1. Historia de los ordenadores

1.1 Era mecánica

Las primeras máquinas de este tipo fueron:

• La calculadora mecánica.
• La pascalina.
• La máquina aritmética.

La máquina aritmética tenía muchas características de los modernos ordenadores:

• Dispositivos de entrada y salida.
• Espacio para el almacenamiento.
• Unidad de control para dirigir todas las tareas.

La máquina tabuladora fue creada por Herman Hollerith para calcular el censo de la población. Su función se basaba en el uso de las tarjetas perforadas con los datos de las personas censadas.

El primer ordenador electromagnético creado fue el Mark 1, que permitía hacer sumas, restas, multiplicaciones y divisiones.

Primera generación (1946 – mediados de los 50)

Las primeras características consisten en:

• El componente estructural principal era la válvula de vacío.
• La programación se realizaba por hardware.
• No disponían de sistemas operativos.
• Eran de gran tamaño, consumían mucha energía y producían mucho calor y ruido.

El primer ordenador de esta generación fue el ENIAC; pesaba 30 toneladas, en su estructura integraba 18 000 válvulas de vacío y era capaz de realizar 5000 sumas por segundo. También en 1952 se creó el UNIVAC-1, que ya incluía memorias.

Segunda generación (1956 – 1964)

Las principales características:

• Los transistores sustituyen a las válvulas de vacío.
• Gracias a la aparición de los sistemas operativos, pueden comenzar a utilizarse lenguajes de programación de alto nivel.
• Los ordenadores disponen de memorias de núcleo de ferrita.
• La introducción de métodos de almacenamiento magnético permite aumentar también el volumen de datos almacenables.

Tercera generación (1965 – 1971)

Características principales:

• Los ordenadores empezaron a usar circuitos integrados o chips.
• La velocidad de los ordenadores aumentó.
• Se desarrollan sistemas operativos que permiten el uso de multiprogramación.

Los primeros equipos de esta generación fueron los de la serie 360 de IBM.

Cuarta generación (1971 – 1983)

Se caracteriza por dos aspectos fundamentales: la incorporación de los chips de silicio y la miniaturización de los circuitos electrónicos. Los principales ordenadores personales fueron fabricados por empresas como Apple Computer o Commodore Business Machines.

2. La arquitectura von Neumann

Al equipo responsable de ENIAC se unió el matemático estadounidense de origen húngaro John von Neumann para solucionar estos problemas. El modelo propuesto, que recibió el nombre de arquitectura von Neumann, se basaba en la división del ordenador en unidades funcionales independientes que quedaban permanentemente conectadas, atribuyéndose a una de estas unidades el control y la dirección de todo el proceso.

2.1 Unidad central de proceso (CPU)

La CPU está integrada por los siguientes elementos:

• La unidad de control, que busca las instrucciones almacenadas en la memoria principal.
• La unidad aritmético-lógica (ALU), encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas.
• Los registros del sistema, encargados de almacenar temporalmente pequeñas cantidades de datos.

Los registros del sistema

Podemos distinguir los siguientes tipos de registros:

• Registros de trabajo o de propósito general.
• Registros de control.

Unidad de control

Las funciones de la unidad de control son:

• Buscar en la memoria las instrucciones del programa en ejecución, interpretarlas y ejecutarlas.
• Generar las señales de control necesarias para que el resto de componentes del ordenador realicen las tareas oportunas en el instante adecuado.

La unidad de control está integrada por los siguientes componentes: Contador de programa, Registro de instrucción, Decodificador de la instrucción, Secuenciador, Reloj del sistema y Registro de estado.

Los buses del sistema

• El bus de direcciones, el bus de datos y el bus de control.

2.2 La memoria

La primera clasificación que podemos realizar de las memorias las diferencia según su ubicación:

• Memoria principal y memoria secundaria.

Otra clasificación de las memorias es la que distingue entre:

• Memorias volátiles y memorias no volátiles.

La memoria principal (RAM)

• El registro de direcciones, el registro de intercambio y el selector de memoria.

La memoria caché

La memoria caché es una memoria intermedia que se sitúa entre la memoria principal y la CPU para acelerar los accesos. Hay varios niveles (L1, L2 y L3). Los primeros se sitúan dentro del encapsulado de la CPU, mientras que el último, si existe, se sitúa fuera.

La memoria ROM

Se diferencian dos tipos: POST y BIOS.

2.4 Dispositivos de entrada y salida

Los periféricos se pueden clasificar en: periféricos de entrada, periféricos de salida y periféricos de almacenamiento y comunicación.

3.2 Licencias de software

Software libre, software no libre, freeware y shareware.