker de una importante empresa en la época,  la Kenbak Corporation (Los Angeles) esta computadora fue dirigida al mercado de la educación, ademas contaba con muy poco almacenamiento apenas 256 bytes de memora RAM y se programaba mediante mini palancas. Se comercializaron muy pocos equipos y a un alto costo para la época(750 dolares).

En 1973 los discos duros Winchester son introducidos al mercado por IBM en los modelos 3340, estos dispositivos de almacenamiento de convierten rápidamente en un estándar de la industria.

Los inicios de las empresas de computación están en el  IBM pero la verdadera industria comenzó en 1974 con Intel Corporation, cuando esta presento su CPU (Unidad Central de Procesos) compuesto por un microchip de circuito integrado con el nombre de 8080. Este contaba de 64k de memoria RAM y contenia 4500 transistores, el 8080 fue el cerebro de la primera computadora personal llamada Mits Altair, la cual empezó a despertar gran interés en hogares y negocios mas pequeños en mitad de la década de los 70’.

En 1975 se crea la Altair 8800, la primera computadora personal comercial, fabricada por la empresa Mits y diseñada por  Roberts y Bill Yates. Este primer modelo no contenía ni monitor ni teclado (el hardware era con un desarrollo casi nulo en esta época, solamente de exterior, no había pantallas, ni teclados ), solo tenia luces LED, y pequeñas palancas. La información era almacenada en cassettes de radio grabadoras y se veía en aparatos de televisión.

Este mismo añoWilliam Henry Gates y Paul Allen forman Microsoft Corporation, en Albuquerque (Nuevo México), porque la sede de Mits estaba en esa ciudad, Microsoft era el proveedor de la versión BASIC para la computadora MITS Altair.

En 1975 Gary Kildall, escribió y diseño un sistema operativo basado en los microchips 8080 y Z80, que tenían gran popularidad en finales de los 70’y John Torode fundan en este año, la Digital Research que ingresa con gran éxito como sistema operativo CP/M (Control Program for Microcomputers), pero con la aparición del MS-DOS , el sistema operativo CM/P terminó desapareciendo.

Quinta generación de computadoras. 

En 12 de agosto de 1981 IBM lanzó la Personal Computer PC que poseía un microprocesador 8088, 16k de RAM, Y ampliable hasta 160k, su pantalla era un monitor mono cromatico verde y con costo inicial de 2,880.00 dolares, su sistema operativo era el IBM PC-DOS adquirido de Microsoft, se calcula que se vendieron en unos pocos meses cerca de 35.000 computadoras.

Microsoft paso a ser una gran industria muy famosa en a época, esta empresa había adquirido recientemente la versión clon de CP/M el cual pago una gran cantidad (50,000.00 US), este mismo producto fue mejorado de Microsoft, quien contrato a Tim Paterson para trabajar con ellos y finalmente obtener la licencia del producto otorgada por IBM la cual le puso nombre de PC-DOS.

En 1984 Apple presenta la Macintosh, la cual se caracterizaba por su sistema operativo y que tenia una llamativa GUI (Graphics Unit Interface), la misma que llamo la atención en el mercado y de William Gates de Microsoft. Se comenta que Gates empezó a visitar a Steven Jobs y captar varias ideas y conceptos de la GUI. Donde años mas tarde Microsoft lanzaría su primera versión de Windows, que guardaba gran parecido con la GUI de Apple.

Primera Generación

                                    La primera generación de computadoras (1939-1958)

John Louis von Neumann, fue un matemático que contribuyo al diseño de computadoras de la primera generación en 1944.  Durante esa década trabajo como  ayudante para la IBM colaborando con Howard Aiken en la construcción de Mark 1 de Harvard, además el ayudaba a Eckert y John Machly, creadores de la ENIAC.

John  Louis von Neumann.

El proyecto ENIAC se comenzó en 1943, pero no quedo terminado hasta tres años después, su objetivo era resolver problemas a gran escala para el ejercito estadounidense , este proyecto estuvo  relacionado con el proyecto Colossus (que lo mencionare mas tarde).

Entre 1937 y 1952 John v. Atanasoff diseñó y construyó dos computadoras electrónicas digitales, las primeras de la historia, que pasaron a ser las bases de las computadoras digitales actuales.

En 1939 fue construido el primer prototipo para poner a prueba las ideas de Atanasoff; la segunda computadora fue la Atanasoff-Berry Computer o ABC; Atanasoff tenia un discípulo llamado Clifford e. Berry quien fue su colaborador durante los siguientes 3 años. La ABC fue la primera computadora electrónica digital, aunque sin buenos resultados y nunca fue mejorada. En esta época sin haber patentado su máquina tuvieron problemas con la propiedad intelectual de esta, las cuales provocaron discusiones con la IBM.

                                                         Atanasoff-Berry Computer

En 1941 Alan M. Turing con la ayuda de M.H.A.Neuman construyeron una enorme computadora, en los predios de la universidad de Manchester (Inglaterra) otorgándole el nombre de Colossus. Su función principal fue descifrar los códigos en los mensajes radiales captados por los alemanes, aunque la gente de esa época se entero mucho después.

En 1944 construyen la primera máquina capaz de ejecutar largas operaciones en forma automática, la Mark I (la calculadora automática de control secuencial).

Grace Hopper fue una científica de la computación y también una militar estadounidense, considerada pionera en el mundo de la ciencias de la computación, fue la primera programadora que ayudo en la Mark I , y en 1951 produjo el primer compilador llamado A-0.

