Computadora

Una computadora, computador u ordenador^{[1] [2] [3]} es una maquina programable que ejecuta una serie de comandos para procesar los datos de entrada, obteniendo convenientemente informacion que posteriormente se envia a las unidades de salida. Una computadora esta compuesta por numerosos y diversos circuitos integrados y varios elementos de apoyo, extension y accesorios, que en conjunto pueden ejecutar tareas diversas con suma rapidez y bajo el control de un programa (software).

La constituyen dos partes esenciales, el hardware, que es su estructura fisica (circuitos electronicos, cables, gabinete, teclado, raton, etc.), y el software, que es su parte intangible (programas, datos, informacion, documentacion, etc).

Desde el punto de vista funcional es una maquina que posee, al menos, una unidad central de procesamiento (CPU), una unidad de memoria y otra de entrada/salida (periferico). Los perifericos de entrada permiten el ingreso de datos, la CPU se encarga de su procesamiento (operaciones aritmetico-logicas) y los dispositivos de salida los comunican a los medios externos. Es asi, que la computadora recibe datos, los procesa y emite la informacion resultante, la que luego puede ser interpretada, almacenada, transmitida a otra maquina o dispositivo o sencillamente impresa; todo ello a criterio de un operador o usuario y bajo el control de un programa de computacion.

El hecho de que sea programable le permite realizar una gran variedad de tareas sobre la base de datos de entrada ya que puede realizar operaciones y resolver problemas en diversas areas de la actividad humana (administracion, ciencia, diseno, ingenieria, medicina, comunicaciones, musica, etc).

Basicamente, la capacidad de una computadora depende de sus componentes hardware, en tanto que la diversidad de tareas radica mayormente en el software que admita ejecutar y contenga instalado.

Si bien esta maquina puede ser de dos tipos, computadora analogica o sistema digital, el primer tipo es usado para pocos y muy especificos propositos; la mas difundida, utilizada y conocida es la computadora digital (de propositos generales); de tal modo que en terminos generales (incluso populares), cuando se habla de <> se esta refiriendo a una computadora digital. Las hay de arquitectura mixta, llamadas computadoras hibridas, siendo tambien estas de propositos especiales.

En la Segunda Guerra Mundial se utilizaron computadoras analogicas mecanicas, orientadas a aplicaciones militares, y durante la misma epoca se desarrollo la primera computadora digital, que se llamo ENIAC; ella ocupaba un enorme espacio y consumia grandes cantidades de energia, que equivalen al consumo de cientos de computadoras actuales (PC).^[4] Las computadoras modernas estan basadas en circuitos integrados, miles de millones de veces mas veloces que las primeras maquinas, y ocupan una pequena fraccion de su espacio.^[5]

Computadoras simples son lo suficientemente pequenas para residir en los dispositivos moviles. Las computadoras portatiles, tales como tabletas, netbooks, notebooks, ultrabooks, pueden ser alimentadas por pequenas baterias. Las computadoras personales en sus diversas formas son iconos de la llamada era de la informacion y son lo que la mayoria de la gente considera como <>. Sin embargo, los sistemas embebidos tambien constituyen computadoras, y se encuentran en muchos dispositivos actuales, tales como reproductores MP4, telefonos inteligentes, aviones de combate, juguetes, robots industriales, etc.

En el espanol que se habla en America se utilizan terminos derivados del ingles computer y este a su vez del latin computare 'calcular'. A partir de la raiz latina, tambien surgieron computator (lit., <>; c. 1600), 'el que calcula', y computist (<>; finales del siglo XIV), 'experto en computo calendarico o cronologico'.^[6]

Segun el Oxford English Dictionary, el primer uso conocido de la palabra computer en la lengua inglesa se encuentra en el libro The Yong Mans Gleanings (1613), del escritor Richard Braithwait, para referirse a un arithmetician (aritmetico): <sic] read the truest computer of Times, and the best Arithmetician that euer [sic] breathed, and he reduceth thy dayes into a short number>>. Este termino aludia a un "computador humano", una persona que realizaba calculos o computos. Computer continuo con el mismo significado hasta mediados del siglo XX.^[7] A finales de este periodo, se contrataban a mujeres como computadoras porque se les podian pagar menos que a sus colegas masculinos.^[8] En 1943, la mayoria de las computadoras humanas eran mujeres;^[9] para referirse a ellas existia la forma femenina computress ("computadora"), que con el tiempo se cambio a programmer ("programadora").^[10]

