Historia de la computacion

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 Historia de la computación

Uno de los primeros artefactos mecánicos de calcular que se conoce es el ábaco, que aún se sigue usando en algunos países de oriente de donde es originario. Se cree que se utilizó inicialmente en Babilonia o en china. Los primeros vestigios de instrumentos de cálculo en el mundo occidental se dan después del Renacimiento cuando el matemático escocés  John Napier(1550-1617), basado en su teoría de que todas las cifras de los algoritmos, que permiten reducir a sumas y restas las operaciones de multiplicación y división. En 1614 publica su magna obra; las primeras tablas de algoritmos, en el libro “Rabdología”.

También invento unas tablas de multiplicar móviles, hechas con varillas de hueso o marfil, conocidas como huesos de Napier, que representan el antecedente de las reglas de cálculo, entre ellas, la regla circular que desarrollo en 1621 el matemático inglés William Oughtred (1575-1660), quien escribe un libro de matemáticas donde ya se incluye el signo de multiplicar y las abreviaturas para algunas funciones trigonométricas.

Dispositivos mecánicos de cálculo

Wihelm Schickard(1592-1635), científico alemán, es quien diseña y construye lo que podemos considerar como la primera máquina de calcular-basada en unas ruedas dentadas-,    ya que podía efectuar las cuatro operaciones aritméticas básicas: suma, resta, multiplicación y división.
Schickard construía esta maquina para el matemático alemán Johannes Kepler(1571-1630). Desafortunadamente esta primera pieza mecánica de cálculo fue destruida en un incendio y no pudo ser reconstruida, ya que Schickard muere debido a la peste, durante la Guerra de los Treinta Años. Este inesperado acontecimiento propició que al notable científico francés Blaise Pascal(1623-1662), sea a quien se le atribuye la invención de la primera calculadora automática llamada la “Pascalina” en 1542. Esta maquina solo sumaba y restaba, y lo hacía con tanta lentitud que fácilmente un hábil calculista la hubiera superado en velocidad, aun en cálculos de mediana complejidad.

Desarrollo de las calculadoras

En 1673, el matemático alemán Gottfried von Leibniz (1646-1716) trato de mejorar la maquina de Pascal sin éxito, por lo que decidió diseñar una calculadora mecánica propia. Esta ya permitía multiplicar, dividir y extraer raíz cuadrada mediante sumas y restas sucesivas, usando una serie de cilindros con dientes graduados; en ese entonces Leibniz contaba con solo 25 años.

Estos avances dieron lugar a la creación de una multitud de máquinas mecánicas de cálculo durante el siglo siguiente. En 1801 –en plena Revolución- el francés Josep Marie Jacquard (1752-1834), retoma la idea de las tarjetas perforadas utilizadas en los telares manuales del siglo anterior y construye su telar mecánico basado en una lectora automática de tarjetas perforadas. 

Aunque Jacquard se limito a utilizar las tarjetas perforadas para optimizar la producción de los telares, otros grandes inventos se dieron cuenta de las enormes posibilidades que tenia el uso de estas tarjetas en el procedimiento de datos y en los cálculos matemáticos.

En Inglaterra, Charles Babbage (1791-1871), profesor de matemáticas de la Universidad de Cambridge, trabajaba hacia 1822 en un proyecto financiero por la Royal Society y al cual llamo la “maquina diferencial”, con la intención de producir tablas logarítmicas de hasta 6 cifras. La máquina nunca fue terminada debido a que, mientras avanzaba en la construcción, constantemente se le ocurrían mejoras para perfeccionar el aparato. 

 

Una matemática aficionada amiga de Babbage, Augusta Ada (1815-1852), Condesa de Lovelace e hija del poeta Lord Byron , se intereso mucho en la maquina analítica y trabajo junto con él. Esta considerada como la primera programadora pues escribió secuencias de instrucciones en tarjetas perforadas, invento métodos de programación como la subrutina e introdujo en sus programas las iteraciones y el salto condicional, lo que abre ya la posibilidad de tomar decisiones automáticamente. Otra de sus notables contribuciones es que propuso utilizar el sistema binario en lugar del decimal que utilizaba Babbage, para la codificación de los programas en tarjetas perforadas.
Los principios de operación de la maquina analítica y loa intervención de Augusta Ada Lovelance con sus conocimientos e intuición sobre la programación, son la base de las primeras computadoras digitales. A pesar de que el proyecto nunca se llevó a cabo, en reconocimiento a su genio,  muchos consideran a Charles Babbage como el Padre de las computadoras, aunque su invento no pasó de ser prototipo de una excelente maquina mecánica de cálculo.

Dispositivos electromecánicos de cálculo

En 1886, el Dr. Herman Hollerith (1860-1929), estadístico empleado en la oficina de censos de Estados Unidos de Norteamérica, desarrollo un sistema basado en tarjetas perforadas para codificar los datos de la población en el censo de 1890, ya que el resultado del censo 1880 se había entregado nueve años después de iniciado. Con el método de Hollerith el nuevo censo se termino poco menos de tres años.

