Ordenador

Macintosh Classic (1990)

Un Apple IIc Pascal.

Réplica do Zuse Z3, o primeiro ordenador funcional (1941)

Un ordenador, tamén chamado computadora ou computador, é unha máquina que realiza cálculos e controla operacións expresadas en termos lóxicos e numéricos. O ordenador é un sistema dixital con tecnoloxía microelectrónica, capaz de procesar datos a partir dun grupo de instrucións denominado programa. A estrutura básica dun ordenador inclúe microprocesador (CPU), memoria e dispositivos de entrada/saída (E/S), xunto ós buses que permiten a comunicación entre eles. En resumo, o ordenador é unha dualidade entre hardware (parte física) tal como: o monitor, o teclado e o disco duro, e software (parte lóxica), que interactúan entre si para unha determinada función.

A característica principal que os distingue doutros dispositivos similares, coma unha calculadora non programable, é que pode realizar tarefas moi diversas cargando distintos programas na memoria para que o procesador os execute.

Etimoloxía

Unha «computadora humana» (eufemismo para persoal de apoio que efectuaba cálculos longos) cun microscopio e unha calculadora mecánica.

Segundo o Oxford English Dictionary, o primeiro uso coñecido da palabra computer na lingua inglesa atópase no libro The Yong Mans Gleanings (1613), do escritor Richard Braithwait, para referirse a un arithmetician (aritmético): «I haue [sic] read the truest computer of Times, and the best Arithmetician that euer [sic] breathed, and he reduceth thy dayes into a short number». Este termo aludía a un “computador humano”, unha persoa que realizaba cálculos ou cómputos. Computer continuou co mesmo significado ata mediados do século XX. A finais deste período, contratábanse a mulleres como computadoras porque se lles podían pagar menos que aos seus colegas masculinos. En 1943, a maioría das computadoras humanas eran mulleres; para referirse a elas existía a forma feminina computress (“computadora”), que co tempo cambiouse a programmer (“programadora”).

O Oxford English Dictionary rexistra que, a finais do século XIX, computer empezou a utilizarse co significado de «máquina calculadora». O uso moderno do termo para «computador electrónico dixital programable» data de 1945, baseándose no concepto teórico da máquina de Turing publicado en 1937. ENIAC (1946), sigla de «computador e integrador numérico electrónico» (Electronic Numerical Integrator And Computer), xeralmente considérase o primeiro deste tipo.

No galego o igual que no castelán que se fala en España «computador» provén do termo francés ordinateur e este á súa vez do termo latino ordinator. En parte por cuestións de mercadotecnia, posto que a descrición realizada por IBM para a súa introdución en Francia por François Girard en 1955 situaba as capacidades de actuación da máquina preto da omnipotencia, idea errónea que perdura hoxe en día ao considerar que a máquina universal de Turing é capaz de computar absolutamente todo.

Girard, encargado do Departamento de Publicidade de IBM France, tivo a idea de consultar ao seu antigo profesor de literatura parisiense, Jacques Perret. Xunto con Christian de Waldner, entón presidente da empresa, pediron a Perret que suxerise un «nome francés para a súa nova máquina electrónica de tratamento da información (IBM 650), evitando a tradución literal da palabra inglesa computer, que naquela época estaba reservada ás máquinas científicas». En 1911, unha descrición da máquina analítica de Babbage utilizaba a palabra ordonnateur para describir a súa forza motriz:

« Pour aller prendre et reporter les nombres… et pour les soumettre à l’opération demandée, il faut qu'il y ait dans la machine un organe spécial et variable : c'est l'ordonnateur. Cet ordonnateur est constitué simplement par des feuilles de carton ajourées, analogues à celle des métiers Jacquard… »

Manual de la máquina Babbage (en francés)

Perret propuxo unha palabra composta centrada en ordonnateur: ‘o que pon orde‘ e ten a noción do orde eclesiástico na Igrexa católica (ordinant). Suxeriu, máis precisamente, ordinatrice électronique, de maneira que o feminino, segundo el, puidese distinguir mellor o uso relixioso do uso contable da palabra. Guiraud afirma que IBM France conservou a palabra computer e inicialmente tratou de protexer este nome como marca, pero, como os usuarios adoptaron fácil e rapidamente a palabra ordinateur, a empresa decidiu deixala no dominio público.

En 1984, académicos franceses recoñeceron, no debate Lles jeunes, a technique et nous, que o uso deste substantivo é incorrecto, porque a función do aparello é procesar datos, non dar ordes. Mentres que outros —tamén o creador do termo, Jacques Perret— coñecedores da orixe relixiosa do termo, considérano o máis correcto das alternativas. O uso da palabra ordinateur exportouse as linguas de España: o aragonés, o asturiano, o galego, o castelán, o catalán e o éuscaro.

Historia

Artigo principal: Historia da informática.

Antes do século XX

O óso de Ishango, unha ferramenta ósea que se remonta á África prehistórica.

Os dispositivos foron utilizados para axudar a computación durante miles de anos, na súa maioría usando os dedos para contar as cousas. O dispositivo de conta máis antigo probablemente foi unha forma de vara. As axudas posteriores para manter rexistros ao longo do Crecente Fértil incluíron obxectos (esferas de arxila, conos, etc.) que representaban os elementos de reconto, probablemente gando ou grans, selados en recipientes ocos de barro sen cocer.