El Oxford English Dictionary registra que, a finales del siglo XIX, computer empezo a utilizarse con el significado de <>.^[7] El uso moderno del termino para <> data de 1945, basandose en el concepto teorico de maquina de Turing publicado en 1937. ENIAC (1946), sigla de <> (Electronic Numerical Integrator And Computer), generalmente se considera el primero de este tipo.^[6]

En el espanol que se habla en Espana es predominante el uso del vocablo <>, que proviene del termino frances ordinateur y este a su vez del termino latino ordinator.^[11] La palabra <> fue introducida por IBM Francia en 1955, despues de que Francois Girard, entonces jefe del departamento de publicidad de la empresa tuvo la idea de consultar a su antiguo profesor de literatura en Paris, Jacques Perret. Junto con Christian de Waldner, entonces presidente de IBM Francia, pidieron al profesor Perret que sugiriera un nombre en frances para su nueva maquina electronica de tratamiento de la informacion (IBM 650), evitando la traduccion literal de la palabra inglesa computer ('calculadora' o 'calculatriz'^[12] ), que en aquella epoca estaba reservada para las maquinas cientificas.

En 1911, una descripcion de la maquina analitica de Babbage utilizaba la palabra ordonnateur para describir su fuerza motriz:

<ordonnateur. Cet ordonnateur est constitue simplement par des feuilles de carton ajourees, analogues a celle des metiers Jacquard...>>.

<ordenador. Este ordenador se compone simplemente de laminas de carton con agujeros, similares a los que se utilizan en los telares de Jacquard...>>.

Manual de la maquina Babbage (en frances)

Perret propuso una palabra compuesta centrada en el ordonnateur: 'el que pone orden'^[13] y tiene la nocion del orden eclesiastico en la Iglesia catolica (ordinant).^[11] Sugirio, mas precisamente, ordinatrice electronique, de manera que el femenino, segun el, pudiese distinguir mejor el uso religioso del uso contable de la palabra.^[14] IBM Francia conservo la palabra ordinateur e inicialmente trato de proteger este nombre como marca registrada, pero, como los usuarios adoptaron facil y rapidamente la palabra ordinateur, la empresa decidio dejarla en el dominio publico.^[15]

En 1984, academicos franceses, en el debate Les jeunes, la technique et nous, que el uso del sustantivo ordonnateur es incorrecto, porque la funcion del aparato es procesar datos, no dar ordenes.^[16] Mientras que otros --como tambien el creador del termino, Jacques Perret-- conocedores del origen religioso del termino, lo consideran el mas correcto; se hablo del hecho de que la palabra <> guarda mas relacion con la funcion ordenar que con dar ordenes lo que seria mas correcto para la funcion moderna de estos aparatos.^[11] El uso de la palabra <> se ha exportado a los idiomas de Espana: el aragones, el asturiano, el gallego, el castellano, el catalan y el euskera.

Lejos de ser un invento de una persona en particular, la computadora es el resultado evolutivo de ideas de muchas personas relacionadas con areas tales como la electronica, la mecanica, los materiales semiconductores, la logica, el algebra y la programacion.

Los principales hitos en la historia de la computacion, desde las primeras herramientas manuales para hacer calculos hasta las modernas computadoras de bolsillo.