Esta maquina censal ya es eléctrica y contiene componentes electromecánicos, aunque esta dedicada solo a procesos de censos. Tiempos después, en 1896, Hollerith funda la empresa Tabulating Machines Company en Washington, la cual crece rápidamente. En 1911 se fusiona con la Internacional Time Recording, Co., la Computing Scale, Co. Y la Bundy Manufacturing Corporation, (IBM): la nueva empresa de Hollerith se dedica a aplicar estos avances a maquinas que se destinarían a resolver problemas específicos de negocios. 
Para llegar a algo que ya se puede considerar como una computadora digital con capacidad de recibir datos mediante un dispositivo de entrada, almacenarlos en localidades de memoria, procesarlos; ordenándolos y haciendo los cálculos necesarios, y entregar los resultados como información visual o impresa, hubo que esperar al siglo XX, cuando se dieron los grandes descubrimiento que permitieron la creación de esa asombrosa maquina. 

 

En 1906, Lee De Forest (1873-1961) inventa el tubo de vacio (bulbo) de 3 elementos, que mas tarde tiene una grande importancia en el desarrollo de las computadoras. En 1919 W. H. Eccles y F. W Jordan descubren el flip-flop o basculador, en circuito binario capaz de asumir de dos estados estables. 

 

El matemático estadounidense Claude E. Shannon (nació en 1916), creador de la moderna teoría de la información, la define de la siguiente manera:

Información es todo lo que reduce la incertidumbre entre diversas alternativas posibles

Shannon fue el creador del termino bit. Y demostró que el Algebra de Boole-George S. Boole (1815-1864) publica en 1854 su tratado de algebra en donde utiliza los operadores lógicos AND, OR y NOT-es la herramienta mas adecuada para estudiar los sistemas binarios y, por supuesto, su aplicación en la operación de las computadoras.

 

Las primeras computadoras

Hasta principios del siglo XX, es cuando se produce secuencialmente una gran cantidad de nuevas maquinas, desarrollos de programas y tecnologías, que propician la rápida evolución de las nuevas computadoras. Se llevan a cabo descubrimientos tan importantes como la primera computadora analógica del Dr. Vannevar Bush(1890-1974), investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en 1930; el primer programa mecánico de Wallace J. Eckert (1902-1971); el primer modelo general de maquinas lógicas, que desarrollo Alan M. Turing (1912-1954), denominado “La maquinan de Turing”; la primera computadora electrónica digital del Dr. John V. Atanasoff (nació en 1904); la primera computadora de propósito general controlada por programar del Dr. Konrad Zuse (nacido en 1910) y muchos adelantos mas.

La Mark I o Automatic Sequenced Controlled Calculator, basada en la máquina analítica de Babbage, pesaba unas cinco toneladas, estaba constituida por 78 máquinas sumadoras conectadas entre sí mediante 800km de cable, contenía miles de relevadores, recibía las instrucciones por medio de cinta perforada de papel, y multiplicaba dos números de 10 dígitos en tres segundos aproximadamente.
Mientras tanto, el ejercito norteamericano colabora con la Universidad de Pensilvania en la construcción de la computadora ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), que incluía aproximadamente 18 000 tubos de vacio. Fue terminada hasta 1946, y su velocidad de procesamiento permitía efectuar alrededor de 5020 multiplicaciones por segundo. Antes de terminar la computadora ENIAC, ya se trabajaba en la EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer), que contemplaba las teorías sobre programación almacenada en la memoria de la maquina. 

Otro desarrollo contemporáneo fue la EDSAC (Electronic Deyal Storage Automatic Calculator), que ya incorpora a gran escala las ideas sobre almacenamiento de programas en la memoria de la computadora del Dr. John von Neumann (1903-1957), científico estadounidense originario de Hungría, quien era un convencido de que la computadora era la solución para el desarrollo de teoremas matemáticos complejos que aun no habían tenido solución. 

 

En 1951 se desarrolla la UNIVAC (Universal Automatic Computer), y a partir de entonces la tecnología avanzada a pasos agigantados hasta llegar a nuestros días, donde las microcomputadoras han alcanzado un alto grado de perfección por sus grandes velocidades de procesamiento, su gran capacidad de almacenamiento en la memoria, la reducción considerable en su tamaño, y sus precios bastantes accesibles para casi todos los consumidores.

Generaciones de las computadoras

El avance de la tecnología de las computadoras, a partir de los primeros años del siglo XX ha sido sorprendente. El descubrimiento de los nuevos dispositivos electrónicos, los grandes avances de la programación y el acelerado desarrollo de los nuevos sistemas operativos, han marcado fechas que permiten clasificar a las computadoras de acuerdo a sus componentes y a su capacidad de procesamiento, agrupándolas por generaciones:
Como en la mayoría de los eventos que se van sucediendo sin un control por parte de un país o una sola universidad , el desarrollo de las computadoras no cuenta con una bitácora precisa que permita asegurar sin temor a equivocaciones el período medido en años, que abarca cada una de esas generaciones. Hay quienes ubican a la primera a partir de 1937 o antes, relacionándola con los primeros trabajos del Dr. Konrad Zuse y del Dr. Howard H. Aiken; otros consideran 1951 como el año de arranque de la computación, por coincidencia con la aparición de la primera computadora comercial, la UNIVAC.
Por estos motivos no es conveniente tomar partido por alguna de estas teorías, sino considerara las fechas en que se dieron los grandes cambios tecnológicos, como parámetros para determinar el fin de una etapa y el comienzo de otra.

Primera generación

Las computadoras de esta generación se caracterizaron por estar constituidas de relevadores (relés) electromecánicos como la MARK I, o de tubos de vacio como la ENIAC. Eran de un tamaño tan grande que ocupaban espaciosos salones en universidades donde fueron desarrolladas.

