Historia de los ordenadores y sus componentes

3500-2600 AC: Ábaco chino

1430-1550: Quipu andino, sistema neotécnico mediante cuerdas de lana o algodón y nudos.

Era mecánica

1642: Máquina aritmética Pascal, sumas y restas.

1671: Máquina aritmética Leibniz, podía sumar, restar, multiplicar y dividir.

1822: Máquina diferencial de Babbage, ecuaciones de primer grado.

1833: Máquina analítica de Babbage, establece principios de los ordenadores.

1885: Herman Hollerith, tarjetas perforadas utilizadas en el censo de EU.

1911: Fundación de CTR (Calculating Tabulating Recording).

1924: CTR se convierte en IBM.

1944: Calculadora automática MARK 1 de Howard H.

1ª generación: Era electrónica

1943-1946: ENIAC, primer computador electrónico.

1944: Von Neumann idea el programa interno.

1945-1951: EDVAC, primero en trabajar con programa almacenado y modificación de ENIAC.

1951: UNIVAC 1, primer ordenador comercial de Mauchly.

1952-1955: MANIAC 1, MANIAC 2, UNIVAC 2, evoluciones.

2ª generación

1955-1964: IBM 1401, sustituye válvulas de vacío por transistores.

3ª generación

1964-1974: IBM 370, ordenadores basados en circuitos integrados.

4ª generación

1974-1983: Intel 4004, presenta toda la CPU en un único circuito integrado, origen de los ordenadores personales.

5ª generación

Japón lanza el programa quinta generación con el objetivo de producir máquinas capaces de comunicar en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos.

Von Neumann

Describió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico con programa almacenado, para conectar permanentemente las unidades del ordenador bajo la coordinación de un control central (UCP), precursor de la arquitectura actual.

Componentes:

• Contador de programa (CP)
• Registro de instrucción (RI)
• Registro de dirección de memoria (RDM)
• Registro de intercambio de memoria (RIM)

Unidad Central de Procesamiento (UCP)

La UCP está formada por la Unidad de Control (UC) y la Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU).

Unidad de Control (UC): interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control.

Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU): recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y operaciones. Toma decisiones lógicas y devuelve el resultado.

Registros: donde se almacena información temporal.

Buses: caminos a través de los cuales las instrucciones y los datos circulan entre las distintas unidades del ordenador.

Decodificador de instrucción (DI): extrae y analiza el código de operación de la instrucción en curso contenida en el RI, genera las señales de control necesarias para ejecutar correctamente la instrucción.

Reloj: impulsos eléctricos a intervalos constantes.

Secuenciador: genera órdenes o microórdenes elementales que, sincronizadas con los impulsos de reloj, hacen que se ejecute paso a paso y de manera ordenada la instrucción cargada en él.

UAL: realiza operaciones aritméticas y lógicas booleanas.

FPU (Floating-Point Unit): unidad de coma flotante encargada de manejar todas las operaciones en coma flotante.

Tamaño del registro: indica el número de bits que puede manipular a la vez el procesador. Cuanto mayor sea, más potente será el micro, pues podrá trabajar con más cantidad de información a la vez.

Registros visibles al usuario: registros de dirección, registros de datos, registros de condición.

Memoria

La memoria se organiza en niveles dependiendo de la capacidad, velocidad, acceso y coste.

Componentes adicionales

Bus de datos: intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades.

Bus de direcciones: transmite direcciones entre la CPU y la memoria, sincronizado con el bus de datos.

Bus de control de la CPU: genera los impulsos eléctricos necesarios para gobernar el resto de elementos.

Registros de memoria: RDM, RIM, selector de memoria.