Història de l'hardware

Història de l'hardware

El hardware ha segut un component important del procés de càlcul i almagasenament de senyes des de que es va tornar útil per a que els valors numèrics anaren processats i compartits. L'hardware de computador més primitiu va ser provablement el palillo de conte; despuix gravat permetia recordar certa cantitat d'elements, provablement guanyat o grans, en contenidors. Alguna cosa similar es pot trobar prop de les excavacions de Minoan. Estos elements semblen haver segut usades pels comerciants, contadors i els oficials del govern de l'época.

Els dispositius d'ajuda provinents de la computació han canviat de simples dispositius de gravació i conteo al àbac, la regla de càlcul, la computadora analògica i els més recents, la computadora o ordenador.

Els dispositius més antics

La humanitat ha usat dispositius de còmput per milenis. Un eixemple és el dispositiu per a establir l'igualtat de pes: les clàssiques balanças. Una màquina més aritmètica és l'àbac. Es pensa que la forma més antiga d'este dispositiu —l'àbac de pols— va ser inventat en Babilonia. L'àbac egipcíac del gra i de l'aram daten de l'any 501 a. C.

En l'Antiguetat i en l'Edat Mija es varen construir alguns computadors analògics per a realisar càlculs d'astronomia. Entre ells estava el Mecanisme de Anticitera, un mecanisme de l'antiga Grècia (aprox. 150-100 a. C.), el Planisferi; algunes de les invencions d'Al-Biruni (aprox. 1000 d. C.), el Ecuatorio d'Azarquiel (al voltant de AD 1015), i atres dispositius analògics principalment d'astrònoms i estudiosos perses.

Introducció

Els computadors poden ser separats en software i hardware. El hardware de computació és la màquina física, que baix la direcció d'un programa, almagasena i manipula les senyes. Originalment, els càlculs varen ser fets per sers humans, els qui varen ser cridats computadors, com a títul del treball o professió. Este artícul cobrix els principals desenrolls en la història de l'hardware de computació, i procura posar-los en context. Per a una detallada llínea de temps veja l'artícul llínea de temps de la computació. L'artícul Història de la computació tracta dels métodos prevists per a la ploma i el paper, en o sense l'ajuda de taules. ya que les calculadores digitals confien en l'almagasenament digital, i tendixen a estar llimitades pel tamany i la velocitat de la memòria, l'història del almagasenament de senyes del computador està unit al desenroll de les computadores.

Primeres calculadores

Artícul principal → Calculadora.

Durant milenis, la humanitat ha usat dispositius per a ajudar en els càlculs. El dispositiu de contar més primerenc va ser provablement una certa forma de palito de contar. Posteriors ajudes per a mantindre els registres inclouen l'argila de Fenicia que representaven conteos d'artículs en contenidors, provablement guanyat o grans. Una màquina més orientada cap a l'aritmètica és l'àbac. La forma més primerenca d'àbac, l'àbac de pols, havia segut usat en Babilonia tan primerenc com en 2400 a. C.. Des de llavors, moltes atres formes de taules de contar han segut inventades, per eixemple en una casa de conte medieval, un pany a quadros seria colocat en una taula, com una ajuda per a calcular sumes de diners, i els marcadors es movien entorn en ella segons certes regles.

Un número de computadors analògics varen ser construïts en époques antigues i medioevales per a realisar càlculs astronòmics. Estos inclouen el mecanisme de Anticitera i l'astrolabio de la Grècia antiga (c. 150-100 a. C.). Estos dispositius són usualment considerats com les primeres computadores anàlogues. Atres versions primerenques de dispositius mecànics usats per a realisar certs tipos de càlculs inclouen el Planisferi; algunes de les invencions d'Al-Biruni (c. AD 1000); l'Equatorium d'Azarquiel (c. AD 1015); i els computadors astronòmics analògics d'uns atres astrònoms i ingeniers musulmans medievals.