Su capacidad de almacenamiento en la memoria era muy reducida, como en el caso de ENIAC que almacenaba 1 kB (un kilobyte o 1 024 bytes). La cantidad de condensadores, resistencias y válvulas de vacio propiciaban un consumo excesivo de energía eléctrica, por lo que se calentaban demasiado.  Esto obligó a incluir en las salas de computación costos sistemas de enfriamiento.
La entrada de datos a la computadora se realizaban por medio de tarjetas perforadas y la programación solamente se desarrolla en lenguaje de maquina o binario. El costo de construir tales maquinas era realmente exorbitante, y comparando con el rendimiento resultaba inaccesible para el mercado contemporáneo, por lo que IMB opto por retirarse temporalmente de este giro.

No consideramos una fecha de inicio, ya que los trabajos para construir estas primeras computadoras comenzaron con la maquina analítica de Babbage. En cambio sí se puede determinar aproximadamente la fecha final de esta etapa en la década de los cincuentas, ya que en 1947 se descubre el primer transistor (Transfer Resistance), elemento que dio origen a las primeras computadoras de la segunda generación.

Segunda generación

Entonces, en la segunda generación de computadoras la característica principal en cuanto a los equipos (hardware) es la inclusión de transistores. Respecto a la programación o software, siguen dominando los sistemas de tarjetas o cinta perforada para la entrada de datos. Los laboratorios Bell (en donde John Bardeen, Walter H. Brattain y William Shockley diseñan el primer transistor) logran avances muy significativos como la construcción en  1954, de la primera computadora transistorizada, la TRADIC (Transistorized Airborne Digital Computer), que ya incluía 800 transistores en su estructura interna.

Otro gran logro de esta época es el desarrollo del primer lenguaje de alto nivel, el FORTRAN (FORmula TRANslator).  John Backus y algunos de sus colaboradores, empleados de IBM, empezaron este proyecto en 1954 y lo presentan formalmente en 1957. El lenguaje FORTRAN es muy apropiado para trabajos científicos, matemáticos t de ingeniería. Un año después, John McCarthy desarrolla el lenguaje LISP (acrónimo de LISt Processor), que aporta grandes avances en la investigación sobre Inteligencia Artificial por la facilidad con que permite el manejo de símbolos y listas.

 

Uno mas de los asombros descubrimientos en el ámbito del software entre 1959 y 1960 es el lenguaje de programación COBOL (COmmon Business Oriented Language), que representa uno de los mas 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 computo después de un sencillo procesamiento de compilación. Grace Murray Hopper (1906-19992), quien en 1952 había inventado el primer compilador, fue una de las principales figuras del CODASYL (COmmittee on Data SYstems Language), que se encargo de desarrollar el proyecto COBOL.

La inclusión de memorias de ferrita en estas computadoras hizo posible que se redujeran de tamaño considerablemente, reduciendo también su consumo de energía eléctrica. Esto significo una notable baja de la temperatura y, aunque necesitaban todavía sistemas de enfriamiento, podían estar mas tiempo operando sin presentar problemas.

Algunas de las computadoras que se construyeron ya con transistores fueron 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 CDC1604, y muchas otras, que  constituían un mercado de gran competencia, en rápido crecimiento. En esta generación se construyen las supercomputadoras Remington Rand UNICAC LARC, e IBM Stretch (1961).

Tercera generación

El siguiente paso fue la integración de la escala de de transistores en microcircuitos llamados procesadores o circuitos integrados monolíticos LSI (Large Scale Integration), así como la proliferación de lenguajes de alto nivel y la introducción de programas para facilitar el control y la comunicación entre el usuario y la computadora, denominados sistemas operáticos.
El descubrimiento en 1958 del primer Circuito Integrado (Chip) por el ingeniero Jack S. Kilby (nació en 1928) de Texas Instruments, así como los trabajos que realizaba, por su parte, el Dr. Robert Noyce de Fairchild Semiconductors, acerca de los circuitos integrados, dieron origen a la tercera generación de computadoras

IBM marca el inicio de esta generación cuando el 7 de abril de 1964 presenta la impresionante IBM 360, con su tecnología SLT (Solid Logic Tecnology). Esta máquina causo tal impacto en el mundo de la computación que se fabricaron mas de 30 000, al grado que IBM llegó a conocerse como sinónimo de computación.
También en ese año, Control Data Corporation presenta la supercomputadora CDC 6600, que se considero como la mas poderosa de las computadoras de la época, ya que tenía la capacidad de ejecutar unos 3 000 00 de instrucciones por segundo (mips). 

Se empiezan a utilizar los medios magnéticos de almacenamiento, como cintas magnéticas de 9 canales, enormes discos rígidos, etc. Algunos sistemas todavía usan las tarjetas perforadas para la entrada de datos, pero les lectoras de tarjetas ya alcanzan velocidades respetables.

Cuarta generación

Una fecha en la cual de manera inobjetable todos están de acuerdo, es el final de la tercera generación marcando claramente por la aparición del primer microprocesador. En 1971, Intel Corporation, que era una pequeña compañía fabricante de semiconductores ubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits,  que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contenía 2 250 transistores. Este primer microprocesador fue bautizado como el 4004.

Actualmente ha surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentes estructuras o arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computación, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los mas grandes a nivel mundial; sobre todo, a partir de 1990, cuando se logra sorprendentes avances en Internet.

