Introduccion a los microprocesadores

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generacion de las computadoras

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Investigacion unidad 1 y unidad 2

INTRODUCCINEn la actualidad no se puede pensar en casi ninguna actividad en la cual no intervengan de alguna manera losprocesosde cmputo. Lascomputadorashan invadido la mayora de las labores del ser humanoEl mundo est cambiando y usted deber aprender todas esas, antes complicadas, hoy comunes tecnologas modernas que le permitirn conseguir unempleomejor retribuido y quizs, en pocotiempo, realizar trabajos desde la comodidad de su hogar (teletrabajo), reduciendo el trfico en las calles y por ende lacontaminacinde las grandes ciudades. La mayora de los gobiernos de los pases endesarrollohan tomado muy en serio losprogramasdeeducacinpara crear en sus poblaciones una "culturainformtica".Definitivamente, las computadoras estn cambiando nuestras vidas. Ahora hemos de aprenderla para no quedar inmersos en una nueva forma deanalfabetismo. Lo anterior contribuye a la creacin de nuevos esquemas sociales que incluyen: novedosas maneras decomercializacinaprovechando las facilidades para comunicarse con todo el mundo a travs deInternet; la necesidad de crearleyesadecuadas a la realidad cibernticaactual y, sobre todo; la concepcin de una nueva manera de relacionarse con nuestros semejantes, que contemple una serie denormasticas que regulen la convivencia pacfica y cordial entre los millones de personas que tienen que utilizar estas avanzadas tecnologas para realizar sutrabajo, estudio, descanso y esparcimiento diarios.

PRLOGOHoy da todos los habitantes del mundo somos dependientes directos o indirectos del uso de las computadoras, como en oficinas bancarias, grandes y medianos comercios, centros deenseanza, oficinas deventasy reservaciones paraviajes, clnicas mdicas u hospitales, fbricas yalmacenesindustriales, organismos degobiernoy oficinas administrativas, laboratorios, y centros deinvestigacin. Estasmquinas maravillosas inventadas porel hombre, tal como ahora las concebimos, son el resultado de una secuencia deeventosque el transcurso de esta investigacin conoceremos.Para saber ms acerca de estos eventos en esta investigacin mostraremos las diferentes generaciones por las que ha pasado el mundo de lacomputacin, esta largahistoriaes necesario mencionar las pocas y los personajes gracias a cuyos valiosos aportes a travs del tiempo, hicieron posible la gestacin de la hoy llamada Era de la Computacin, la cual sin lugar a dudas es el resultado de un largoprocesoevolutivo que jams cesar.

GENERACION CERO (1942 - 1945)Aparecieron los primeros ordenadores analgicos: comenzaron a construirse a principios del siglo XX los primeros modelos realizaban los clculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas mquinas se calculaban las aproximaciones numricas de ecuaciones demasiado difciles como para poder ser resueltas mediante otros mtodos.La generacin cero que abarc la dcada de la segunda guerra mundial un equipo de cientficos y matemticos crearon lo que se considera el primer ordenador digital totalmente elctrico:EL COLOSSUS, este incorporaba 1500 vlvulas o tubos de vaco y era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turng para decodificar los mensajes de radio cifrado de los Alemanes.

PRIMERA GENERACIN (1951 a 1958)Las computadoras de la primera Generacin emplearon bulbos para procesarinformacin. Los operadores ingresaban losdatosy programas encdigoespecial por medio detarjetasperforadas. Elalmacenamientointerno se lograba con un tambor que giraba rpidamente, sobre el cual un dispositivo delectura/escrituracolocabamarcasmagnticas. Esas computadoras de bulbos eran mucho ms grandes y generaban mscalorque losmodeloscontemporneos.Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la 1era Generacin formando una compaa privada y construyendo UNIVAC I, que el Comit del censo utiliz para evaluar el censo de 1950. La IBM tena elmonopoliode los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge enproductoscomo rebanadores de carne, bsculas para comestibles, relojes y otros artculos; sin embargo no haba logrado elcontratopara el Censo de 1950.

Comenz entonces a construir computadoras electrnicas y su primera entrada fue con la IBM 701 en 1953. Despus de un lento pero excitante comienzo la IBM 701 se convirti en unproductocomercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido elmodeloIBM 650, el cual es la razn por la que IBM disfruta hoy de una gran parte delmercadode las computadoras. Laadministracinde la IBM asumi un gran riesgoy estim unaventade 50 computadoras. Este nmero era mayor que la cantidad de computadoras instaladas en esa poca en E.U. De hecho la IBM instal 1000 computadoras. El resto es historia. Aunque caras y de uso limitado las computadoras fueron aceptadas rpidamente por las Compaas privadas y de Gobierno. A la mitad de los aos 50 IBM y Remington Rand se consolidaban como lderes en la fabricacin de computadoras.

