Línea del tiempo
1958-1963
Transitor
Incremento capacidad memorias
Memoria virtual Interrupciones Segmentación
1972-1980
LSI Microprocesadores
Memorias de semiconductores
Tabla 1 Generaciones de computadores
ANTECEDENTES: MAQUÍNAS DE CALCULAR MÉCANICAS
Las máquinas de calcular mecánicas construidas por B. Pascal (1642-43) y G.Leibnitz (1674).
Figura 1: Máquina de Pascal
Figura 1: Maquína de Pascal
Figura 2: Máquina de Leibnitz
C. Babbage ideó dos máquinas: diferencial (1822-32) y analítica (1834-35).
Harvart Mark I Mark II diseñados por H. Aiken en 1944 y 1947
Figura 3: Charles Babbage y su máquina diferencial
SEGUNDA GENERACIÓN: LOS TRANSISTORES (1958-1963)
La invención del transistor tuvo lugar en 1948 en los laboratorios Bell por W.B Shockley, J.Bardeen y W.H Brattain.
Figura 10: El transistor
Figura 11: IBM 7030
En1961 aparece el IBM 7030 o Stretch, el primer computadora que usa segmentación. La memoria virtual, y la utilización de interrupciones para la E/S se utilizaron por primera vez en el sistema ATLAS (1962), desarrollado por Ferranti en la Universidad de Manchester, que también usaba segmentación
EL CDC 6000 diseñado por S. Cray de Control Data Corp. en 1964 fue el primer supercomputador comercial de éxito
Figura 12: CDC 6600 y CDC 7600 diseñados por Sermour cray
el PDP-1, lanzado en 1960 por DEC.
primer compilador desarrolló IBM en 1957-, COBOL y LISP (ambos en 1959)
CUARTA GENERACIÓN: LOS
MICROPROCESADORES (1971-1980)
Tecnología básica
En 1973 se consiguen integrar 10.000
componentes en un chip de 1cm2. El primer microprocesador, el 4004 de Intel surge en 1971
ideado por T. Hoff y construido por F. Faggin. Era un procesador de 4 bits con
2300 transistores en tecnología de 8 micras. Fue fabricado en obleas de 2
pulgadas y empaquetado con 16 pines. Podía direccionar 8 Kbytes de ROM y
640 bytes de RAM. Un año después apareció el 8008, un procesador de 8 bits
con 3500 transistores, que podía direccionar 16 Kbytes de memoria y trabajar a
0.5 MHz
Figura 16: El primer microprocesador, el 4004 de Intel.
Otras tecnologías
En el año 1970 Fairchild
produjo la primera memoria de semiconductores de una capacidad apreciable.
Este primer chip era del mismo tamaño que un único núcleo de ferrita y podía
contener 256 bits de memoria. En el año 1974, se construyó un chip de
DRAM de 4 Kbits.
Figura 19: MITS Altair 8800
Avances en arquitectura
en 1974 el 6800 contenía alrededor de 5000 transistores en tecnología
NMOS de 6 micras. Operaba a 2 MHz y podía direccionar 64 Kbytes de
memoria. En 1975 apareció el primer sistema de computador popular basado
en microprocesador: el MITS Altair 8800. El Apple II
se introdujo en 1977, en 1978 Intel introdujo el microprocesador de 16 bits 8086, con 29000
transistores, tecnología HMOS de 3 micras, un rango de direcciones de 1 Mbyte
y una velocidad de 8MHz.
Figura 20: El Apple II
En 1979, Motorola
incrementó el ancho de banda con un bus de datos de 16 bits y un bus de
direcciones de 32 bits para el MC68000.
Figura 21: Imagen publicitaria del Cray-1
En 1976 aparece el Cray-1 de Cray Research, el primer supercomputador
vectorial. En 1978 DEC presenta el VAX 11/780, un computador de 32 bits que
se hace popular para aplicaciones científicas y técnicas.
Otros avances tecnológicos
El CD-ROM, introducido por Sony y Philips en 1984, es
una memoria de sólo lectura basada en tecnología óptica, que se escribe
mediante un rayo láser que realiza hoyos microscópicos sobre una superficie
reflectante.