Las principales tecnologías que dominan este mercado son:
IBM y sus compatibles llamadas clones, fabricadas por infinidad de compañías, con base en los procesadores 8088, 8086, 80286, 80486, 80586 o Pentium, Pentium II, Pentium III y Celeron del Intel, y en segundos termino Apple Computer, con sus Macintosh y las Power Macintosh, que tienen gran capacidad de generación de gráficos y sonidos gracias a  sus poderosos procesadores Motorola serie 6800 y PowerPC, respectivamente. Este último microprocesador ha sido fabricado utilizando la tecnología RISC (Reduced Instruction Set Computing), por Apple Computer Inc. Motorola In.,  e IBM Corporation, conjuntamente.
Los sistemas operativos han alcanzado un notable desarrollo, sobre todo por la posibilidad de generar gráficos a grandes velocidades, lo cual permite utilizar las interfaces gráficas de usuario (Graphic User Interface, GUI), que son pantallas con ventanas, iconos y menús desplegables que facilitan las tareas de comunicación de comandos entre el usuario y la computadora, tales como la selección de comandos del sistema operativo para realizar operaciones de copiado o formato con una simple pulsación de cualquier botón del ratón (mouse) sobre uno de los iconos o menús.
En la actualidad existen microprocesadores como el Pentium II de Intel, conformado por mas de 7.5 millones de transistores, que pueden “correr” aplicaciones a velocidades de reloj mayores a los 500 Mhz realizar muchísimos mas millones de instrucciones por segundo (mips). Esto significa que una computadora personal actual tiene más capacidad de cómputo o procesamiento que todas las computadoras fabricadas en la década de los sesentas, ¡Juntas!

Quinta generación

Cada vez se hace más difícil la identificación de las generaciones de computadoras, porque los grandes avances y nuevos descubrimiento ya no nos sorprenden como sucedió a mediados de siglo XX. Hay quienes consideran que la cuarta y la quinta generación han terminado, y las ubican entre los años 1971-19894 la cuarta, y entre 1984-1990 la quinta. Ellos consideran que la sexta generación esta en desarrollo desde 1990 hasta la fecha.
Siguiendo la pista a los acontecimientos tecnológicos en materia de computación e informática, podemos puntualizar algunas fechas y características de lo que podría ser la quinta generación de computadoras.

Con la base de los grandes acontecimientos tecnológicos en materia de microelectrónica y computación (software) como CAD, CAM CAE CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes naturales, teoría del caos, algoritmos genéticos, fibras ópticas, telecomunicación, etc., a mediados de la década de los años ochenta se establecieron las bases de lo que se puede considerar como quinta generación de computadoras.
Hay que mencionar dos grandes avances tecnológicos, que quizás sirvan como parámetro para el inicio de dicha generación: la creación de 1982 de la primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo, diseñada 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 japonés en el acuerdo con seis de las mas grandes empresas japonesas de computación, debería terminar en 1992.

Según este proyecto, al que se sumaron los países tecnológicamente mas avanzados para no quedar atrás de Japón, la característica principal seria la aplicación de la inteligencia artificial (Al, Artificial Intelligence). Las computadoras de esta generación contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz e imágenes. También tiene la capacidad de comunicarse con un lenguaje natural e irán adquiriendo la habilidad para tomar decisiones con en procesadores de aprendizaje fundamentalmente en sistemas expertos e inteligencia artificial.
El almacenamiento de información se realiza en dispositivos magneto ópticos con capacidades de decenas de Gigabytes; se establece el DVD (Digital Video Disk o Digital Versatile Disk) como estándar para el almacenamiento de video y sonido; la capacidad de almacenamiento de datos crece de manera exponencial posibilitando guardar mas información en una de estas unidades, que toda la que había en la Biblioteca de Alejandría. Los componentes de los microprocesadores actuales utilizan tecnologías de alta y ultra integración, denominadas VLSI (Very Large Scale Integration) y ULSI (Ultra Large Scale Integration).

Sin embargo, independientemente de estos “milagros” de la tecnología moderna, no se distingue la brecha donde finaliza la quinta y comienza la sexta generación. Personalmente, no hemos visto la realización cabal de los expuestos en el proyecto japonés debido al fracaso, quizás momentáneo, de la inteligencia artificial.

El único pronostico que se ha venido realizando sin interrupciones en el transcurso de esta generación, es la conectividad entre computadoras, que a partir de 1994, con el advenimiento de la red Internet y del Word Wide Web, ha adquirido una importancia vital en las grades, medianas y pequeñas empresas y, entre los usuarios particulares de computadoras.

Sexta generación

Como supuestamente la sexta generación de computadoras esta en marcha desde principios de los años noventas, debemos por lo menos, esbozar las características que deben tener las computadoras de esta generación. También se mencionan algunos de los avances tecnológicos de la última década del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI.
Las computadoras de esta generación cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo/Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar mas de un millón de millones de operaciones aritméticas de puro flotante por segundo (teraflops); las redes de área mundial (Wide Área Network, WAN) seguirá creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicación a través s de fibras ópticas y satélites, con anchos de banda impresionantes. 
Las tecnologías de esta generación ya han sido desarrolladas o están en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia artificial distribuida; teoría del caos, sistemas difusos, holografía, transistores ópticos, etcétera.

Clasificación de las computadoras

Aunque el periodo de desarrollo de las computadoras en esta era de la información ha sido muy corto, se han hecho otras clasificaciones de éstas, de acuerdo a su tamaño, poder de cómputo, capacidad de memoria y almacenamiento. Sin embargo, en la actualidad estas diferencias han pasado a segundo término debido a los grandes avances de la tecnología informática, que permite ofrecer cada vez con menos tiempo de por medio, computadoras de menor tamaño, con una mayor velocidad y poder de proceso de datos. De cualquier manera, se mencionan aquí las principales divisiones que se han hecho hasta la fecha.

