cálculo

Resumen histórico de las computadoras
Introducción a las ciencias de la
computación
Antonio López Jaimes
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.
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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.
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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.
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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.).
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Los principios
Suan pan Chino (500 a.C.)
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Soroban Japonés (1600 d.C.)
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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.
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• 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Calculadoras mecánicas
• Rueda de Leibniz
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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.
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La era de la programación
Tarjeta perforada
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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Esquema básico de la máquina analítica
Memoria
o
almacén
Entrada
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Cálculos
o
“Molino”
Control
Salida
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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.
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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”.
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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)
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• Las características de la ENIAC
Tamaño
10x16 m
Peso
30 toneladas
Tubos de vacío
17,468
Relevadores
6,000
• La ENIAC fue diseñada para operar en
paralelo, pero no tenía mecanismos para
sincronizar procesos.
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ENIAC
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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”.
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