• 500 a. C.: se utiliza el abaco en antiguas civilizaciones como la China o la Sumeria, la primera herramienta para realizar sumas y restas.
• Hacia 830: el matematico e ingeniero persa Musa al-Juarismi desarrollo la teoria del algoritmo, es decir, la resolucion metodica de problemas de algebra y calculo numerico mediante una lista bien definida, ordenada y finita de operaciones.
• 1614: el escoces John Napier inventa el logaritmo neperiano, que consiguio simplificar el calculo de multiplicaciones y divisiones reduciendolo a un calculo con sumas y restas.
• 1620: el ingles Edmund Gunter inventa la regla de calculo, instrumento manual utilizado desde entonces hasta la aparicion de la calculadora electronica para hacer operaciones aritmeticas.
• 1623: el aleman Wilhelm Schickard inventa la primera maquina de calcular, cuyo prototipo desaparecio poco despues.
• 1642: el cientifico y filosofo frances Blaise Pascal inventa una maquina de sumar (la pascalina), que utilizaba ruedas dentadas, y de la que todavia se conservan algunos ejemplares originales.
• 1671: el filosofo y matematico aleman Gottfried Wilhelm Leibniz inventa una maquina capaz de multiplicar y dividir.
• 1801: el frances Joseph Jacquard inventa para su maquina de tejer brocados una tarjeta perforada que controla el patron de funcionamiento de la maquina, una idea que seria empleada mas adelante por los primeros computadores.
• 1833: el matematico e inventor britanico Charles Babbage disena e intenta construir la primera computadora, de funcionamiento mecanico, a la que llamo la <<maquina analitica>>. Sin embargo, la tecnologia de su epoca no estaba lo suficientemente avanzada para hacer realidad su idea.
• 1841 : la matematica Ada Lovelace comienza a trabajar junto a Charles Babbage en lo que seria el primer algoritmo destinado a ser procesado por una maquina, por lo que se la considera como la primera programadora de computadores.
• 1890: el estadounidense Herman Hollerith inventa una maquina tabuladora aprovechando algunas de las ideas de Babbage, que se utilizo para elaborar el censo de Estados Unidos. Hollerith fundo posteriormente la compania que despues se convertiria en IBM.
• 1893: el cientifico suizo Otto Steiger desarrolla la primera calculadora automatica que se fabrico y empleo a escala industrial, conocida como la Millonaria.
• 1936: el matematico y computologo ingles Alan Turing formaliza los conceptos de algoritmo y de maquina de Turing, que serian claves en el desarrollo de la computacion moderna.
• 1938: el ingeniero aleman Konrad Zuse completa la Z1, la primera computadora que se puede considerar como tal. De funcionamiento electromecanico y utilizando reles, era programable (mediante cinta perforada) y usaba sistema binario y logica booleana. A ella le seguirian los modelos mejorados Z2, Z3 y Z4.
• 1944: en Estados Unidos la empresa IBM construye la computadora electromecanica Harvard Mark I, disenada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken. Fue la primera computadora creada en Estados Unidos.
• 1944: en Reino Unido se construyen los computadores Colossus (Colossus Mark I y Colossus Mark 2), con el objetivo de descifrar las comunicaciones de los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial.
• 1946: en la Universidad de Pensilvania se pone en funcionamiento la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator), que funcionaba a valvulas y fue la primera computadora electronica de proposito general.
• 1947: en Bell Labs, John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Shockley inventan el transistor.
• 1948: en Reino Unido se construye el primer computador del mundo con programa almacenado, el Manchester Baby, disenado por Frederic C. Williams, Tom Kilburn y Geoff Tootill, de la Universidad de Manchester.
• 1949: el MESM fue la primera computadora en Rusia y la segunda programable en Europa continental, creada por un equipo de cientificos bajo la direccion de Serguei Alekseevich Lebedev.
• 1950: Kathleen Booth, crea el Lenguaje ensamblador para hacer operaciones en la computadora sin necesidad de cambiar los cables de conexion, sino a traves de tarjetas perforadoras (programa u operacion guardada para usarla cuando sea necesario) las cuales eran propensas a danarse por esta razon, a finales de este ano se comienza a desarrollar el lenguaje de programacion.
• 1951 BESM El desarrollo de las maquinas BESM comenzo en el Instituto de Mecanica de Precision y Ciencias de la Computacion de la URSS (ITM y VT) en Moscu bajo la supervision de Serguei Alekseevich Lebedev en 1950 como una continuacion de sus trabajos en Kiev con la computadora MESM. Esta serie de maquinas se dejaron de fabricar en 1987.
• 1951: comienza a operar la EDVAC, concebida por John von Neumann, que a diferencia de la ENIAC no era decimal, sino binaria, y tuvo el primer programa disenado para ser almacenado.
• 1953: IBM fabrica su primera computadora a escala industrial, la IBM 650. Se amplia el uso del lenguaje ensamblador para la programacion de las computadoras. Las computadoras con transistores reemplazan a las de valvulas, marcando el comienzo de la segunda generacion de computadoras.
• 1957: Jack S. Kilby construye el primer circuito integrado.
• 1961: en Reino Unido se construye la Calculadora Anita en dos modelos, siendo las primeras calculadoras electronicas de escritorio del mundo.
• 1964: la aparicion del IBM 360 marca el comienzo de la tercera generacion de computadoras, en la que las placas de circuito impreso con multiples componentes elementales pasan a ser reemplazadas con placas de circuitos integrados.
• 1965: Olivetti lanza, Programma 101, la primera computadora de escritorio.
• 1971: Nicolet Instruments Corp. lanza al mercado la Nicolet 1080, una computadora de uso cientifico basada en registros de 20 bits.
• 1971: Intel presenta el primer microprocesador comercial, el Intel 4004, disenado por Federico Faggin, Marcian Hoff y Masatoshi Shima.
• 1975: Bill Gates y Paul Allen fundan Microsoft.
• 1976: Steve Jobs, Steve Wozniak, Mike Markkula fundan Apple.
• 1977: Apple presenta el primer computador personal que se vende a gran escala, el Apple II, desarrollado por Steve Jobs y Steve Wozniak.
• 1981: se lanza al mercado el IBM PC, que se convertiria en un exito comercial, marcaria una revolucion en el campo de la computacion personal y definiria nuevos estandares.
• 1982: Microsoft presenta su sistema operativo MS-DOS, por encargo de IBM.
• 1983: ARPANET se separa de la red militar que la origino, pasando a un uso civil y convirtiendose asi en el origen de Internet.
• 1983: Richard Stallman anuncia publicamente el proyecto GNU.
• 1985: Microsoft presenta el sistema operativo Windows 1.0.
• 1990: Tim Berners-Lee idea el hipertexto para crear el World Wide Web (WWW), una nueva manera de interactuar con Internet.
• 1991: Linus Torvalds comenzo a desarrollar Linux, un sistema operativo compatible con Unix.
• 2000: aparecen a comienzos del siglo XXI los computadores de bolsillo, primeras PDA.
• 2007: presentacion del primer iPhone, por la empresa Apple, un telefono inteligente o smartphone.