Macrocomputadoras

Algunas de las computadoras de la primera generación pueden considerarse como macrocomputadoras (Mainframes) debido a su gran tamaño, aunque su velocidad de procesamiento era muy baja. En general las macrocomputadoras se destinan a las universidades y a las empresas que necesitan una gran capacidad de cómputo y sistemas operativos robustos que les permiten compartir toda su potencia entre cientos y miles de usuarios. A esta forma de trabajo se le conoce como multiproceso.

Los costos de estas computadoras todavía son muy elevados, ya que además de su gran tamaño, necesitan de una infraestructura complicada para su instalación: grandes salas destinadas al centro de cómputo, instalaciones de aire acondicionado, pisos y ropa antiestática, etc.

Minicomputadoras

Con el paso del tiempo, se fueron popularizando las computadoras de tal manera que las empresas medianas y chicas tuvieron la necesidad de automatizar las tareas repetitivas y de cálculos que les imponían su propio crecimiento. Esto y el descubrimiento de los primeros transistores motivo a los principales fabricantes de equipos de cómputo a crear computadoras más pequeñas, con suficiente capacidad de procesamiento de datos como para atender a estas mini y medias empresas.
El resultado fueron las minicomputadoras, que ya para entonces se consiguen a precios muy competitivos.

Microcomputadoras o Computadoras Personales

Estas son las computadoras más conocidas y utilizadas en todo el mundo. Desde su aparición en 1977, han sufrido grandes cambios y asombrosas modificaciones tanto en tamaño como en su capacidad de procesamiento de datos. Una microcomputadora actual cuenta con más poder de cómputo que una macrocomputadora de los años ochentas. Los medios de almacenamiento cada día reducen su tamaño y proporcionan una gran cantidad de megabytes para guardar programas, sistema operativo e información general.
Las nuevas tecnologías de redes, telecomunicaciones e Internet, han dado lugar al desarrollo de una cierta especia de microcomputadoras que cumplen funciones específicas de gran importancia. Por una parte se encuentran las computadoras que se utilizan como servidores (Servers) en las redes; es decir, las computadoras encargadas de suministrar los programas (aplicaciones) y las bases de datos a cientos o miles de usuarios que se conectan por diversos medios solicitando servicios a esa unidad central, y por otra, las computadoras que solicitan esos servicios, denominadas estaciones de trabajo (Work Stations).

Supercomputadoras

Las macrocomputadoras de las grandes empresas y las más prestigiadas universidades están siendo desplazadas por las supercomputadoras; computadoras con una gran capacidad de cómputo, el cual realizan a enormes velocidades, asistidas por varios microprocesadores trabajando en paralelo. Tienen una gran capacidad de almacenamiento tanto en la memoria, como el los medios magnéticos con los que cuentan. Una de las empresas que más se ha destacado en el campo de la supercomputadora es Cray Research Inc.
La Universidad Nacional Autónoma de México cuenta con dos supercomputadoras Cray: Una Cray YMP 4/464 y la Origin 2000. La primera, adquirida en 1991, incluye cuatro microprocesadores Cray que trabajan en paralelo realizando operaciones matemáticas escalares o vectoriales. El trabajo conjunto de los microprocesadores permite realizar hasta 664 mips. En operaciones vectoriales, se pueden procesar hasta 1332 Mflops (millones de operación de punto flotante por segundo), de precisión sencilla o doble; es decir, de 64 o 128 bits.

La Cray Origin 2000 tiene 40 microprocesadores MIPS R10000 conect5ados entre si mediante canales de alta velocidad. La cantidad de memoria RAM que es capaz de direccionar esta computadora llega a los 10 GB, en lotes de 512 MB por cada nodo conformado por dos microprocesadores. Sin embargo, la memoria puede ser compartida en su totalidad, entre cada uno de los microprocesadores. 

La capacidad de procesamiento de esta supermáquina es de 390 Mflops por procesador. Cuenta con 170 Gbytes de espacio para almacenamiento de información en unidades SCSI de 9.1 GB. Las conexiones se realizan mediante interfaces Ethernet, FDDI y ATM. La dirección de Internet del Departamento de Supercómputo de la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico (DGSCA) de la UNAM es htt://www.super.unam.mx/super/.

Terminología básica de informática

Como todas las nuevas tecnologías, la informática ha dado lugar a la creación de novedosos términos que definen a los componentes físicos y lógicos de los instrumentos de cómputo y comunicaciones: computadoras, equipos periféricos, instalaciones de redes, programas y procesos. Por razones obvias, la mayoría de tales términos tienen sus raíces o han sido concebidos a partir de la nomenclatura original, utilizada en los países desarrollados que han sentado las bases de esta nueva herramienta  de procesamiento de datos.
Es comprensible, entonces, que algunos de los nombres de los equipos de cómputo y comunicaciones nos suenen tan extraños como módem, RAM, bit. Byte, ordenador, computadora, escáner, pagina Web, boot y muchos otros.

El impacto de las computadoras en la sociedad

El hombre tardo miles de años en desarrollar las bases de las matemáticas modernas y miles más para llegar al desarrollo tecnológico, en el área de la microelectrónica, que se conoce en la actualidad. Sin embargo, en el siglo XX la curva de crecimiento de estas tecnologías, cambio significativamente, de tal manera que en unos cuantos años se llego a contar con impresionantes maquinas de cómputo a precios increíblemente bajos.

