Generaciones de computadoras – Fundamentos de la computadora

La computadora moderna tomó su forma con la llegada de su tiempo. Fue alrededor del siglo XVI cuando comenzó la evolución de la computadora. La computadora inicial enfrentó muchos cambios, obviamente para mejorar. Se mejoró continuamente en términos de velocidad, precisión, tamaño y precio para impulsar la forma de la computadora de día de moda. Este largo período a menudo se divide convenientemente en las fases posteriores llamadas generaciones de computadoras:

• Computadoras de primera generación (1940-1956)
• Computadoras de segunda generación (1956-1963)
• Computadoras de tercera generación (1964-1971)
• Computadoras de Cuarta Generación (1971-Presente)
• Computadoras de quinta generación (presente y más allá)

Antes de que existieran las calculadoras gráficas, las hojas de cálculo y los sistemas de álgebra computacional, los matemáticos e inventores buscaban soluciones para aliviar la carga del cálculo. 

A continuación se muestran las 8 calculadoras mecánicas antes de que se inventaran las computadoras modernas.

1. Ábaco (ca. 2700 a. C.)

2. Calculadora de Pascal (1652)

3. Calculador escalonado (1694)

4. Aritmómetro (1820)

5. Comptómetro (1887) y Comptograph (1889)

6. La máquina diferencial (1822)

7. Motor analítico (1834)

8. El millonario (1893)

Computadoras de primera generación: tubos de vacío (1940-1956)

La tecnología detrás de las computadoras de primera generación era un dispositivo de vidrio frágil, que se llamaba tubos de vacío. Estas computadoras eran muy pesadas y de tamaño realmente grande. Estos no eran muy confiables y programar en ellos era una tarea realmente tediosa ya que usaban un lenguaje de programación de alto nivel y no usaban un sistema operativo. Las computadoras de primera generación se utilizaron para fines de cálculo, almacenamiento y control. Eran demasiado voluminosos y grandes que necesitaban una habitación completa y consumían mucha electricidad.

Las principales computadoras de primera generación son:

• ENIAC: Electronic Numerical Integrator and Computer, construido por J. Presper Eckert y John V. Mauchly, era una computadora de propósito general. Era muy pesado, grande y contenía 18.000 tubos de vacío.
• EDVAC: Computador Electrónico Automático de Variable Discreta fue diseñado por von Neumann. Podría almacenar datos también como instrucción y, por lo tanto, se mejoró la velocidad.
• UNIVAC: Universal Automatic Computer fue desarrollado en 1952 por Eckert y Mauchly.

Las principales características de las computadoras de primera generación son:

Componente electrónico principal	Tubo vacío.
Lenguaje de programación	Lenguaje de máquina.
Memoria principal	Cintas magnéticas y tambores magnéticos.
Dispositivos de entrada/salida	Cinta de papel y tarjetas perforadas.
Velocidad y tamaño	Muy lento y de tamaño muy grande (a menudo ocupa toda la habitación).
Ejemplos de la primera generación.	IBM 650, IBM 701, ENIAC, UNIVAC1, etc.

Computadoras de Segunda Generación: Transistores (1956-1963)

Las computadoras de segunda generación utilizaron la tecnología de los transistores en lugar de los voluminosos tubos de vacío. Otra característica fue el almacenamiento central. Un transistor puede ser un dispositivo compuesto de material semiconductor que amplifica una señal o abre o cierra un circuito.

Los transistores se inventaron en Bell Labs. El uso de transistores hizo posible un desempeño potente y con la debida velocidad. Redujo las dimensiones y el precio y, afortunadamente, también el calor, que fue generado por los tubos de vacío. La unidad central de procesamiento (CPU), la memoria, el lenguaje de programación y las unidades de entrada y salida también entraron en vigor en la segunda generación.

El lenguaje de programación se cambió de alto nivel a lenguaje de programación e hizo que la programación fuera comparativamente una tarea simple para los programadores. Los lenguajes utilizados para la programación durante esta época fueron FORTRAN (1956), ALGOL (1958) y COBOL (1959).

Las principales características de las computadoras de segunda generación son: –

Componente electrónico principal	Transistor.
Lenguaje de programación	Lenguaje máquina y lenguaje ensamblador.
Memoria	Núcleo magnético y cinta/disco magnético.
Dispositivos de entrada/salida	Cinta magnética y tarjetas perforadas.
Potencia y tamaño	Más pequeño en tamaño, bajo consumo de energía y genera menos calor (en comparación con las computadoras de primera generación).
Ejemplos de segunda generación.	PDP-8, serie IBM1400, IBM 7090 y 7094, UNIVAC 1107, CDC 3600, etc.