O suanpan chinés (算盘). O número representado neste ábaco é 6.302.715.408.

O ábaco utilizouse inicialmente para tarefas aritméticas. O ábaco romano foi desenvolvido a partir de dispositivos usados en Babilonia xa no 2400 a.C. Desde entón, inventáronse moitas outras formas de táboas ou táboas de cálculo. Nunha casa de contador medieval europea, colocábase un pano a cadros sobre unha mesa e os marcadores movíanse sobre ela de acordo con certas regras, como axuda para calcular cantidades de diñeiro.

O mecanismo de Anticitera, que se remonta á antiga Grecia ao redor de 150-100 a. C., crese que é un dispositivo temperán de ordenador analóxico .

Crese que o mecanismo de Anticitera é o computador analóxico mecánico máis antigo coñecido, segundo Derek J. de Solla Price. Foi deseñado para calcular posicións astronómicas. Foi descuberto en 1901 no naufraxio de Anticitera fronte á illa grega de Anticitera, entre as illas de Citerea e Creta, e datouse aproximadamente no c. 100 a.C. Dispositivos de complexidade comparable ao mecanismo de Anticitera non volverían aparecer ata o século XIV.

Construíronse moitas axudas mecánicas para o cálculo e a medición para uso astronómico e de navegación. O planisferio foi unha carta estelar inventada por Abū Rayhān al-Bīrūnī a principios do século XI. O astrolabio foi inventado no mundo helenístico nos séculos I ou II a.C. e a miúdo atribúese a Hiparco. Combinación do planisferio e do dioptra, o astrolabio era efectivamente un computador analóxico capaz de resolver varios tipos de problemas en astronomía esférica. Un astrolabio que incorpora un calendario ordenador mecánico e as rodas de engrenaxe foron inventadas por Abi Bakr de Isfahán, Persia en 1235. Abū Rayhān al-Bīrūnī inventou o primeiro calendario lunisolar mecánico con engrenaxes, unha das primeiras máquinas de procesamento de coñecementos con cable fixo cun redutor de velocidade e rodas dentadas, c. 1000 d.C.

O compás de proporcións, un instrumento de cálculo utilizado para resolver problemas de proporción, trigonometría, multiplicación e división, e para diversas funcións, como cadrados e raíces cúbicas, foi desenvolvido a finais do século XVI e atopou aplicación na artillería, topografía e navegación.

O planímetro era un instrumento manual para calcular a área dunha figura pechada trazándoa cunha ligazón mecánica.

Unha regla de cálculo.

A regra de cálculo foi inventada ao redor de 1620–1630 polo clérigo inglés William Oughtred, pouco despois da publicación do concepto de logaritmo. A regra de cálculo é un instrumento de cálculo que actúa como unha computadora analóxica de man para facer multiplicacións e divisións. A medida que o desenvolvemento da regra de cálculo progresou, engadíronse escalas que proporcionaban recíprocos, cadrados e raíces cadradas, cubos e raíces cúbicas, así como funcións transcendentais como logaritmos e exponenciais, funcións circulares e hiperbólicas. trigonometría e outras funcións. As regras de cálculo con escalas especiais aínda se utilizan para realizar cálculos rutineiros de forma rápida, como a regra circular E6B utilizada para os cálculos de tempo e distancia en avións lixeiros.

Boneca autómata no Musée d'Art et d'Histoire, en Suíza.

Na década de 1770, Pierre Jaquet-Droz, un reloxeiro suízo, construíu unha boneca mecánica (autómata) que podía escribir sostendo un bolígrafo. Cambiando o número e a orde das súas rodas internas poderían producirse diferentes letras e, polo tanto, diferentes mensaxes En efecto, podería ser "programada" mecanicamente para ler instrucións. Xunto con outras dúas máquinas complexas, a boneca está no Musée d'Art et d'Histoire de Neuchâtel, Suíza, e aínda funciona.

En 1831-1835, o matemático e enxeñeiro Giovanni Plana ideou un calendario perpetuo, que, mediante un sistema de poleas e cilindros e por encima, podía predicir o calendario perpetuo para cada ano desde o 0 (é dicir, o 1 a.C.) ata o 4000, tendo en conta os anos bisestos e a variación da duración dos días. A máquina de predición das mareas inventada polo científico escocés sir William Thomson en 1872 foi de grande utilidade para a navegación en augas pouco profundas. Utilizaba un sistema de poleas e fíos para calcular automaticamente os niveis de marea previstos para un período determinado nun lugar determinado.

O analizador diferencial, un ordenador analóxico mecánico deseñado para resolver ecuacións diferenciais mediante integración, utilizou mecanismos de roda e disco para realizar a integración. En 1876, sir William Thomson xa discutira a posible construción deste tipo de calculadoras, pero viuse obstaculizado polo limitado par de saída dos integradores de bola e disco. Nun analizador diferencial, a saída dun integrador impulsaba a entrada do seguinte integrador, ou unha saída gráfica. O amplificador de par foi o avance que permitiu o funcionamento destas máquinas. A partir da década de 1920, Vannevar Bush e outros desenvolveron analizadores diferenciais mecánicos.

Primeiro ordenador

Unha parte da máquina diferencial de Charles Babbage.