SEGUNDA GENERACIN (1959-1964)Transistor Compatibilidad LimitadaEl invento deltransistorhizo posible una nueva Generacin de computadoras, ms rpidas, ms pequeas y con menores necesidades de ventilacin. Sin embargo elcostosegua siendo una porcin significativa delpresupuestode una Compaa. Las computadoras de la segunda generacin tambin utilizabanredesde ncleos magnticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos ncleos contenan pequeos anillos de material magntico, enlazados entre s, en los cuales podan almacenarse datos e instrucciones.

Los programas de computadoras tambin mejoraron. ElCOBOL(COmmon Busines Oriented Language) desarrollado durante la 1era generacin estaba ya disponible comercialmente, este representa uno de os ms grandes avances en cuanto a portabilidad de programas entre diferentes computadoras; es decir, es uno de los primeros programas que se pueden ejecutar en diversos equipos de cmputo despus de un sencillo procesamiento de compilacin. Los programas escritos para unacomputadorapodan transferirse a otra con un mnimo esfuerzo. Grace Murria Hooper (1906-1992), quien en 1952 haba inventado el primer compilador fue una de las principales figuras de CODASYL (Comit on Data SYstems Languages), que se encarg de desarrollar elproyectoCOBOL El escribir unprogramaya no requera entender plenamente elhardwarede la computacin. Las computadoras de la 2da Generacin eran sustancialmente ms pequeas y rpidas que las de bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en lossistemaspara reservacin en lneas areas,controlde trfico areo y simulaciones para uso general. Lasempresascomenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento deregistros, como manejo deinventarios, nminaycontabilidad.

La marina de E.U. utiliz las computadoras de la Segunda Generacin para crear el primer simulador de vuelo. (Whirlwind I). HoneyWell se coloc como el primer competidor durante la segunda generacin de computadoras. Burroughs, Univac, NCR, CDC, HoneyWell, los ms grandes competidores de IBM durante los 60s se conocieron como elgrupoBUNCH.Algunas de las computadoras que se construyeron ya contransistoresfueron la IBM 1401, las Honeywell 800 y su serie 5000, UNIVAC M460, las IBM 7090 y 7094, NCR 315, las RCA 501 y 601, Control Data Corporation con su conocido modelo CDC16O4, y muchas otras, que constituan un mercado de grancompetencia, en rpido crecimiento. En esta generacin se construyen las supercomputadoras Remington Rand UNIVAC LARC, e IBM Stretch (1961).

TERCERA GENERACIN (1964-1971)Circuitos Integrados, Compatibilidad con Equipo Mayor, Multiprogramacin, Minicomputadora.Las computadoras de la tercera generacin emergieron con el desarrollo de loscircuitosintegrados (pastillas de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrnicos, en unaintegracinen miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron ms pequeas, ms rpidas, desprendan menos calor y eran energticamente ms eficientes.El descubrimiento en 1958 del primer Circuito Integrado (Chip) por el ingeniero Jack S. Kilby (nacido en 1928) de Texas Instruments, as como los trabajos que realizaba, por su parte, el Dr. Robert Noyce de Fairchild Semicon ductors, acerca de los circuitos integrados, dieron origen a la tercera generacin de computadoras.Antes del advenimiento de loscircuitos integrados, las computadoras estaban diseadas para aplicacionesmatemticaso denegocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos.

La IBM 360 una de las primeras computadoras comerciales que us circuitos integrados, poda realizar tantoanlisisnumricos comoadministracino procesamiento dearchivos.IBMmarcael inicio de esta generacin, cuando el 7 de abril de 1964 presenta la impresionante IBM 360, con sutecnologaSLT (Solid Logic Technology). Esta mquina caus tal impacto en el mundo de la computacin que se fabricaron ms de30000, al grado que IBM lleg a conocerse como sinnimo de computacin.Tambin en ese ao, Control Data Corporation presenta la supercomputadora CDC 6600, que se consider como la ms poderosa de las computadoras de la poca, ya que tena la capacidad de ejecutar unos 3 000 000 de instrucciones por segundo (mips).Se empiezan a utilizar losmediosmagnticos de almacenamiento, como cintas magnticas de 9 canales, enormes discos rgidos, etc. Algunos sistemas todava usan las tarjetas perforadas para la entrada de datos, pero las lectoras de tarjetas ya alcanzan velocidades respetables.Losclientespodan escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de mayor tamao y podan todava correr sus programas actuales. Las computadoras trabajaban a talvelocidadque proporcionaban la capacidad de correr ms de un programa de manera simultnea (multiprogramacin).Por ejemplola computadorapoda estar calculando la nmina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Minicomputadoras, Con laintroduccindel modelo 360 IBM acapar el 70% del mercado, para evitar competir directamente con IBMla empresaDigital Equipment Corporation DEC redirigi sus esfuerzos hacia computadoras pequeas. Mucho menos costosas de comprar y de operar que las computadoras grandes, las minicomputadoras se desarrollaron durante la segunda generacin pero alcanzaron sumador auge entre 1960 y 70.

