PDF de programación - Historia del hardware

Parte de Arquitectura de Computadores

–

Profesores

Diego Andrade Canosa (diego.andrade (at) udc.es) D 0.03
Gabriel Rodríguez Álvarez (grodriguez (at) udc.es) S 1.2

Más información en campusvirtual.udc.es

Temario:

Historia del hardware

Representación de la información

Arquitectura del PC

IB

–

Historia del hardware

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Índice

–

Edad antigua
Edad media
Edad moderna
Edad contemporánea
Generaciones modernas

IB

Historia del hardware

–

Edad antigua

El ábaco

∼2400 a.C.

Herramienta para simplificar cálculos aritméticos.

Utiliza cuentas que se deslizan a lo largo de alambres o una
acanaladura.

Utilizado por primera vez en la antigua Mesopotamia.

Distintos modelos con diferentes características.

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Historia del hardware

–

Edad antigua

Figura: Ábaco romano, con disposición 1:4.

IB

Historia del hardware

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Edad antigua

Figura: Ábaco chino (su`anpán), con disposición 2:5, que permite conteo
hexadecimal.

Vídeo: Funcionamiento del ábaco

IB

Mecanismo de Anticitera

Historia del hardware

–

Edad antigua

∼125 a.C.

IB

Historia del hardware

–

Edad antigua

Primer computador analógico conocido.

Construido en Grecia alrededor del 125 a.C.

Se desconoce su constructor o propósito.

Se introducía una fecha usando las manecillas, y mostraba la
posición de la Luna, el Sol y los 5 planetas conocidos por los
griegos.

Usaba un modelo geocéntrico para calcular el movimiento de
los cuerpos celestes.

El dispositivo también predecía los eclipses solares y mostraba
la fecha de los antiguos juegos olímpicos.

Es el primer dispositivo conocido en usar engranajes
diferenciales (anteriormente el primer uso conocido era del S.
XVII).

IB

Historia del hardware

–

Edad antigua

Figura: Reconstrucción de R.J. Deroski según el modelo de D.J. de Solla.

IB

Otros dispositivos griegos

Historia del hardware

–

Edad antigua

Diseñados o expuestos por Herón de Alejandría (ca.
10–70 d.C.).

Primera máquina expendedora.

Una obra de teatro totalmente mecánica, operada por un
sistema de cuerdas y máquinas simples.

La primera máquina de vapor, la eolípila.

IB

Historia del hardware

–

Edad antigua

Figura: Eolípila moderna.

IB

Ingeniería medieval islámica

Historia del hardware

–

Edad media

ca. 724 d.C. – Liang Lingzan construye uno de los primeros
relojes mecánicos.
ca. 875 d.C. – Los hermanos Banu Musa construyen el
instrumento musical mecánico más antiguo conocido: un
órgano hidráulico que reproduce cilindros intercambiables.

Figura: Cilindro musical como el empleado en el órgano hidráulico de los
hermanos Banu Musa.

IB

Historia del hardware

–

Edad media

Al-Biruni (973–1048), astrónomo persa, perfecciona el
astrolabio e inventa el planisferio.

(a) Astrolabio persa del S. X.

(b) Planisferio.

VÍDEO: Cómo funciona un astrolabio.

IB

Historia del hardware

–

Edad media

Azarquiel de Toledo (1029–1087) inventa el Equatorium.

Jabir ibn Aflah (1100–1150) inventa el Torquetum.

(c) Equatorium, S. XV.

(d) Torquetum, S. XVII.

IB

Historia del hardware

–

Edad media

Al-Jazari (1136–1206) construye numerosos ingenios, entre los
que destacan:

Maniquís humanoides programables, la primera aproximación
no-mágica a un robot:

Camarera que sirve bebidas.
Lavador de manos.
“Fuente del pavo real” con sirvientes automatizados.
Banda musical robótica.

Un reloj astronómico considerado el computador analógico
programable más antiguo.

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

La primera calculadora

¿Leonardo da Vinci?

(e) Diseño de Leonardo da Vinci, ca.

1492.

(f) Reconstrucción de Roberto Guatelli, 1968.

Figura: Calculadora de Leonardo

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

¿Wilhelm Schickard?