Charles Babbage foi un enxeñeiro mecánico inglés e polímata, orixinou o concepto de ordenador programable. Considerado o "pai da computadora", conceptualizou e inventou a primeira computadora mecánica a principios do século XIX. Despois de traballar no seu revolucionario motor diferencial, deseñado para axudar nos cálculos de navegación, en 1833 deuse conta de que era posible un deseño moito máis xeral, un motor analítico. A entrada de programas e datos debía proporcionarse á máquina a través de tarxetas perforadas, un método que se usaba naquel momento para dirixir teares mecánicos como o tear Jacquard. Para a saída, a máquina tería unha impresora, un trazador de curvas e unha campá. A máquina tamén sería capaz de perforar números en tarxetas para ser lidos máis tarde. O motor incorporaba unha unidade aritmética lóxica, estruturas de control en forma de bifurcación condicional e bucles, e unha memoria integrada, o que o converteu no primeiro deseño dun computador de propósito xeral que podería describirse en termos modernos como Turing completo.

A máquina adiantouse un século ao seu tempo. Todas as pezas da súa máquina debían fabricarse a man, o que supoñía un gran problema para un aparello con miles de pezas. Finalmente, o proxecto disolveuse coa decisión do goberno británico de deixar de financialo. O fracaso de Babbage na finalización da máquina analítica pode atribuírse principalmente ás dificultades políticas e financeiras, así como ao seu desexo de desenvolver un computador cada vez máis sofisticado e de avanzar máis rápido do que ninguén podía seguir. Con todo, o seu fillo, Henry Babbage, completou unha versión simplificada da unidade de cálculo da máquina analítica (o muíño) en 1888. En 1906 fixo unha demostración exitosa do seu uso no cálculo de táboas.

Ordenadores analóxicos

Deseño da terceira máquina de predición de mareas de ir William Thomson, 1879-1881

Durante a primeira metade do século XX, moitas necesidades científicas de computación foron atendidas por computadores analóxicos cada vez máis sofisticados, que utilizaban un modelo mecánico ou eléctrico directo do problema como base para a computación. Agora ben, estes non eran programables e, en xeral, carecían da versatilidade e precisión das computadoras dixitais modernas. O primeiro computador analóxico moderno foi unha máquina de predición de mareas, inventada por sir William Thomson (que máis tarde se convertería en Lord Kelvin) en 1872. O analizador diferencial, un computador mecánico analóxico deseñado para resolver ecuacións diferenciais por integración utilizando mecanismos de roda e disco, foi conceptualizado en 1876 por James Thomson, o irmán máis vello do máis famoso sir William Thomson.

A arte da computación mecánica analóxica alcanzou o seu cénit co analizador diferencial, construído por H. L. Hazen e Vannevar Bush no MIT a partir de 1927. Esta baseouse nos integradores mecánicos de James Thomson e os amplificadores de par inventados por H. W. Nieman. Unha ducia destes dispositivos foron construídos antes de que a súa obsolescencia se fixera evidente. Na década de 1950, o éxito dos ordenadores electrónicos dixitais marcara o fin para a maioría das máquinas informáticas analóxicas, pero os computadores analóxicos seguiron en uso durante a década de 1950 nalgunhas aplicacións especializadas como a educación (regra de cálculo) e avións (sistema de control).

Ordenadores dixitais

Electromecánica

Réplica do Z3 de Konrad Zuse, o primeiro ordenador dixital (electromecánico) totalmente automático.

En 1938, a Mariña dos Estados Unidos desenvolvera un ordenador analóxico electromecánico o suficientemente pequeno para usar a bordo dun submarino. Este foi o Torpedo Data Computer, que utilizou a trigonometría para resolver o problema de disparar un torpedo contra un obxectivo en movemento. Durante a segunda guerra mundial desenvolvéronse tamén noutros países dispositivos similares.

Os primeiros ordenadores dixitais eran electromecánicos; interruptores eléctricos accionaban relés mecánicos para realizar o cálculo. Estes dispositivos tiñan unha baixa velocidade de funcionamento e finalmente foron substituídos por ordenadores totalmente eléctricos moito máis rápidos, que empregaban orixinalmente tubos de baleiro. O Z2, creado polo enxeñeiro alemán Konrad Zuse en 1939, foi un dos primeiros exemplos de computador de relé electromecánico.

En 1941, Zuse deu continuidade á súa máquina anterior co Z3, o primeiro computador dixital electromecánico do mundo totalmente automático e programable. O Z3 foi construído con 2000 relés, implementando unha lonxitude de palabras de 22 bit que funcionaba cunha frecuencia de reloxo duns 5–10 Hz. O código do programa foi fornecido nunha película perforada, mentres que os datos podían almacenarse en 64 palabras de memoria ou fornecerse dende o teclado. Era bastante semellante ás máquinas modernas nalgúns aspectos, sendo pioneiros en numerosos avances como os números de coma flotantes. En lugar do sistema decimal máis difícil de implementar (usado no deseño anterior de Charles Babbage), usar un sistema binario significaba que as máquinas de Zuse eran máis fáciles de construír e potencialmente máis fiables, dado as tecnoloxías dispoñibles nese momento. O Z3 non era en si mesmo unha computadora universal, pero podería ampliarse para ser Turing completo.

O seguinte computador de Zuse, o Z4, converteuse no primeiro computador comercial do mundo; tras un atraso inicial debido á segunda guerra mundial, completouse en 1950 e entregouse ao ETH Zürich (Instituto Federal de Tecnoloxía Suízo de Zürich). O computador foi fabricado pola propia empresa de Zuse, Zuse KG, que foi fundada en 1941 como a primeira empresa co único propósito de desenvolver computadores.