John Napier (1550-1617) va observar que la multiplicació i la divisió de números poden ser realisades per l'adició i la substracció, respectivament, dels logaritmos d'eixos números. Mentres produïa les primeres taules logarítmiques Napier va necessitar realisar moltes multiplicacions, i va anar en este punt que va dissenyar els ossos de Napier, un dispositiu similar a un àbac usat per a la multiplicació i la divisió.

ya que els número real poden ser representats com distàncias o intervals en una llínea, la regla de càlcul va ser inventada en els anys 1920 per a permetre que les operacions de multiplicació i de divisió es realisaran perceptiblemente més ràpidament que lo que era possible prèviament. Les regles de càlcul varen ser usades per generacions d'ingeniers i d'atres treballadors professionals en inclinament matemàtic, fins a l'invenció de la calculadora de bojaca. Els ingeniers del programa Apolo per a enviar a un home a la Lluna, varen fer molts dels seus càlculs en regles de càlcul, que eren exactes a tres o quatre dígits significatius.

En 1623, Wilhelm Schickard va construir la primera calculadora mecànica digital i per lo tant es va convertir en el pare de l'era de la computació. ya que la seua màquina va usar tècniques tals com a dents i engranages desenrollats primer per als rellonges, també va ser cridada un 'rellonge calculador'. Va ser posat en us pràctic pel seu amic Johannes Kepler, qui va revolucionar l'astronomia.

Una original calculadora de Pascal (1640) és presentada en el museu de Zwinger. Varen seguir les màquines de Blaise Pascal (la Pascalina, 1642) i de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671). Entorn 1820, Charles Xavier Thomas de Caramullar va crear la primera calculadora mecànica exitosa produïda en série, l'Aritmómetro de Thomas, que podia sumar, restar, multiplicar, i dividir. Estava basat principalment en el treball de Leibniz. Les calculadores mecàniques, com l'Addiator de base dèu, el Comptómetro, la calculadora Monroe, el Curta i l'Addo-X varen permanéixer en us fins als anys 1970.

Leibniz també va descriure el sistema de numeració binario, un ingredient central de totes les computadores modernes. No obstant, fins als anys 1940, molts dissenys subsecuentes varen ser basats en el difícil d'implantar sistema decimal, incloent les màquines de Charles Babbage dels anys 1800 i inclús l'ENIAC de 1945.

1801: Tecnologia de targeta perforada

Tan primerenc com en 1725, Basile Bouchon, qui va anar alumne de Carlos Bruné, va usar un llaç de paper perforat en un teler per a establir el patró a ser reproduït en la tela, i en 1726 el seu companyer de treball, Jean-Baptiste Falcon, va millorar el seu disseny en usar targetes perforades de paper unides una a l'atra per a l'eficàcia en adaptar i canviar el programa. El teler de Bouchon-Falcon era semiautomàtic i requeria l'alimentació manual del programa.

En 1801, Joseph Marie Jacquard va desenrollar un teler en el que el patró que era teixit era controlat per targetes perforades. La série de targetes podria ser canviada sense canviar el disseny mecànic del teler. Açò una fita en programabilidad.

En 1833, Charles Babbage va alvançar des de desenrollar el seu màquina diferencial a desenrollar un disseny més complet, la màquina analítica, que, per a la seua programació, prendria prestada directament les targetes perforades del teler Jacquar. [1].

En 1835 Charles Babbage va descriure la seua màquina analítica. Era el pla d'una computadora programable de propòsit general, amprant targetes perforades per a l'entrada i un motor de vapor per a l'energia.

La seua idea inicial era usar les targetes perforades per a controlar una màquina que podia calcular i imprimir en precisió enorme les taules logarítmiques (una màquina de propòsit específic). L'idea de Babbage pronte es va desenrollar en una computadora programable de propòsit general, la seua màquina analítica.