Esto ha llevado a las sociedades modernas a cambiar por completo su mentalidad con respecto a la utilización de la herramienta más difundida en el mundo: la computadora. Al principio del siglo XX en Inglaterra, el genero humano se había acostumbrado a las maquinas de vapor y comenzaba a utilizar inventos tan sorprendentes como el teléfono, la bombilla eléctrica, la máquina de escribir, la cámara fotográfica o el fonógrafo. A partir de 1950, hubo de conocer y comenzar a utilizar una novedosa máquina que le permitiría automatizar las operaciones repetitivas y simplificar los cálculos matemáticos.

A menos de cincuenta años de su aparición de manera comercial, las computadoras han invadido la mayoría de las labores del ser humano. Actualmente no se puede pensar en casi ninguna actividad en la cual no intervengan de alguna manera los procesos de cómputo. La baja de los precios de las computadoras las ha puesto al alcance de casi cualquier escuela particular y muchas escuelas de gobierno han comenzado a instalar talles de computación y salas de Internet, con una gran cantidad de computadoras con un modem integrado, capaces de conectarse mediante un nodo a la gran red internacional denominada Internet.

Pronto se podrán hacer compras desde la sala de la casa o desde la oficina, consultando los catálogos mediante computadoras. Actualmente ya se utilizan la televisión y las conexiones de Internet para realiza videoconferencias, las cuales pueden ser vistas por millones de personas en tiempo real. Es posible enlazarse con un amigo o un familiar que se encuentra en otro lado del mundo, mediante Internet, utilizando programas que permiten ver la imagen y escuchar la voz en el mismo momento; simplemente necesitara una péquela cámara de televisión, un micrófono y un par de altavoces conectados a su computadora.
El mundo esta cambiando y usted deberá aprender todas esas, antes de complicadas, hoy comunes tecnologías modernas que le permitirá conseguir un empleo mejor retribuido y quizás, en poco tiempo, realizar trabajos desde la comodidad de su hogar (teletrabajo), reduciendo el trafico en las calles y por ende la contaminación de las grandes ciudades. La mayoría de los gobiernos de los países en desarrollo han tomado muy en serio los programas de educación para crear en sus poblaciones una “cultura informática”.

Ética

Definitivamente, la nueva tecnología informática esta cambiando nuestras vidas. Ahora hemos de aprenderla para no quedar inmersos en una nueva forma de analfabetismo. Lo anterior contribuye a la creación de nuevos esquemas sociables, que incluyen: novedosas maneras de comercialización aprovechando las facilidades para comunicarse con todo el mundo a través de Internet; la necesitad de crear leyes adecuadas a la realidad cibernética actual y, sobre todo; la concepción de una nueva manera de relacionarnos con nuestros semejantes, que contemplan una serie de normas éticas que regulen la convivencia pacifica y cordial entre los millones de personas que tienen utilizar estas avanzadas tecnologías para realizar su trabajo, estudio, descanso y esparcimiento diarios.

Cada vez que se producen cambios drásticos en las formas de organización, trabajo, esparcimiento y comunicación de las sociedades, se sienten que reinventar las nuevas reglas del juego social; es decir, la menara en que se deberán comportar los individuos para lograr una relación social que permita el desarrollo armónico de la humanidad. La era informática no ha sido la excepción, ya que con la evolución de las tecnologías de la información, se han producido cambios en la manera de interactuar de las personas.
Por un lado, los expertos en las tecnologías computacionales tanto individuos, como empresas grandes y pequeñas, quienes tienen un poder por encima de los usuarios normales. Por otro, los genios computacionales denominados hackers y crackers, cuya misión parece ser el demostrar su superioridad ante los retos que les presenta la informática, los primeros, y causar destrozos o hurtar información los segundos.

Además, los matemáticos programadores que por venganza, placer o una supuesta protección a sus desarrollos, liberan un pequeño programa (virus informático) para provocar daños a la información y a los programas de miles o millones de usuarios que, sin deberla ni temerla, tienen que sufrir las consecuencias de esos actos faltos de toda ética.
Luego de todo lo anterior, aquellos maleantes virtuales que aprovechan sus conocimientos para entrar a computadoras ajenas, violar claves de acceso y sustraer números de cuenta bancarios o realizar fraudes mediante sus computadoras. Todo esto hace necesario legislar y crear reglas y códigos de ética que debemos comprometernos a cumplir y obligar a que sean cumplidos, por e bienestar de todos los que tenemos que utilizar las computadoras diariamente, sobre todo quienes tendrán a su cargo la responsabilidad de crear las herramientas y programas de cómputo de hoy y del futuro.

Seguridad e intimidad

Desde su nacimiento, la tecnología de la información trajo consigo los primeros problemas para los usuarios y empresas que tuvieron que comenzar a trabajar con las computadoras. Primero, la posibilidad de que “ojos” extraños husmearan en los archivos y directorios en donde se guardaba información confidencial; luego, la “facilidad” que brinda esta tecnología para que alguien con pocos o medianos conocimientos pueda hacer copias ilegales o “piratas” de los archivos y programas como si fuera poco, ¡los virus informáticos!, minúsculos programas que producen molestias, incomodidades y hasta ¡hasta la perdida total de los datos que se almacenan en el disco duro!
La creación de las primeras redes de computadoras, sobre todo de Internet, dieron origen al nacimiento de unos extraños seres denominados hackers, cuya intención principal es investigar las “tripas” de los programas y de las computadoras, y tratar de entrar a los sistemas de instituciones de gobierno y empresas con el único fin de conocer los nuevos esquemas de protección de sus redes, y demostrar que tienen la capacidad intelectual para “romper” los candados  que se utilizan para bloquear la entrada a los intrusos. Generalmente estos hackers no provocan ningún problema ni roban a alteran la información contenida en esos centros de cómputo.