CUARTA GENERACIN (1971 a 1981)Microprocesador, Chips dememoria, Micro miniaturizacinDos mejoras en la tecnologa de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generacin: el reemplazo de lasmemoriascon ncleos magnticos, por las de chips de silicio y la colocacin de Muchos ms componentes en un Chip: producto de la micro miniaturizacin de los circuitos electrnicos. El tamao reducido delmicroprocesadory de chips hizo posible la creacin de las computadoras personales (PC)En 1971, Intel Corporation, que era una pequea compaa fabricante desemiconductoresubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits, que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contena 2 250 transistores. Este primer microprocesador que semuestraen la figura 1.14, fue bautizado como el 4004.Silicon Valley (Valle del Silicio) era una regin agrcola al sur de la baha de San Francisco, que por su granproduccinde silicio, a partir de 1960 se convierte en una zona totalmente industrializada donde se asienta una gran cantidad de empresas fabricantes de semiconductores ymicroprocesadores. Actualmente es conocida en todo el mundo como la regin ms importante para lasindustriasrelativas a la computacin: creacin de programas y fabricacin de componentes.Actualmente ha surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentesestructuraso arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computacin, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los ms grandes a nivel mundial; sobre todo, a partir de 1990, cuando se logran sorprendentes avances en Internet.Esta generacin de computadoras se caracteriz por grandes avances tecnolgicos realizados en un tiempo muy corto. En 1977 aparecen las primeras microcomputadoras, entre las cuales, las ms famosas fueron las fabricadas por Apple Computer,RadioShack y CommodoreBusness Machines. IBM se integra al mercado de las microcomputadoras con suPersonalComputer (figura 1.15), de donde les ha quedado como sinnimo el nombre de PC, y lo ms importante; se incluye unsistema operativoestandarizado, el MS- DOS (MicrosoftDisk Operating System).Las principales tecnologas que dominan este mercado son:IBM y sus compatibles llamadas clones, fabricadas por infinidad de compaas con base en losprocesadores8088, 8086, 80286, 80386, 80486, 80586 oPentium, Pentium II, Pentium III y Celeron de Intel y en segundo trmino Apple Computer, con sus Macintosh y las Power Macintosh, que tienen gran capacidad de generacin degrficosy sonidos gracias a sus poderosos procesadores Motorola serie 68000 y PowerPC, respectivamente. Este ltimo microprocesador ha sido fabricado utilizando la tecnologa RISC (Reduced Instruction Set Computing), por Apple Computer Inc., Motorola Inc. e IBM Corporation, conjuntamente.Los sistemas operativos han alcanzado un notable desarrollo, sobre todo por la posibilidad de generar grficos a gran des velocidades, lo cual permite utilizar las interfacesgrficasde usuario (Graphic User Interface, GUI), que son pantallas con ventanas, iconos (figuras) y mens desplegables que facilitan las tareas decomunicacinentre el usuario y la computadora, tales como laseleccindecomandosdelsistema operativo para realizaroperacionesde copiado o formato con una simple pulsacin de cualquier botn del ratn (mouse) sobre uno de los iconos o mens.