Avances arquitectónicos: primera etapa
MC68020, introducido en 1984, el
primer microprocesador de 32 bits tanto en los buses de datos y direcciones como en registros y ALU. Tenía 200.000 transistores, incorporaba por primera
vez una cache interna de 256 bytes y una segmentación de hasta 5 etapas
[Tred96]. Funcionaba a una frecuencia de 16 MHz.
Por su parte Intel incrementó el ancho de bits de su serie x86 a 32 bits con
el Intel 80386 [CrGe87] [Cat90] [Brey95] (1985). Tenía 275.000 transistores y
reloj de 33 MHz. Incluía la lógica de gestión de memoria en el chip. No utilizó
segmentación. Los primeros prototipos RISC eran segmentados y el primero
en llegar al mercado fue el MIPS R2000 en 1986, En el campo de los supercomputadores se presenta en 1986 el Cray XP de
cuatro procesadores, que alcanza 713 MFLOPs.
Figura 25: Cray XP
Avances arquitectónicos: segunda etapa
En 1989 se lanzan al mercado el i486 y el MC68040 con 1.2 millones de
transistores cada uno y rendimiento similar Sun
3/260 que en 1986 incorpora por primera vez dos niveles de cache, uno interno
y otro externo. En 1991 el Cray Y-MP C90, que tiene 16 procesadores, consigue
alcanzar 16 GFLOPs.
Avances arquitectónicos: tercera etapa
finales de los 90 hemos asistido a la vertiginosa expansión de Internet y
del Word Wide Web (WWW), al éxito comercial de los PDAs (personal digital
assistants) y a la proliferación de otros productos electrónicos de gran consumo
como las consolas de video juegos, las cámaras digitales o los reproductores de
MP3. En los 90 la diferencia entre microprocesadores y microcontroladores se
ha ensanchado cada vez más. Los primeros buscan aumentar su rendimiento y
los segundos se concentran en disminuir el coste y aumentar la integración del
sistema, incluyendo en el mismo chip funciones analógicas, todo tipo de
memorias y sensores.
1946-1957
Válvula de vacío
Memoria ferritas Cintas magnéticas Disco magnético
Modelo Von Nuemann
1964- 1971
Circuito integrado SSI-MSI
Disco Winchester
Microprogramación memoria cache
1981-
VLSI
Incremento capacidad memorias y discos
Computadores RISC Suoerescalares Supersegmentos
PRIMERA GENERACIÓN: VÁLVULAS DE VACÍO (1946-1957)
En 1904, Fleming patenta la válvula de vacío diodo, En 1906, Fleming, para clrear la válvula de vacío de tres electrodos.
Figura 5: Imagen de las primeras válvulas de vacío
Figura 5: Imagen de las primeras válvulas de vacío
Avances en arquitectura
ENIAC en 1946
Figura 7: EDVAC
Es en 1946 cuando se considera que comienza la historia de los computadores. ENIAC. Pesaba 30 toneladas y consumía 150 KW. Estaba construido por 18.000 válvulas de vacío y permitía realizar cálculos a una velocidad 100 mayor que una persona.
M.Wilkes construye en 1949 el EDSAC
En 1951 Wilkes introduce la idea de la microprogramación para el diseño ordenado de la unidad de control. También aparece el primer disco magnético en año 1956, que se utilizó en la máquina RAMAC capacidad de 5Mbytes y un tiempo de aproximación de 1s
TERCERA GENERACIÓN: LOS CIRCUITOS INTEGRADOS (1964-1971)
invención del circuito integrado a finales de los 50 (J.Kilby de Texas Instruments construye el primero en 1958 y R. Noyce de fairchild semiconductor construye otro en 1959)
Figura 13: Ley der Moore según Intel
circuitos integrados comerciales empezó en 1961 con componenetes RTL (resistor-transistor logic)
Los computadores B2500 y B3500 de burroughs usaron circuitos integrados y fueron construidos en 1968.
en 1965 aparece el disco
Winchester. Después, en 1970 aparecen los discos flexibles (floppy).
Figura 15: El NEC-PDP 8 se podía situar en una mesa de laboratorio.
IBM crea el OS/360, primer sistema operativo multiprogramado. Además,
aparecen el sistema operativo Multics (1965) D. Ritchie y K.
Thomson crean el Unix (1970)
Procesadores Superescalares
El R14000 es un representante típico de los procesadores RISC modernos
que son capaces de la ejecución especulativa de instrucciones.
Figura 26: Diagrama de Bloques del MIPS R14000