Un compilador es un programa informático que traduce un programa escrito de un lenguaje de programación a otro, queda claro que el segundo es el código programa de la computadora de la que se esta trabajando, para que el inicial pueda ser leído por esta.

En 1946 se crea una segunda computadora muy famosa de esa época la ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) que contaba con demasiados tubos de vidrio al vació (17.468 tubos) además de contar con 70.000 resistencias , 10.000 condensadores y 5 millones de soldaduras aproximadamente, su función era medir la trayectoria de los misiles en el ejercito de estadounidense.

                                     ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)

En 1949 la EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue construida en la  universidad de Manchester y fue el primer equipo con la capacidad de almacenar datos en una memoria que dejo fuera a los demás equipos que debían ser reconfigurados cada vez que se usaban.

En la década de los 50’ John William Mauchly y Eckert construyeron la UNIVAC (Universal Automatic Computer), esta ya tenia un fin más global, fue la primera computadora comercial fabricada en estados unidos, y la primera con propósito no militar.

En 1948 William Bradford Shockley inventa el transistor.

Jack Forrester inventa la memoria de nucleo de acero. Estos dispositivos de almacenamiento sirven en las computadoras hasta los años 70’.

Pre-Historia de la Computación

                                                       Pre-Historia de la computación. 

Desde los inicios, el hombre  se las ha ingeniado inventando cosas para resolver o hacer más cómoda su existencia. Los primeros registros de la historia  de artefactos para sacar cuentas, datan del año 500 A.C. , donde los egipcios usaban un sistema basado en alambres con bolitas.

Muchos años más tarde lo Chinos tomaron la idea de los egipcios, perfeccionando su dispositivo y crearon el Ábaco, que tenía la gran capacidad de sumar, restar multiplicar y dividir.

                                                                    Ábaco antiguo.

En 1649 un francés llamado Blaise Pascal sin saberlo hizo un aporte muy importante para la historia de la computación. Él obtuvo un permiso para fabricar y producir una máquina de cálculo llamada pascalina, que realizaba operaciones de hasta 8 dígitos; esta podía sumar y restar largas filas de números sin errores.

                                 

                                      La pascalina, maquina inventada por Blaise Pascal.

                                  

Unos años más tarde en 1670, un alemán llamado Gottfried Wilhelm Leibniz, invento una mejora para la pascalina, agregándole las operaciones de multiplicación, división, y raíz cubica; y así inventando la calculadora. El 1679 crea el método binario (basado en 0 y 1).

En 1709 nace Jacques Vaucanson, quien fue un ingeniero e inventor francés, que es considerado como el creador del primer robot y el telar automatizado de la historia, en 1737 el crea  su máquina automatizada, el flautista; Este era de tamaño real asemejando a un pastor que tocaba la flauta y el tambor.

Al siguiente año en 1738, Vaucanson presento su invento a la academia de Ciencias Francesa pero en esa época  las maquinas automatizadas eran consideradas como meros caprichos en Europa. Por lo cual no fueron tomadas en cuenta hasta casi 150 años más tarde, por  Joseph Marie Jacquard en 1801.

                                                       

                                                                Jacques Vaucanson.

                                                                 

Jacquard modificó la máquina del telar inventada por Vaucanson, a la cual implemento un sistema de plantillas y moldes metálicos que le permitía hacer puntadas en los tejidos  de forma codificada. Esta se usaba pedaleando, el pedaleo iba entrelazando hilos y así formando patrones específicos en las telas, por esta razón a Jacquard se le conoce como el inventor de la industria textil.

                                                             Telar de Jacquard (1801)

                                                             .

En 1833 Charles Babbage y lady Augusta Ada Byron, la condesa de Lovelace, trabajaron juntos en un invento que llamaron la calculadora analítica. Buscaban que funcionase sola, que nadie la accionara y que diera respuestas por sí misma.

En 1839 Babbage se dedicó por entero a trabajar en computadoras, Ada Byron ya tenía sus teorías sobre programación, pero ninguno de los dos llego a construir estas máquinas, debido a sus pequeñas piezas y falta de instrumentos como pequeñas herramientas que no existían en esa época.

Sus ideas eran que esta máquina llamada  diferencial fuese un dispositivo de 6 dígitos que tenía la facultad de resolver ecuaciones polinomicas, la otra máquina llamada analítica tampoco fue terminada, pero su intención era que fuese diseñada como un dispositivo de cómputo general. Esta máquina analítica contaba de un dispositivo de entrada (de la información) esta eran tarjetas metálicas con perforaciones en distintas combinaciones según la información que contenían, un dispositivo de almacenaje, procesador, unidad de control y dispositivo de salida.

La condesa Ada Byron es considerada la primera programadora de la era de la computación, ya que desarrollo la programación de cálculos para procesar en un dispositivo mecánico.

Herman Hollerith que trabajaba como empleado que censaba a la población, propuso un sistema de tarjetas perforadas para almacenar información masivamente, invento unas máquinas que clasificaban, ordenaba y enumeraban las tarjetas perforadas logrando una rápida lectura y facilitando los reportes finales reduciéndolos de un par de años a los 6 meses.

                                            

                             Máquina de censo inventada por Hollerith, quien fue fundador del IMB.

En 1896 fundó la Tabulating Machine Company que luego se convirtió en Computer Tabulating Machine (CTR); pasando en 1924 a ser la International Bussines Machines Corporation (IMB), que años después pararía a ser de las más importantes dentro de la computación.