Tubos de baleiro e circuítos electrónicos dixitais

Os elementos de circuítos puramente electrónicos substituíron pronto os seus equivalentes mecánicos e electromecánicos, ao tempo que o cálculo dixital substituíu ao analóxico. O enxeñeiro Tommy Flowers, traballando na Post Office Research Station de Londres na década de 1930, comezou a explorar o posible uso da electrónica para a central telefónica. O equipo experimental que construíu en 1934 entrou en funcionamento cinco anos máis tarde, convertendo unha parte da rede das centrais telefónicas nun sistema electrónico de procesamento de datos, utilizando miles de tubos de baleiro. Nos Estados Unidos, John Vincent Atanasoff e Clifford E. Berry da Universidade Estatal de Iowa desenvolveron e probaron, en 1942, a Atanasoff–Berry Computer (ABC), o primeiro "computador dixital electrónico automático". Este deseño tamén era totalmente electrónico e utilizaba uns 300 tubos de baleiro, con condensadores fixados nun tambor mecánico rotativo para a memoria.

Colossus, o primeiro dispositivo informático electrónica dixital programable, utilizouse para romper os cifrados alemáns durante a segunda guerra mundial. Vese aquí en uso en Bletchley Park en 1943.

Durante a segunda guerra mundial, os descifradores de códigos británicos de Bletchley Park lograron varios éxitos ao descifrar comunicacións militares alemás encriptadas. A máquina de cifrado alemá, Enigma, foi atacada por primeira vez coa axuda das bombas electromecánicas que a miúdo eran dirixidas por mulleres. Para romper a máis sofisticada máquina alemá Lorenz SZ 40/42, usada para comunicacións de alto nivel do Exército, Max Newman e os seus colegas encargaron a Flowers a construción do Colossus. Pasou once meses desde principios de febreiro de 1943 deseñando e construíndo o primeiro Colossus. Despois dunha proba de funcionamento en decembro de 1943, o Colossus foi enviado a Bletchley Park, onde foi entregado o 18 de xaneiro de 1944. e descifrou a súa primeira mensaxe o 5 de febreiro.

Colossus foi o primeiro ordenador electrónico digital programable do mundo. Utilizaba un gran número de válvulas (tubos sen carga). Tiña entrada de cinta de papel e podía configurarse para realizar diversas operacións de lóxica booleana cos seus datos, pero non era Turing completo. Construíronse nove Colossi Mk II (o Mk I converteuse en Mk II, o que fixo un total de dez máquinas). O Colossus Mark I contiña 1.500 válvulas (tubos) termoiónicas, pero o Mark II, con 2.400 válvulas, era cinco veces máis rápido e sinxelo de manexar que o Mark I, o que aceleraba enormemente o proceso de descodificación.

ENIAC foi o primeiro dispositivo electrónico completo de Turing, e realizou cálculos de traxectoria balística para o Exército dos Estados Unidos.

O ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi o primeiro computador electrónico programable construído nos Estados Unidos. Aínda que o ENIAC era similar ao Colossus, era moito máis rápido, máis flexible e era Turing completo. Do mesmo xeito que o Colossus, un "programa" no ENIAC estaba definido polos estados dos seus cables de conexión e interruptores, moi lonxe das máquinas electrónicas de programa almacenado que viñeron despois. Unha vez que se escribía un programa, había que fixalo mecanicamente na máquina mediante o reaxuste manual de enchufes e interruptores. As programadoras do ENIAC foron seis mulleres, a miúdo coñecidas colectivamente como as "mozas ENIAC".

Combinaba a alta velocidade da electrónica coa capacidade de programarse para moitos problemas complexos. Podía sumar ou restar 5.000 veces por segundo, mil veces máis rápido ca calquera outra máquina. Tamén tiña módulos para multiplicar, dividir e facer raíces cadradas. A memoria de alta velocidade estaba limitada a 20 palabras (uns 80 bytes). Construída baixo a dirección de John Mauchly e J. Presper Eckert na Universidade de Pensilvania, o desenvolvemento e construción de ENIAC durou desde 1943 ata o seu pleno funcionamento a finais de 1945. A máquina era enorme, pesaba 30 toneladas, utilizaba 200 quilowatts de potencia eléctrica e contiña máis de 18.000 tubos sen carga, 1.500 relés e centos de miles de resistencias, condensadores e inductores.

Computadores modernos

Concepto de computador moderno

O principio do ordenador moderno foi proposto por Alan Turing no seu artigo fundamental de 1936, On Computable Numbers. Turing propuxo un dispositivo sinxelo que denominou "máquina de computación universal" e que hoxe se coñece como máquina universal de Turing. Demostrou que dita máquina é capaz de computar calquera cousa que sexa computable mediante a execución de instrucións (programa) almacenadas en cinta, o que permite que a máquina sexa programable. O concepto fundamental do deseño de Turing é o programa almacenado, no que todas as instrucións para o cálculo almacénanse na memoria. Von Neumann recoñeceu que o concepto central do computador moderno debíase a este traballo. As máquinas de Turing son ata hoxe un obxecto central de estudo en teoría da computación. Agás polas limitacións impostas polos seus almacéns de memoria finita, dise que os computadores modernos son Turing-completos, é dicir, que teñen unha capacidade de execución de algoritmos equivalente á dunha máquina de Turing universal.