Sin embargo, no faltaron personas de poca integridad moral que aprovechando sus conocimientos, similares al de los hackers, sí se dedicaron a romper las barreras de entrada a las computadoras de centros de investigación como la CIA, la NASA o el FBI, o de empresas industriales y bancarias para robar, literalmente, secretos de producciones, patentes o claves y números de cuentas bancarias, para hacer tropelías, fraudes y destrozos a la información. Tales individuos se hacen llamar crackers.

Ante estas actitudes, por cierto “muy humanas”, no queda más remedio que aprender junto con los principios tecnológicos de la informática, las técnicas de prevención, mantenimiento y seguridad para los equipos y programas que involucran a las computadoras. Actualmente se utilizan esquemas de seguridad basados en claves o passwords para la protección de accesos a las computadoras y a las redes. También se han creado algoritmos de encripción o encriptamiento que permiten codificar la información para que solo el destinatario pueda recibirla –mediante una clave secreta- en una forma entendible.
Se han diseñado sistemas físicos de seguridad como las tarjetas “inteligentes”, que incluyen un chip de protección con los datos del usuario, y “firewals”, que son una especia de compuertas de protección para las conexiones entre las redes empresariales y las redes publicas como Internet. Se abre un campo muy amplio para los futuros abogados, que tendrán que aprender mucho acerca de la tecnología informática para poder legislar y hacer valer las leyes y el derecho a la intimidad, que se viola constantemente al compartir información mediante Internet, el correo eléctrico y las redes internacionales.

Ergonomía

Aunque algunos diccionarios no documentan el significado del anglicismo “ergonomía” (ergonomics) y otros lo definen como “el estudio de la capacidad y psicología humanas en relación con el ambiente de trabajo y el equipo manejados por el trabajador”, o “el estudio de cómo diseñar el equipo que afecta el que tan bien puede realizar la gente su trabajo”, prácticamente se puede decir que la ergonomía se encarga de la relación de eficiencia y salud entre el hombre, su ambiente y herramientas de trabajo.

Muchas empresas fabricantes de equipos y mobiliario para oficinas computadorizadas ofrecen un sinnúmero de aditamentos y sistemas de protección para prevenir  los riesgos y molestias causados en las largas horas que pasa un usuario frente a su monitor o debido a las prolongadas sesiones de trabajo al teclear una gran cantidad de texto o dibujar en una misma posición pulsando el ratón durante muchas horas. Diversas asociaciones de salud de los Estados Unidos han realizado concienzudos estudios sobre los efectos que causa el trabajo informático sobre la salud de los operadores, capturistas o programadores que tienen que utilizar la computadora gran parte de su tiempo productivo.
Grupos y organizaciones de trabajadores de la informática en los países avanzados han luchado por conseguir que las empresas que los contratan los provean de aditamentos especiales para descansar los brazos y las muñecas al usar el ratón; de teclados con inclinaciones y posiciones naturales; pantallas protectoras de las radiaciones de las computadoras (aunque algunos monitores ya no los necesitan); brazos  para colocar lo monitores a las alturas adecuadas; luces y ventanas colocadas de manera perpendicular a la pantalla para evitar reflejos, e incluso han perdido la eliminación de los sistemas de monitoreo de sus actividades, ya sea por computadora o mediante cámaras de video, arguyendo que esto les causa problemas emocionales y angustias.

Todo esto para evitar los problemas como el síndrome del túnel carpal en las manos; padecimientos y dolor en las articulaciones; dolores de cuello, hombros y columna vertebral; ojos irritados y visión borrosa. También, estas agrupaciones abogan por una metodología de trabajo que les permita descansar la vista y los músculos cada determinado tiempo. Con estos problemas, nace una nueva ciencia a la par que la informática y se crean nuevas formas de empleo, contra las expectativas de que la computación solo sirve para desplazar a la gente de sus antiguas ocupaciones.

Aplicaciones de la informática

Como se ha mencionado, actualmente casi no podemos encontrar una rama de la ciencia en donde no se aplique la tecnología informática. La computación ha invadido, para bien, casi todas las actividades del ser humano, posibilitando la reducción de precios de productos que antiguamente se realizaban por métodos manuales, la manufactura y distribución de mejores bienes de consumo hasta regiones distantes del planeta, el desarrollo de mejores y más útiles medicamentos, la reducciones de los precios de los servicios de transporte internacional, la proliferación de los servicios financieros y bancarios disponibles casi en cualquier lugar de la tierra, etc.

    Ciencia

La ciencia avanza a pasos agigantados gracias a la aplicación de recursos informáticos: re realizan investigaciones arqueológicas más confiables utilizando el radar, el sonar y las computadoras para analizar las características delos vestigios encontrados en excavaciones; se realizan viajes especiales y se envían naves a Marte o a cualquier otro planeta, con “robots” capaces de fotografiar a su superficie, recoger y analizar muestras de rocas, etc.; pueden hacerse simuladores de terremotos para estudiar, los posibles daños a una ciudad; se diseñan nuevos simuladores de vuelos para abaratar el costo de aprender a volar un avión y muchas más aplicaciones científicas.