Las tecnologias utilizadas en computadoras digitales han evolucionado mucho desde la aparicion de los primeros modelos en los anos 1940, aunque la mayoria todavia utiliza la Arquitectura de von Neumann, publicada por John von Neumann a principios de esa decada, que otros autores atribuyen a John Presper Eckert y John William Mauchly.

La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con cuatro (4) secciones principales: la unidad aritmetico logica, la unidad de control, la memoria primaria, principal o central, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes estan interconectadas por canales de conductores denominados buses.^{[17] [17]}

La unidad central de procesamiento (CPU, por sus siglas del ingles: Central Processing Unit) consta de manera basica de los siguientes tres elementos:

• La unidad aritmetica logica (ALU: Arithmetic Logic Unit) es el dispositivo disenado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritmeticas (suma, resta), operaciones logicas (AND, OR, XOR, inversiones, desplazamientos y rotaciones).
• La unidad de control (UC: Control Unit) sigue la direccion de las posiciones en memoria que contienen la instruccion que el computador va a realizar en ese momento; recupera la informacion poniendola en la ALU para la operacion que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones correspondientes en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instruccion, pudiendo ser la siguiente fisicamente (procedente del Contador de Programa) u otra (a traves de una instruccion de salto).
• Los registros: no accesibles (de instruccion, de bus de datos y bus de direccion) y accesibles, uso especifico (contador programa, puntero pila, acumulador, flags, etc.) o de uso general.

La memoria principal, conocida como memoria de acceso aleatorio (RAM, por sus siglas del ingles: Random-Access Memory), es un conjunto de celdas de almacenamiento organizadas de tal forma que se pueden acceder numericamente a la direccion de memoria. Cada celda corresponde a un bit o unidad minima de informacion. Se accede por secuencias de 8 bits. Una instruccion es una determinada accion operativa, una secuencia que indica a la ALU la operacion a realizar (suma, resta, operaciones logicas, etc). En los bytes de memoria principal se almacenan tanto los datos como los codigos de operacion que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones. La capacidad de la memoria viene dada por el numero de celdas que contiene, medido en bytes o multiplos. Las tecnologias empleadas para fabricar las memorias han cambiado bastante; desde los reles electromecanicos de las primeras computadoras, tubos con mercurio en los que se formaban los pulsos acusticos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales hasta los actuales circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. Se subdividen en memorias estaticas (SRAM) con seis transistores integrados por bit y la mucho mas utilizada memoria dinamica (DRAM), de un transistor y un condensador integrados por bit.^[18] La memoria RAM puede ser reescrita varios millones de veces; a diferencia de la memoria ROM, que solo puede ser grabada una unica vez.^[19]

Los dispositivos de entrada permiten el ingreso de datos e informacion mientras que los de salida son los encargados de exteriorizar la informacion procesada por la computadora. Hay perifericos que son a la vez de entrada y de salida. Como ejemplo, un dispositivo tipico de entrada es el teclado, uno de salida es el monitor, uno de entrada/salida es el disco rigido. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S, como teclado, monitor, impresora, raton, unidad de disco flexible, camara web, etc.