Programas almacenados

Unha sección reconstruída do Manchester Baby, o primeiro ordenador electrónico de programas almacenados

As primeiras máquinas de computación tiñan programas fixos. Cambiar o seu funcionamento esixía recablear e reestruturar a máquina. Coa proposta do computador de programa almacenado isto cambiou. Un computador de programa almacenado inclúe por deseño un conxunto de instrucións e pode almacenar en memoria un conxunto de instrucións (un programa) que detalla o cálculo. A base teórica do computador de programa almacenado foi exposta por Alan Turing no seu artigo de 1936. En 1945, Turing incorporouse ao Laboratorio Nacional de Física e comezou a traballar no desenvolvemento dun computador dixital electrónico de programa almacenado. O seu informe de 1945 "Proposed Electronic Calculator" foi a primeira especificación dun dispositivo deste tipo. John von Neumann, da Universidade de Pensilvania, tamén difundiu en 1945 o seu primeiro borrador dun informe sobre o EDVAC.

O Manchester Baby foi o primeiro computador de programa almacenado do mundo. Foi construído na Universidade de Manchester en Inglaterra por Frederic C. Williams, Tom Kilburn e Geoff Tootill, e executou o seu primeiro programa o 21 de xuño de 1948. Deseñouse como banco de probas para o tubo Williams, o primeiro dispositivo de almacenamento dixital de acceso aleatorio. Aínda que o computador foi descrito como "pequeno e primitivo" nunha retrospectiva de 1998, foi a primeira máquina en funcionamento que contiña todos os elementos esenciais dun computador electrónico moderno. En canto the baby, como así a chamaban, demostrou a viabilidade do seu deseño, iniciouse na universidade un proxecto para convertelo nun computador de utilidade práctica, o Manchester Mark 1.

Á súa vez, o Mark 1 converteuse rapidamente en prototipo do Ferranti Mark 1, o primeiro computador de propósito xeral dispoñible comercialmente no mundo. Construído por Ferranti, foi entregado á Universidade de Manchester en febreiro de 1951. Posteriormente entre 1953 e 1957 entregáronse polo menos sete destas máquinas, unha delas aos laboratorios Shell en Ámsterdam. En outubro de 1947, os directivos da empresa británica de catering J. Lyons & Company decidiron participar activamente na promoción do desenvolvemento comercial dos computadores. O computador LEO I de Lyons, inspirado EDSAC de Cambridge de 1949, empezou a funcionar en abril de 1951. e realizou o primeiro traballo rutineiro de ordenador de oficina do mundo.

Grace Hopper foi a primeira en desenvolver un compilador para unha linguaxe de programación.

Transistores

Artigo principal: Transistor.

Transistor de unión bipolar (BJT)

O concepto de transistor de efecto de campo foi proposto por Julius Edgar Lilienfeld en 1925. John Bardeen e Walter Brattain, mentres traballaban ás ordes de William Shockley no Bell Labs, construíron o primeiro transistor operativo, o transistor de contacto, en 1947, ao que seguiu o transistor de unión bipolar de Shockley en 1948. A partir de 1955, os transistores substituíron aos tubos de baleiro nos deseños informáticos, dando lugar á "segunda xeración" de computadores. En comparación cos tubos de baleiro, os transistores teñen moitas vantaxes: son máis pequenos e requiren menos enerxía que os tubos de baleiro, polo que emiten menos calor. Os transistores de unión eran moito máis fiables que os tubos de baleiro e tiñan unha vida útil máis longa, indefinida. Os computadores transistorizados podían conter decenas de miles de circuítos lóxicos binarios nun espazo relativamente compacto. Con todo, os primeiros transistores de unión eran dispositivos relativamente voluminosos e difíciles de fabricar en serie, o que os limitaba a unha serie de aplicacións especializadas.

Na Universidade de Manchester, un equipo dirixido por Tom Kilburn deseñou e construíu unha máquina que utilizaba os transistores recentemente desenvoltos no canto de válvulas. O seu primeiro ordenador transistorizado e o primeiro do mundo, foi operativo en 1953, e unha segunda versión completouse alí en abril de 1955. Con todo, a máquina utilizaba válvulas para xerar as súas formas de onda de reloxo de 125 kHz e nos circuítos para ler e escribir na súa memoria de tambor magnética, polo que non foi o primeiro computador completamente transistorizado. Esa distinción corresponde ao Harwell CADET de 1955, construído pola división de electrónica do Atomic Energy Research Establishment en Harwell.

MOSFET (transistor MOS), que mostra a porta (G), o corpo (B) e os terminais de fonte (S) e drenaxe (D). A porta está separada do corpo por unha capa illante (rosa).

O transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET), tamén coñecido como transistor MOS, foi inventado por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng nos Laboratorios Bell en 1959.. Foi o primeiro transistor realmente compacto que podía miniaturizarse e producirse en serie para unha ampla gama de usos. Coa súa alta escalabilidade, un consumo moito menor e unha densidade maior que os transistores de unión bipolar, o MOSFET permitiu construír circuítos integrados de alta densidade.. Ademais do procesamento de datos, tamén permitiu o uso práctico de transistores MOS como elementos de célula de memoria de almacenamento, o que conduciu ao desenvolvemento da memoria semiconductora MOS, que substituíu á anterior memoria de núcleo magnético nos computadores. O MOSFET conduciu á revolución dos microordenadores, e converteuse na forza motriz da revolución informática.. O MOSFET é o transistor máis utilizado en informática, e é o compoñente fundamental da electrónica dixital.