Administración y economía

En la administración y en la economía, indudablemente la computadora tiene un sinfín de aplicaciones: programas de cálculos financieros, contables y administrativos; control automático de procesos administrativos; toma de decisiones más confiables; control de inversiones y rentabilidad de proyectos; automatización de cálculos económicos; programas que permiten llevar un control minuto a minuto de las operaciones de las bolsas de valores; transacciones comerciales y financieras a través de redes publicas y privadas como Internet, por ejemplo; control y administración de nominas; mantenimiento, actualización y control de pensionados y servicios de asistencia medica desde el punto de vista administrativo; evaluación de proyectos, y muchas más.

Diseño, manufactura e ingeniería

Los novedosos programas computacionales para la asistencia al diseño por computadora (CAD), para la asistencia automatizada de la manufactura (CAM) y otros de control de operaciones en los procesos de producción, así como la automatización de los estudios de tiempo y movimientos, permiten aumentar la producción y reducir los costos en la industria, el comercio o incluso en el arte.
La investigación de operaciones se ha beneficiado enormemente con el uso de las computadoras, sobre todo en cuanto a la simulación de procesos. Utilizando programas de simulación se logran diseñar líneas de producción con mayor productividad y menores costos, con que se optimiza el uso de los recursos de la industria. La robótica también contribuye a la producción en masa, dejando las tareas repetitivas y tediosas en “manos” de robots y maquinas computarizadas, para dejar al hombre las labores creativas que le benefician física y espiritualmente.

Medicina

Naturalmente la ciencia médica, la biología y las actividades psiquiátricas y psicológicas han sido las más beneficiadas por la informática y los grandes avances en la microelectrónica y las tecnologías del láser. Con los adelantos modernos se aceleran los procesos de investigación, se facilitan las intervenciones quirúrgicas, y se posibilita el control de pacientes y expedientes clínicos de manera automática y sencilla.
Existen programas que permiten, con base en datos históricos y tratamientos casi automáticamente por computadora. Actualmente se realizan operaciones que se transmiten por Internet, en las cuales puedes estar participando doctores ubicados a miles de kilómetros unos a otros. Los proyectos Internet II e Internet III, basados en comunicaciones por satélite a través de fibras ópticas, permitirán realizar estas intervenciones en tiempo real.

Educación

La educación está cambiando con la inclusión de los sistemas informáticos en las escuelas. El uso de las computadoras en la mayoría de las actividades cotidianas del ser humano obliga a las escuelas y universidades a considerar a la informática como una materia obligatoria, independientemente de los estudios que realizara el estudiante. Ya es común en muchas escuelas, contar con salones de clases con computadoras y sistemas electrónicos. Las oficinas y bibliotecas escolares utilizan las computadoras indispensablemente.
La cultura informática es una necesidad no solo de los países más desarrollados, sino de cualquier nación que pretenda sobrevivir y competir comercialmente en un mundo cada días más pequeño, debido a las comunicaciones, a los medios de transporte y a los sistemas informáticos. Cualquier obrero, empleado, profesionista o ama de casa tendrá necesidad alguna vez de utilizar una computadora. Incluso las labores agrícolas y ganadería se han visto potenciadas por esta útil herramienta. Es por eso que la informática es una necesidad primordial que tendrá que reconocer todas las instancias educativas de todos los países.

Aplicaciones militares

Los mayores avances de las tecnologías informáticas, de comunicaciones y en general en cualquier campo de la ciencia se han dado en el ámbito de la guerra. No en balde la marina y el ejército estadounidense colaboraron con las universidades en el desarrollo de la computación y las redes de comunicacnion como Internet, por ejemplo. Esto habla de las aplicaciones de la informática en lo militar y en la educación, sino dejar a un lado el uso de las computadoras en la política y las relaciones internacionales.
La mayor parte de los proyectos científicos relacionados con la aeronáutica y el espacio vieron influidos por la guerra la mayoría de los países. Es por eso que en la Alemania de mediados de siglo es en donde se desarrolla la tecnología de los primeros misiles y se dan las bases para construir las primeras bombas nucleares. La aviación alcanzo mayores avances con la  Segunda Guerra Mundial y la carrera especial se desarrolló rápidamente en el periodo de la “guerra fría” entre Rusia con su bloque de países comunistas y los Estados Unidos y sus aliados.

Arte y cultura

El arte en todas sus manifestaciones: música, danza, pintura, arquitectura, poesía, teatro, cine, literatura y muchas otras, adquieren nuevas dimensiones con la introducción de los sistemas de cómputo y la programación para la realización de sus actividades. Se producen obras de inigualable calidad de sonido y video utilizando los sistemas digitales.
Se facilitan las labores de diseño y animación de imágenes con las nuevas computadoras que permiten proceso distribuido a grandes velocidades y comprensión digital de datos. Se pueden crear películas utilizando únicamente computadoras, como es el caso de Toy Story, producción animada completamente por las poderosas computadoras en los estudios Disney. La mayoría de las actividades artísticas se han visto potenciadas por las grandes capacidades tecnológicas; tanto físicamente, como de programación, ya que existen programas para cualquier tipo de disciplina humanista.
Es inimaginable la cantidad de aplicaciones artísticas y de cualquier índole que se pueden llevar a cabo con las computadoras, por lo que reiteramos el compromiso de colaborar en la medida de lo posible con la educación informática, y lo invitamos a seguir aprendiendo este tan apasionante tema.