Las tres unidades basicas en una computadora, la CPU, la memoria y el elemento de E/S, estan comunicadas entre si por buses o canales de comunicacion:

• Bus de direcciones : permite seleccionar la direccion del dato o del periferico al que se quiere acceder,
• Bus de control : controla el funcionamiento externo e interno de la CPU.
• Bus de datos :contiene la informacion (datos) que circula por el sistema.

En los computadores modernos, un usuario tiene la impresion de que los computadores pueden ejecutar varios programas <>, esto se conoce como multitarea. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y despues tras un breve periodo de tiempo, cambia la ejecucion a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Dado que este proceso es muy rapido, crea la ilusion de que se estan ejecutando varios programas simultaneamente; en realidad se esta repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas, uno a la vez. El sistema operativo es el que controla el reparto del tiempo. El procesamiento realmente simultaneo se realiza en computadoras que poseen mas de un CPU, lo que da origen al multiprocesamiento.

El sistema operativo es el programa que gestiona y administra todos los recursos del ordenador, controla, por ejemplo, que programas se ejecutan y cuando, administra la memoria y los accesos a los dispositivos E/S, provee las interfases entre dispositivos, incluso entre el computador y el usuario.

Actualmente se suele incluir en las distribuciones del sistema operativo algunos programas muy usados; como navegadores de Internet, procesadores de texto, programas de correo electronico, interfaces de red, reproductores de peliculas y otros programas que antes se tenian que conseguir e instalar separadamente.

Los primeros computadores digitales, de gran tamano y coste, se utilizaban principalmente para hacer calculos cientificos. ENIAC se creo con el proposito de resolver los problemas de balistica del ejercito de Estados Unidos. El CSIRAC, el primer ordenador australiano, permitio evaluar patrones de precipitaciones para un gran proyecto de generacion hidroelectrica.

Con la fabricacion comercial de computadoras, los gobiernos y las empresas sistematizaron muchas de sus tareas de recoleccion y procesamiento de datos, que antes eran realizadas manualmente. En el mundo academico, los cientificos de todos los campos empezaron a utilizar los computadores para hacer sus analisis y calculos; el descenso continuado de los precios de estos aparatos permitio su uso por empresas cada vez mas pequenas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empezaron a emplear un gran numero de pequenos ordenadores para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos.

Con la invencion del microprocesador en 1970, fue posible fabricar ordenadores cada vez mas baratos. Nacio el microcomputador y luego aparecio la computadora personal, estos ultimos se hicieron populares para llevar a cabo tareas rutinarias como escribir e imprimir documentos, calcular probabilidades, realizar analisis y calculo con hojas de calculo, comunicarse mediante correo electronico e Internet. La gran disponibilidad de computadores y su facil adaptacion a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para una variedad de tareas, que incluyen los mas diversos campos de aplicacion.

Al mismo tiempo, los computadores pequenos de programacion fija (sistemas embebidos) empezaron a abrirse camino entre las aplicaciones para el hogar, los automoviles, los aviones y la maquinaria industrial. Estos procesadores integrados controlaban el comportamiento de los aparatos mas facilmente, permitiendo el desarrollo de funciones de control mas complejas, como por ejemplo los sistemas de freno antibloqueo (ABS). A principios del siglo XXI, la mayoria de los aparatos electricos, casi todos los tipos de transporte electrico y la mayoria de las lineas de produccion de las fabricas funcionan con un computador.

Hacia finales del siglo XX y comienzos del XXI, los computadores personales son usados tanto para la investigacion como para el entretenimiento (videojuegos), mientras que los grandes computadores se utilizan para calculos matematicos complejos, tecnologia, modelado, astronomia, medicina, etc.

Como resultado del cruce entre el concepto de la computadora personal y los llamados <> surge la estacion de trabajo; este termino, originalmente utilizado para equipos y maquinas de registro, grabacion y tratamiento digital de sonido, ahora hace referencia a estaciones de trabajo, que son sistemas de gran capacidad de computo, normalmente dedicados a labores de calculo cientifico o procesos en tiempo real. Una estacion de trabajo es, en esencia, un equipo de trabajo personal con capacidad elevada de calculo, rendimiento y almacenamiento, superior a los computadores personales convencionales.

• Portal:Informatica. Contenido relacionado con Informatica.
• Hardware
• Software
• Firmware

• Anexo:Historia de la computacion
• Historia del hardware
• Historia del hardware de computadora (1960-presente)
• Historia de las computadoras personales

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• El Diccionario de la Real Academia Espanola tiene una definicion para computador.

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