A pesar de que el seu disseny era lluent i els plans eren provablement correctes, o per lo manco depurables, el proyecte va ser retardado per varis problemes. Babbage era un home difícil per a treballar en ell i discutia en qualsevol persona que no respectara les seues idees. Totes les parts per a la seua màquina tenien que ser fetes a mà. En una màquina en mils de parts, a voltes els menuts errors en cada element poden acumular-se, terminant en grans discrepàncies. Açò requeria que estes parts foren molt millors que les #tolerància que podien obtindre's en la tecnologia d'eixa época. El proyecte es va dissoldre en conflictes en l'artesà que va construir les parts i va ser terminat quan es va agotar el financiamiento del govern.

Ada Lovelace, filla de Lord Byron, va traduir i va agregar notes a el "Sketch of the Analytical Engine" per Federico Luigi, Conte Menabrea. Ella ha segut associada cercanamente en Babbage. Alguns afirmen que ella va ser la primera programadora de computadores del món, no obstant esta afirmació i el valor de les seues atres contribucions són discutits per molts.

Una reconstrucció la Màquina Diferencial II, un disseny anterior, més llimitat, ha estat operacional des de 1991 en el Museu de Ciència de Londres. En alguns canvis trivials, treballa com Babbage la va dissenyar i demostra que Babbage estava, en teoria, en lo cert.

El museu va usar màquines ferramentes operades per computador per a construir les parts necessàries, seguint les #tolerància que hauria pogut alcançar un maquiniste d'eixe periodo. Alguns creuen que la tecnologia d'eixe temps no podia produir parts de suficient precisió, encara que açò apareix ser fals. La falla de Babbage en terminar la màquina pot ser principalment atribuïda a dificultats no solament relacionades en la política i el financiamiento, pero també en el seu desig de desenrollar una computadora cada volta més sofisticada. Hui, molts en el camp de la computació criden a esta classe obsessió creeping featuritis (alguna cosa aixina com "caracterititis creixent", és dir, el desig d'agregar cada volta més i més característiques).

En 1890, l'Oficina del Cens dels Estats Units va usar targetes perforades, les màquines d'ordenament, i les màquines tabuladoras dissenyades per Herman Hollerith per a manejar l'inundació de senyes del cense decenial ordenat per la constitució d'Estats Units. La companyia de Hollerith finalment es va convertir en el núcleu d'IBM. L'IBM va desenrollar la tecnologia de la targeta perforada en una poderosa ferramenta per al processament de senyes de negocis i va produir una extensa llínea de màquines tabuladoras especialisades. Per 1950, la targeta d'IBM havia aplegat a ser ubiqua en l'indústria i el govern. L'advertència impresa en la majoria de les targetes previstes per a la circulació com a documents (chècs, per eixemple), "No doblar, no perforar ni mutilar", es va convertir en un lema per a l'era posterior a la Segona Guerra Mundial.

Seguint els passos de Babbage, encara que ignorant d'este anterior treball, Percy Ludgate, un contable de Dublín, Irlanda, va dissenyar independentment una computadora mecànica programable, que va descriure en un treball que va ser publicat en 1909.

Els artículs de Leslie Comrie sobre métodos de targetes perforades, i les publicacions de Wallace Eckert sobre Métodos de Targetes Perforades en la Computació Científica en 1940, varen descriure tècniques que varen anar suficientment alvançades per a solucionar equacions diferencials, realisar multiplicació i divisió usant representacions de punt flotant, tot això fet en targetes perforades i les màquines de registre d'unitats??. La Oficina de Computació Astronòmica Thomas J. Watson, de l'Universitat de Columbia va realisar càlculs astronòmics representant l'estat de l'art en la Computació.

En moltes instalacions de computació, les targetes perforades varen ser usades fins a (i despuix) del final dels anys 1970. Per eixemple, en moltes universitats al voltant del món els estudiants de ciència i ingenieria sometrien les seues #assignació de programació al centre de computació local en forma d'una pila de targetes, una targeta per llínea de programa, i llavors tenien que esperar que el programa estiguera en coa per a ser processat, compilado, i eixecutat. En espera per a l'impressió de qualsevol resultat, marcat en l'identificació de qui ho va solicitar, seria posat en una font d'eixida fòra del centre de computació. En molts casos estos resultats serien solament un llistat de mensages d'error sobre la sintaxis, etc, del programa, necessitant un atre cicle d'edició-compilació-eixecució[2]. Vore també Programació de la computadora en l'era de la targeta perforada.