(a) Diseño de Schickard, ca.

(b) Reconstrucción de L¨oringhoff, 1961.

1624.

Figura: Reloj calculador de Schickard.

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

Blaise Pascal

Figura: Pascalina, 1645.

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

Primera calculadora automática.1
Capaz de realizar sumas.

Y restas mediante complemento a 9.

Máquina cara y con poco éxito comercial.

Debía personalizarse con la moneda del usuario.
Técnicamente no era posible una producción masiva.

Se construyeron entre 20 y 50 unidades.

1con permiso de Schickard

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

Figura: Interior de una pascalina. Se observan las ruedas que avanzan la
cifra computada, así como el mecanismo de acarreo y el complemento a
9 del número introducido.

IB

Stepped reckoner

Historia del hardware

–

Edad moderna

Diseñado y construido por Gottfried Wilhelm von Leibniz
entre 1672 y 1694.
Primera calculadora capaz de multiplicar y dividir. Puede:

Sumar y restar un número de 8 dígitos a otro de 16.
Multiplicar dos números de 8 dígitos y dar como resultado uno
de 16.
Dividir un número de 16 dígitos por un divisor de 8.

La suma y la resta se realizan en un solo paso.

La multiplicación y la división se realizan como secuencias de
sumas y restas, usando las versiones “largas”2 de los
algoritmos.

2las aprendidas comúnmente en la escuela

IB

Historia del hardware

–

Edad moderna

Figura: Máquina de Leibniz o Stepped Reckoner.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

Tarjetas perforadas

1801

Telar de Jacquard: primera máquina en usar tarjetas
perforadas para controlar una secuencia de operaciones.

Cada tarjeta corresponde a una fila del diseño.

La existencia o no de un agujero en un punto determinado
determina el patrón de los hilos.

Esto permite cambiar el patrón tejido mediante el cambio de
tarjetas: precursor de los computadores programados.

Vídeo: Telar de Jacquard.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

1832

S. Korsakov utiliza tarjetas perforadas por primera vez fuera
de la industria textil.

Idea un dispositivo para facilitar la búsqueda de información
en una base de datos.

En este caso, las tarjetas perforadas almacenan información,
no control.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

1890

El censo estadounidense de 1880 había sido realizado a mano,
una tarea que duró 8 años.
Las estimaciones eran que el censo de 1890 llevaría 13 años.

Más tiempo que el período entre censos!

Herman Hollerith, empleado de la Oficina del Censo
estadounidense, diseña un método basado en el uso de
tarjetas perforadas y máquinas tabuladoras.

Su inspiración proviene de los revisores de ferrocarriles, que
codificaban características físicas de los pasajeros en el ticado
de los billetes.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

Figura: Escritor de tarjetas perforadas y plantilla de las tarjetas para su
uso en el censo estadounidense de 1890.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

El censo fue completado en un año: muy por debajo del
tiempo (y coste) estimados.
En vista del éxito, Hollerith funda la Tabulating Machines
Company en 1896.

Su modelo de negocio consistía en alquilar máquinas
tabuladoras y vender tarjetas perforadas a gobiernos
extranjeros para realizar sus censos.
En 1924, tras varias fusiones, la TMC se convertiría en IBM.

IB

Historia del hardware

–

Edad contemporánea

Máquina diferencial

1786

Concebida por Johann Helfrich von M¨uller, un ingenierio del
ejército de Hesse.

Muller no consiguió financiación para la máquina, por lo que
no llevó adelante el concepto.

Diseñada en 1822 por Charles Babbage.

Basada en el método de las diferencias divididas de Newton.

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Historia del hardware

–

Edad contemporánea

f (k)

d2(f (k))

d1(f (k))

Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
k
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Edad contemporánea

d1(f (k))

d2(f (k))

f (k)

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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Edad contemporánea

f (k)

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d2(f (k))

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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Edad contemporánea

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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Edad contemporánea

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d1(f (k))

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Edad contemporánea

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Edad contemporánea

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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Edad contemporánea

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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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Edad contemporánea

f (k)

d1(f (k))

d2(f (k))

Ejemplo: f (x) = 3x 2 − 2x + 4
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