Computadores de Tercera Generación: Circuitos Integrados. (1964-1971)

Durante la tercera generación, la tecnología preveía un cambio de transistores enormes a circuitos integrados, también conocidos como IC. Aquí se colocaron una variedad de transistores en chips de silicio, llamados semiconductores. La característica más de la computadora de esta era fue la velocidad y la confiabilidad. IC estaba hecho de silicio y también llamado chips de silicio.

Un solo IC tiene muchos transistores, registros y capacitores construidos en una delgada rebanada de silicio. El tamaño del valor se redujo y el espacio de memoria y la eficiencia de negociación aumentaron durante esta generación. La programación ahora se eliminó Lenguajes de nivel superior como BASIC (Código de instrucciones simbólicas de uso general para principiantes). Las minicomputadoras encuentran su forma durante esta era.

Las principales características de las computadoras de tercera generación son:

Componente electrónico principal	Circuitos integrados (CI)
Lenguaje de programación	lenguaje de alto nivel
Memoria	Núcleo magnético grande, cinta/disco magnético
Dispositivos de entrada/salida	Cinta magnética, monitor, teclado, impresora, etc.
Ejemplos de tercera generación	IBM 360, IBM 370, PDP-11, NCR 395, B6500, UNIVAC 1108, etc.

Computadoras de Cuarta Generación: Microprocesadores (1971-Presente)

En 1971 se utilizaron los primeros microprocesadores, los circuitos LSI de integración a gran escala construidos en un chip llamado microprocesadores. La mayor ventaja de esta tecnología es que un microprocesador puede contener todos los circuitos necesarios para realizar funciones aritméticas, lógicas y de control en un solo chip.

Las computadoras que usaban microchips se llamaban microcomputadoras. Esta generación proporcionó el tamaño aún más pequeño de las computadoras, con mayores capacidades. Eso no es suficiente, luego los circuitos integrados a gran escala (VLSI) reemplazaron a los circuitos LSI. El chip Intel 4004, desarrollado en 1971, ubicó todos los componentes de la PC desde la unidad central de procesamiento y la memoria hasta los controles de entrada/salida en un solo chip y permitió que las dimensiones se redujeran drásticamente.

Tecnologías como el multiprocesamiento, la multiprogramación, el tiempo compartido, la velocidad operativa y la memoria virtual lo convirtieron en un dispositivo más fácil de usar y habitual. El concepto de computadoras privadas y redes informáticas surgió en la cuarta generación.

Las principales características de las computadoras de cuarta generación son:

Componente electrónico principal	Integración a muy gran escala (VLSI) y el microprocesador (VLSI tiene miles de transistores en un solo microchip).
Memoria	memoria semiconductora (como RAM, ROM, etc.)
Dispositivos de entrada/salida	dispositivos apuntadores, escaneo óptico, teclado, monitor, impresora, etc.
Ejemplos de cuarta generación	IBM PC, STAR 1000, APPLE II, Apple Macintosh, Alter 8800, etc.

Computadoras de quinta generación

La tecnología detrás de la quinta generación de computadoras es la IA. Permite que las computadoras se comporten como humanos. A menudo se ve en programas como reconocimiento de voz, área de medicamentos y entretenimiento. Dentro del campo de los juegos, también se muestra un rendimiento notable donde las computadoras son capaces de vencer a los competidores humanos.

La velocidad es la más alta, el tamaño es el más pequeño y el área de uso ha aumentado notablemente en las computadoras de quinta generación. Aunque hasta la fecha no se ha logrado el cien por cien de la IA, pero teniendo en cuenta los desarrollos actuales, a menudo se dice que este sueño también se hará realidad muy pronto.

Para resumir las características de varias generaciones de computadoras, se suele decir que se ha visto una gran mejora en cuanto a la rapidez y precisión de funcionamiento cuidada, pero si hablamos de las dimensiones, está siendo pequeña con el paso de los años. El valor también está disminuyendo y, de hecho, la confiabilidad está aumentando.

Las principales características de las computadoras de quinta generación son:

Componente electrónico principal	Basado en inteligencia artificial, utiliza la tecnología Ultra Large-Scale Integration (ULSI) y el método de procesamiento paralelo (ULSI tiene millones de transistores en un solo microchip y el método de procesamiento paralelo usa dos o más microprocesadores para ejecutar tareas simultáneamente).
Idioma	Comprender el lenguaje natural (lenguaje humano).
Tamaño	Portátil y de pequeño tamaño.
Dispositivo de entrada/salida	Panel táctil (o panel táctil), pantalla táctil, lápiz, entrada de voz (reconocer voz/habla), escáner de luz, impresora, teclado, monitor, mouse, etc.
Ejemplo de quinta generación	Computadoras de escritorio, portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes, etc.