QUINTA GENERACIN Y LAINTELIGENCIAARTIFICIAL (1982-1989)Cada vez se hace ms difcil la identificacin de las generaciones de computadoras, porque los grandes avances y nuevos descubrimientos ya no nos sorprenden como sucedi a mediados del siglo XX. Hay quienes consideran que la cuarta y quinta generacin han terminado, y las ubican entre los aos 1971-1984 la cuarta, y entre 1984-1990 la quinta. Ellos consideran que la sexta generacin est en desarrollo desde 1990 hasta la fecha.Siguiendo la pista a los acontecimientos tecnolgicos enmateriade computacin e informtica, podemos puntualizar algunas fechas y caractersticas de lo que podra ser la quinta generacin de computadoras.Con base en los grandes acontecimientos tecnolgicos en materia de microelectrnica y computacin (software) como CADI CAM, CAE, CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes neuronales,teoradel caos,algoritmosgenticos, fibras pticas,telecomunicaciones, etc., a de la dcada de los aos ochenta se establecieron las bases de lo que se puede conocer como quinta generacin de computadoras.Hay que mencionar dos grandes avances tecnolgicos, que sirvan como parmetro para el inicio de dicha generacin: la creacin en 1982 de la primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo, diseada por Seymouy Cray, quien ya experimentaba desde 1968 con supercomputadoras, y que funda en 1976 la Cray Research Inc.; y el anuncio por parte del gobierno japons del proyecto "quinta generacin", que segn se estableci en el acuerdo con seis de las ms grandes empresas japonesas de computacin, debera terminar en 1992.El proceso paralelo es aqul que se lleva a cabo en computadoras que tienen la capacidad de trabajar simultneamente con varios microprocesadores. Aunque en teorael trabajocon varios microprocesadores debera ser mucho ms rpido, es necesario llevar a cabo unaprogramacinespecial que permita asignar diferentes tareas de un mismo proceso a los diversos microprocesadores que intervienen.Tambin se debe adecuarla memoriapara que pueda atender los requerimientos de los procesadores al mismo tiempo. Para solucionar este problema se tuvieron que disear mdulos de memoria compartida capaces de asignar reas de cach para cadaprocesador.Segn este proyecto, al que se sumaron los pases tecnolgicamente ms avanzados para no quedar atrs deJapn, la caracterstica principal sera la aplicacin de lainteligencia artificial(Al, Artificial Intelligence). Las computadoras de esta generacin contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz eimgenes. Tambin tienen la capacidad de comunicarse con un lenguajenatural eirnadquiriendo la habilidad para tomar decisiones con base en procesos deaprendizajefundamentados ensistemas expertose inteligencia artificial.El almacenamiento de informacin se realiza en dispositivos magneto pticos con capacidades de decenas de Gigabytes; se establece elDVD(DigitalVideoDisk o Digital Versatile Disk) como estndar para el almacenamiento de video ysonido; la capacidad de almacenamiento de datos crece de manera exponencial posibilitando guardar ms informacin en una de estas unidades, que toda la que haba en laBibliotecade Alejandra. Los componentes de los microprocesadores actuales utilizan tecnologas de alta y ultra integracin, denominadas VLSI (Very Large Sca/e Integration) y ULSI (Ultra Lar- ge Scale Integration).Sin embargo, independientemente de estos "milagros" de la tecnologa moderna, no se distingue la brecha donde finaliza la quinta y comienza la sexta generacin. Personalmente, no hemos visto la realizacin cabal de lo expuesto en el proyecto japons debido al fracaso, quizs momentneo, de la inteligencia artificial.

El nico pronstico que se ha venido realizando sin interrupciones en el transcurso de esta generacin, es la conectividad entre computadoras, que a partir de 1994, con el advenimiento de laredInternet y del World WideWeb, ha adquirido una importancia vital en las grandes, medianas y pequeas empresas y, entre los usuarios particulares de computadoras.El propsito de la Inteligencia Artificial es equipar a las Computadoras con "Inteligencia Humana" y con la capacidad de razonar para encontrarsoluciones. Otro factor fundamental deldiseo, la capacidad de la Computadora para reconocer patrones y secuencias de procesamiento que haya encontrado previamente, (programacin Heurstica) que permita a la Computadora recordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento, en esencia, la Computadora aprender a partir de sus propias experiencias usar sus Datos originales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y conservar esos resultados para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones.

SEXTA GENERACIN 1990 HASTA LA FECHAComo supuestamente la sexta generacin de computadoras est en marcha desdeprincipiosde los aos noventa, debemos por lo menos, esbozar las caractersticas que deben tener las computadoras de esta generacin. Tambin se mencionan algunos de losavances tecnolgicosde la ltima dcada del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las computadoras de esta generacin cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar ms de un milln de millones de operaciones aritmticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de rea mundial (Wide Area Network, WAN) seguirn creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicacin a travs de fibras pticas ysatlites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologas de esta generacin ya han sido desarrolla das o estn en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teora del caos, sistemas difusos, holografa, transistores pticos, etctera.

CONCLUSIONEn esta investigacin acerca de las generaciones de las computadoras nos hemos dado cuenta del avance que han tenidos y , gracias a los avances en relacin a ellas hemos alcanzado un nivel de tecnologa muy elevado el cual nos ha servido para muchas reas, como por ejemplo lascomunicaciones, lamedicina, la educacin, etc.La investigacin actual va dirigida a aumentar la velocidad y capacidad de las computadoras se centra sobre todo en la mejora de la tecnologa de los circuitos integrados y en el desarrollo de componentes de conmutacin an ms rpidos. Se han construido circuitos integrados a granescalaque contienen varios millones de componentes en un solo chip.Las computadoras se han convertido en la principal herramienta utilizada por elhombrey ya son parte esencial de cada uno de nosotros, y usted deber aprender todas esas, antes complicadas hoy comunes tecnologas modernas.