Cronoloxía

A continuación preséntanse resumidamente os principais fitos na historia dos ordenadores, desde as primeiras ferramentas manuais para facer cálculos ata as modernas computadoras de peto.

• 2700 a.C.: utilízase en civilizacións antigas coma a chinesa ou a sumeria a primeira ferramenta para realizar sumas e restas, o ábaco.
• 830 a.C.: o matemático e enxeñeiro persa Musa Al-Khwarizmi inventou o algoritmo, é dicir, a resolución metódica de problemas de álxebra e cálculo numérico mediante unha lista ben definida, ordenada e finita de operacións.
• 1614: o escocés John Napier inventa o logaritmo neperiano, que conseguiu simplificar o cálculo de multiplicacións e divisións reducíndoo a un cálculo con sumas e restas.
• 1620: o inglés Edmund Gunter inventa a regra de cálculo, instrumento manual utilizado desde entón para facer operacións aritméticas, ata a aparición da calculadora electrónica.
• 1623: o alemán Wilhelm Schickard inventa a primeira máquina de calcular, cuxo prototipo desapareceu pouco despois.
• 1642: o científico e filósofo francés Blaise Pascal inventa unha máquina de sumar (a pascalina), que utilizaba rodas dentadas, e da que aínda se conservan algúns exemplares orixinais.
• 1671: o filósofo e matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz inventa unha máquina capaz de multiplicar e dividir.
• 1801: o francés Joseph Jacquard inventa, para a súa máquina de tecer brocados, unha tarxeta perforada que controla o patrón de funcionamento da máquina, unha idea que sería empregada máis adiante polos primeiros ordenadores.
• 1833: o matemático e inventor británico Charles Babbage deseña e tenta construír a primeira computadora, de funcionamento mecánico, á que chamou a "máquina analítica". Porén, a tecnoloxía da súa época non estaba o suficientemente avanzada para facer realidade a súa idea.
• 1890: o norteamericano Hermann Hollerith inventa unha máquina tabuladora aproveintando algunhas das ideas de Babbage, que se utilizou para elaborar o censo dos Estados Unidos Hollerith fundou posteriormente a compañía que despois se convertería en IBM.
• 1893: o científico suízo Otto Steiger desenvolve a primeira calculadora automática que se fabricou e empregou a escala industrial, coñecida coma "A Millonaria".
• 1936: o matemático inglés Alan Turing formaliza os conceptos de algoritmo e da máquina de Turing, que serían claves no desenvolvemento da computación moderna.
• 1938: o enxeñeiro alemán Konrad Zuse completa a Z1, a primeira computadora que se pode considerar como tal. De funcionamento electromecánico e utilizando relés, era programable (mediante cinta perforada) e usaba sistema binario e lóxica booleana. Seguiríanlle os modelos mellorados Z2, Z3 e Z4.
• 1944: nos Estados Unidos a empresa IBM constrúe a computadora electromecánica Harvard Mark I, deseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken. Foi a primeira computadora creada nos Estados Unidos.
• 1944: en Inglaterra constrúense os ordenadores Colossus (Colossus Mark I e Colossus Mark 2), co obxectivo de descifrar as comunicacións dos alemáns durante a segunda guerra mundial.
• 1946: na Universidade de Pensilvania constrúese a ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), que funcionaba a válvulas e foi a primeira computadora electrónica de propósito xeral.
• 1947: nos Laboratorios Bell, John Bardeen, Walter H. Brattain e William Shockley inventan o transistor.
• 1951: comeza a operar a EDVAC, concibida por John von Neumann, que, a diferenza da ENIAC, non era decimal, senón binaria, e tivo o primeiro programa deseñado para ser almacenado.
• 1953: IBM fabrica a súa primeira computadora a escala industrial, a IBM 650. Amplíase o uso da linguaxe ensamblador para a programación das computadoras. Os ordenadores con transistores substitúen aos de válvulas, marcando o comezo da segunda xeración de computadoras.
• 1957: Jack S. Kilby constrúe o primeiro circuíto integrado.
• 1964: a aparición do IBM 360 marca o comezo da terceira xeración de computadoras, na que as placas de circuíto impreso con múltiples compoñentes elementais pasan a ser substituídas por placas de circuítos integrados.
• 1971: Intel presenta o primeiro procesador comercial e á vez o primeiro chip microprocesador, o Intel 4004.
• 1975: Paul Alen e Bill Gates fundan Microsoft.
• 1977: Apple presenta o primeiro computador persoal que se vende a grande escala, o Apple II, desenvolvido por Steve Jobs e Steve Wozniak nun garaxe.
• 1981: lánzase ao mercado o IBM PC, que se convertería nun éxito comercial, marcaría unha revolución no campo da computación persoal e definiría novos estándares.
• 1982: Microsoft presenta o seu sistema operativo MS-DOS, por encargo de IBM.
• 1983: ARPANET sepárase da rede militar que a orixinou, pasando a un uso civil e converténdose así na orixe de Internet.
• 1983: Richard Stallman anuncia publicamente o proxecto GNU.
• 1985: Microsoft presenta o sistema operativo Windows 1.0.
• 1990: Tim Berners-Lee idea o hipertexto para crear o World Wide Web (www), unha nova maneira de interactuar con Internet.
• 1991: Linus Torvalds comezou a desenvolver Linux, un sistema operativo compatible con Unix.
• 2000: aparecen a comezos do século XXI os ordenadores de peto, primeiro en forma de PDAs, e logo en forma de teléfonos intelixentes ou smartphones.
• 2010: sae á venda o iPad de Apple, a primeira tablet que tivo éxito comercial.

