Introducción a las ciencias de la computación Antonio López Jaimes

1. Resumen histórico de las computadoras Introducción a las ciencias de la computación Antonio López Jaimes

2. Motivación • La historia de la computación comienza cuando el hombre adquiere la necesidad de contar. • Seguramente en un principio el hombre comenzó a contar con los dedos, para después hacerlo mediantes marcas en el piso o utilizando piedras. • La palabra cálculo proviene del latín calculus, que alude a las piedras usadas hace miles de años como ayuda para hacer cuentas.

3. Los principios • En Zaire, África, fue encontrado el hueso de Ishango que data del año 6500 a.C. • Tiene tres columnas de marcas: • 1. Números primos 11, 13,17 y 19. • 2. Suman 60. • 3. Método de duplicación de los Egipcios.

4. Los principios • Una tabla de arcilla proveniente de Senkerh, en Babilonia, que data del año 2000 a.C. • Contiene los cuadrados de los enteros del 1 al 24. • Al parecer se utilizaba como una máquina de multiplicar.

5. Los principios • El ábaco es la primera calculadora digital de la historia. • Permite sumar, restar, multiplicar y dividir. • Al parecer fue inventado en Babilonia hace 3000 a.C. • Su uso más antiguo claramente documentado fue en China alrededor del año 500 a.C. • Los chinos introdujeron el ábaco a Corea (1400 d.C.), y a Japón (1600 d.C.).

6. Los principios Suan pan Chino (500 a.C.) Soroban Japonés (1600 d.C.)

7. Los principios • En 1617, el escocés John Napier inventa los llamados huesos de Napier. • Consiste de una regla fija y otra móvil que se desliza sobre la primera, de manera que deja ver el producto de 2 números.

8. Napier utilizó su inventó para calcular la primer tabla de logaritmos. • El clérigo inglés, William Oughtred inventó la regla de cálculo, a partir de los huesos de Napier. • La regla de cálculo es útil para dividir y calcular raíces cuadradas.

9. Calculadoras mecánicas • En 1623, el alemán Wilhelm Schickard inventa la primera calculadora mecánica, llamada reloj de cálculo. • Su dispositivo se basó en los huesos de Napier y en un mecanismo de sumas parciales. • Efectuaba las cuatro operaciones básicas con acarreos usando números de hasta 6 dígitos cada uno.

10. Calculadoras mecánicas • El dispositivo fue vendido a su amgio Johannes Kepler, pero fue destruido durante un incendio. • Sin embargo, el barón de Freytag-Löringhoff recreó la máquina entre 1950 y 1960.

11. Calculadoras mecánicas • En 1642, Blaise Pascal inventa la segunda máquina de cálculo, la Pascalina, cuando tenía apenas 19 años. • Su máquina manejaba cifras de 6 a 8 dígitos.

12. Calculadoras mecánicas • Es una serie de engranes en una caja, que proporciona los resultados por pequeñas ventanas. • A diferencia del reloj de cálculo, la pascalina sólo era capaz de realizar sumas. • Producía errores de acarreo con facilidad.

13. Calculadoras mecánicas • En 1670, el genio alemán Gottfried Wilhelm Leibniz desarrolló un dispositivo conocido como la rueda de Leibniz. • Consistía de un cilindro con nueve hendiduras cuyas longitudes se incrementaban paralelamente al eje del cilindro. • La máquina realizaba las cuatro operaciones fundamentales de forma totalmente automática.

14. Calculadoras mecánicas • Rueda de Leibniz

15. La era de la programación • Joseph Marie Jacquard inventó las tarjetas perforadas para controlar el patrón de tejido en la producción de telares. • Las tarjetas perforadas de Jacquard serían utilizadas por: • Charles Babbage para procesar información en sus diseños. • Herman Hollerith para contar la población.

16. La era de la programación Tarjeta perforada

17. La era de la programación • Alrededor de 1830 nace la primera computadora creada por el inglés Charles Babbage. • Babbage fue un brillante matemático, inventor y filósofo. • Babbage dio origen a lo que hoy se conoce como investigación de operaciones.

18. La era de la programación • Babbage hizo su primer intento de máquina calcular con la máquina diferencial (difference engine), en 1822. • Esta máquina solamente podía tabular polinomios y requería de bastante trabajo extra con lápiz y papel. • Solamente realizó un pequeño modelo antes de que le quitaran el financiamiento.

19. La era de la programación • 10 años después Pehr Georg Scheutz y su hijo Edvard construyeron un pequeño modelo completamente funcional de la máquina diferencial. • Más tarde ellos construyeron un modelo más grande que manejaba 15 decimales de precisión

20. La era de la programación • Después de su fracaso, Babbage diseño un segundo dispositivo llamado máquina analítica (analytical engine). • Babbage dedicó el resto de su vida en este dispositivo, sin embargo, nunca fue llevado por completo a la práctica.

21. La era de la programación • La máquina analítica contenía todos los elementos que conforman una computadora actual. • Su funcionamiento se dividía en dos partes: • Una que ejecutaba las órdenes, la cual era una versión mejorada de la Pascalina. • Otra que ordenaba, permitía que el usuario, cambiando las especificaciones de control, lograra ejecutar operaciones complejas diferentes.

22. La era de la programación • Otras características de la máquina son que: • Utilizaba una memoria en donde se acumulaban los resultados parciales que se utilizarían posteriormente en otros cálculos de la máquina (“la máquina que se come su propia cola”). • Utilizaba las tarjetas perforadas de Jacquard para introducir datos, y de una impresora para la salida de resultados.

23. La era de la programación Esquema básico de la máquina analítica Memoria o almacén Entrada Salida Cálculos o “Molino” Control

24. La era de la programación • Augusta Ada King, condesa de Lovelace, fue colaboradora de Babbage y es considerada la primera programadora de computadoras de la historia.

25. La era de la programación • Gracias a los detallados planos y notas de la máquina analítica dejados por Babbage, en 1991 el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología de Londres construyó una máquina. • Por sus contribuciones al avance de la computación, Charles Babbage es denominado el “padre de la computación moderna”.

26. La era de la programación

27. La era de la computación moderna • En 1947 se desarrolló la primera computadora electrónica digital de la historia, la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). • El equipo de desarrollo estaba dirigido por John William Mauchly y John Presper Eckert, de la Universidad de Pennsylvania. • Los fondos para la ENIAC provinieron de la U. de Pennsylvania y del Ejérctio estadounidense. (750, 000 dólares)

28. La era de la computación moderna • Las características de la ENIAC • La ENIAC fue diseñada para operar en paralelo, pero no tenía mecanismos para sincronizar procesos.

29. La era de la computación moderna ENIAC

30. La era de la computación moderna • En 1951, se integró al equipo el matemático húngaro John von Neumann. • Von Neumann sugiere que en la memoria coexistan datos e instrucciones, de manera que la computadora sea programada de manera “suave”.

31. La era de la computación moderna