Uso actual do termo

Nos últimos vinte anos aproximadamente moitos aparatos domésticos, sobre todo as consolas para videoxogos, a teléfonos móbiles, os vídeos, os asistentes persoais dixitais (PDA) e unha chea de aparatos caseiros, industriais, para coches e electrónicos, teñen circuítos homologables á máquina de Turing^{[Cómpre referencia]} (coa limitación de que a programación destes aparellos está instalado nun chip de memoria ROM que hai que substituír cada vez que queremos cambiar a programación).

Esta especie de computadoras que se encontran dentro doutras computadoras de uso xeral son coñecidos como microcontroladores ou computadores integrados. Polo tanto, moitas persoas restrinxiron a definición de computadora a aquelas máquinas cuxo propósito principal sexa o procesamento de información e que poidan adaptarse a unha gran variedade de tarefas, sen ningunha modificación física, excluíndo aqueles dispositivos que forman parte dun sistema máis grande como os teléfonos, microondas ou avións.

Hardware

Artigo principal: Hardware.

Un ordenador está construído cunha serie de compoñentes físicos ou hardware, cada un executando funcións específicas, e mantendo unha complexa interacción entre eles. Os compoñentes hardware básicos de todo ordenador son:

• Procesador central ou CPU: constituíndo o núcleo central, encargado do cálculo e execución.
• Dispositivos de almacenamento: almacenan temporalmente a información necesaria. Os dispositivos máis importantes nesta categoría son:
  • Memoria RAM: para o almacenamento a curto prazo.
  • Disco duro: para o almacenamento a longo prazo.
• Dispositivos de entrada/saída: encargados de facilitar o fluxo de información desde ou cara o ordenador.

Software

Artigo principal: Software.

Un ordenador executa programas de software ou conxuntos de instrucións (operacións) expresadas en termos lóxicos e numéricos para procesar datos, permitindo así realizar distintas funcións, como por exemplo escribir textos cun procesador de texto ou escoitar música cun reprodutor de son.

Sistemas operativos

Artigo principal: Sistema operativo.

Un ordenador emprega normalmente un programa informático especial, chamado sistema operativo (SO), deseñado, construído e probado para xestionar os recursos do ordenador: a memoria, os dispositivos de E/S, os dispositivos de almacenamento (discos duros, as unidades de DVD e CD) etc.

Funcionalidade

A función básica dun ordenador é o procesamento de información: un ordenador procesa unha información que recibe, nun formato predefinido, do exterior, procésaa de acordo a un programa e devolve unha serie de datos de saída, noutro formato específico.

As funcións suplementarias máis importantes son:

• Almacenamento de información, que realiza antes, durante e despois do seu procesamento.
• Entrada e saída de información do ordenador.

Como funcionan os ordenadores

Vista expandida dun ordenador
1: Monitor
2: Placa base
3: Procesador
4: Portos ATA
5: Memoria principal (RAM)
6: Placas de expansión
7: Fonte eléctrica
8: Unidade de almaceamento óptico
9: Disco duro
10: Teclado
11: Rato

Aínda que as tecnoloxías empregadas nas computadoras dixitais cambiaron moito desde que apareceron os primeiros computadores nos anos 40, a maioría aínda utilizan a arquitectura von Neumann, proposta polo matemático John von Neumann.

A arquitectura von Neumann describe un ordenador con 4 seccións principais: a unidade lóxica e aritmética (ALU), a unidade de control, a memoria, e os dispositivos de entrada e saída (E/S). Estas partes están interconectadas por un conxunto de cables denominados buses.

Neste sistema, a memoria é unha secuencia de celas de almacenamento numeradas, onde cada unha é un bit ou unidade de información. A instrución é a información necesaria para realizar o que se desexa coa computadora e as celas conteñen os datos que se necesitan para levar a cabo as instrucións.

A unidade lóxica e aritmética, ou ALU, é o dispositivo deseñado e construído para levar a cabo as operacións elementais como as operacións aritméticas (suma, resta), operacións lóxicas (E, Ou, Non), e operacións de comparación. Nesta unidade é onde se fai todo o traballo computacional.

A unidade de control segue a dirección das posicións en memoria que conteñen a instrución que a computadora vai realizar nese momento; recupera a información poñéndoa na ALU para a operación que debe desenvolver. Transfire logo o resultado ás posicións apropiadas na memoria. Unha vez que ocorre o anterior, a unidade de control vai á seguinte instrución e repite o procedemento.

Os dispositivos E/S serven á computadora para obter información do mundo exterior e devolver os resultados de procesar a devandita información. Hai unha gama moi extensa de dispositivos de E/S como por exemplo os teclados, monitores e unidades de disco flexible.

Notas

Referencias

Véxase tamén

Bibliografía

• Evans, Claire L. (2018). Broad Band: The Untold Story of the Women Who Made the Internet. Nova York: Portfolio/Penguin. ISBN 978-0735211759. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Fuegi, J.; Francis, J. (2003). "Lovelace & Babbage and the creation of the 1843 'notes'". IEEE Annals of the History of Computing 25 (4). p. 16. doi:10.1109/MAHC.2003.1253887. 
• Kempf, Karl (1961). Historical Monograph: Electronic Computers Within the Ordnance Corps. Aberdeen Proving Ground (United States Army). Arquivado dende o orixinal o 16 October 2006. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Phillips, Tony (2000). "The Antikythera Mechanism I". American Mathematical Society. Arquivado dende o orixinal o 27 April 2006. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Shannon, Claude Elwood (1940). A symbolic analysis of relay and switching circuits (Thesis). Massachusetts Institute of Technology. hdl:1721.1/11173. 
• Digital Equipment Corporation (1972). PDP-11/40 Processor Handbook (PDF). Maynard, MA: Digital Equipment Corporation. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 1 de decembro de 2017. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Swade, Doron D. (febreiro de 1993). "Redeeming Charles Babbage's Mechanical Computer". Scientific American 268 (2). pp. 86–91. Bibcode:1993SciAm.268b..86S. JSTOR 24941379. doi:10.1038/scientificamerican0293-86. 
• Meuer, Hans; Strohmaier, Erich; Simon, Horst; Dongarra, Jack (13 de novembro de 2006). "Architectures Share Over Time". TOP500. Arquivado dende o orixinal o 20 de febreiro de 2007. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Lavington, Simon (1998). A History of Manchester Computers (2nd ed.). Swindon: The British Computer Society. ISBN 978-0-902505-01-8. 
• Light, Jennifer S. (1999). "When Computers Were Women". Technology and Culture 40 (3). pp. 455–483. JSTOR 25147356. doi:10.1353/tech.1999.0128. 
• Schmandt-Besserat, Denise (1999). "Tokens: The Cognitive Significance". Documenta Praehistorica XXVI. Arquivado dende o orixinal o 30 de xaneiro de 2012. 
• Schmandt-Besserat, Denise (1981). "Decipherment of the earliest tablets". Science 211 (4479). pp. 283–285. Bibcode:1981Sci...211..283S. PMID 17748027. doi:10.1126/science.211.4479.283. 
• Stokes, Jon (2007). Inside the Machine: An Illustrated Introduction to Microprocessors and Computer Architecture. San Francisco: No Starch Press. ISBN 978-1-59327-104-6. 
• Zuse, Konrad (1993). The Computer – My life. Berlin: Pringler-Verlag. ISBN 978-0-387-56453-1. 
• Felt, Dorr E. (1916). Mechanical arithmetic, or The history of the counting machine. Chicago: Washington Institute. 
• Ifrah, Georges (2001). The Universal History of Computing: From the Abacus to the Quantum Computer. New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-39671-0. 
• Berkeley, Edmund (1949). Giant Brains, or Machines That Think. John Wiley & Sons. 
• Cohen, Bernard (2000). "Howard Aiken, Portrait of a computer pioneer". Physics Today 53 (3) (Cambridge, Massachusetts: The MIT Press). pp. 74–75. Bibcode:2000PhT....53c..74C. ISBN 978-0-262-53179-5. doi:10.1063/1.883007. 
• Ligonnière, Robert (1987). Préhistoire et Histoire des ordinateurs. Paris: Robert Laffont. ISBN 978-2-221-05261-7. 
• Couffignal, Louis (1933). Les machines à calculer; leurs principes, leur évolution. Paris: Gauthier-Villars. 
• Essinger, James (2004). Jacquard's Web, How a hand loom led to the birth of the information age. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-280577-5. 
• Hyman, Anthony (1985). Charles Babbage: Pioneer of the Computer. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02377-9. 
• Bowden, B. V. (1953). Faster than thought. New York, Toronto, London: Pitman publishing corporation. 
• Moseley, Maboth (1964). Irascible Genius, Charles Babbage, inventor. London: Hutchinson. 
• Collier, Bruce (1970). The little engine that could've: The calculating machines of Charles Babbage. Garland Publishing. ISBN 978-0-8240-0043-1. Arquivado dende o orixinal o 20 de xaneiro de 2007. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Randell, Brian (1982). "From Analytical Engine to Electronic Digital Computer: The Contributions of Ludgate, Torres, and Bush" (PDF). Arquivado dende o orixinal (PDF) o 21 de setembro de 2013. Consultado o 30 de xullo do 2023. 
• Bromley, Allan G. (1990). "Difference and Analytical Engines". En Aspray, William. Computing Before Computers (PDF). Ames: Iowa State University Press. pp. 59–98. ISBN 978-0-8138-0047-9. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 2022-10-09. 
• Smith, Erika E. (2013). "Recognizing a Collective Inheritance through the History of Women in Computing". CLCWeb: Comparative Literature and Culture 15 (1). pp. 1–9. doi:10.7771/1481-4374.1972. 
• Verma, G.; Mielke, N. (1988). Reliability performance of ETOX based flash memories. IEEE International Reliability Physics Symposium. 

Outros artigos

• Hardware
• Software
• Computadora de escritorio
• Portátil
• Chip
• Microprocesador
• Programa informático