Les targetes perforades encara són usades i manufacturadas a este dia, i les seues dimensions distintives (i la capacitat de 80 columnes) encara poden ser reconegudes en formes, registres, i programes al voltant del món.

Anys 1930-anys 1960: Calculadores d'escritori

Pels anys 1900, les primeres calculadores mecàniques, caixes registradores, màquines de contabilitat, etcétera varen ser redissenyades per a usar motors elèctrics, en la posició d'engranages com a representació per a l'estat d'una variable. Des dels anys 1930, companyies com Friden, Marchant Calculator i Monroe varen fer calculadores mecàniques d'escritori que podien sumar, restar, multiplicar i dividir. La paraula "computador" era un títul de treball assignat a la gent que usava estes calculadores per a realisar càlculs matemàtics. Durant el Proyecte Manhattan, el futur laureado premi Nobel, Richard Feynman, va anar el supervisor d'un quarto ple de computadores humanes, moltes d'elles eren dònes dedicades a la matemàtica, que entenien les equacions diferencials que eren solucionades per a l'esforç de la guerra. Despuix de la guerra, inclús el renombrado Stanislaw Ulam va ser pressionat en servici per a traduir les matemàtiques a aproximacions computables per a la bomba d'hidrogen.

En 1948, va ser introduït el Curta. Est era una calculadora mecànica chicoteta i portàtil, que tenia el tamany aproximat d'una amoladora de pebre. En el temps, durant els anys 1950 i els anys 1960 varen aparéixer en el mercat una varietat de diferents marques de calculadores mecàniques.

La primera calculadora d'escritori completament electrònica va ser l'ANITA Mk.VII britànica, que usava una pantalla de tubo Nixie i 177 tubos tiratrón subminiatura. En juny de 1963, Friden va introduir la EC-130 de quatre funcions. Tenia un disseny completament transistorissat, la capacitat 13 dígits en un CRT de 5 polzades (130 mm), i va introduir la notació polaca inversa (RPN) al mercat de les calculadores en un preu de $2200. El model EC-132 va afegir la raïl quadrada i funcions recíproques. En 1965, els laboratoris Wang varen produir el LOCI-2, una calculadora d'escritori transistorizada de 10 dígits que usava una exhibició de tubo Nixie i podia computar logaritmos.

En el desenroll dels circuits integrats i els microprocessadorés, les calculadores grans i costoses varen ser substituïdes per dispositius electrònics més menuts.

Computadores analògiques alvançades

Artícul principal → Computador analògic.

Abans de la Segona Guerra Mundial, les computadores analògiques mecàniques i elèctriques eren considerades el "estat de l'art", i molts pensaven que eren el futur de la computació.

Les computadores analògiques prenen ventaja de les fortes similituts entre les matemàtiques de propietats de chicoteta escala -- la posició i el moviment de rodes o el voltage i la corrent de components electrònics -- i les matemàtiques d'atres fenomens físics, ej. trayectòries balístiques, inèrcia, resonància, transferència d'energia, moment, etc.

Modelar els fenomens físics en les propietats elèctriques rendix una gran ventaja sobre usar models físics:

1. els components elèctrics són més menuts i barats; són més fàcilment construïts i eixercitats.
2. Encara que d'una atra manera similar, els fenomens elèctrics es poden fer que ocórreguen en marcs de temps convenientment curts.

Estos sistemes treballen creant anàlecs elèctrics d'atres sistemes, permetent als usuaris predir el comportament dels sistemes d'interés en observar els anàlecs elèctrics. La més útil de les #analogia va ser la manera en que el comportament en chicoteta escala podia ser representat en equacions diferencials i integrals, i per lo tant podia ser usat per a solucionar eixes equacions. Un ingeniós eixemple de tal màquina va ser l'integrador d'aigua construït en 1928; un eixemple elèctric és la màquina de Mallock construïda en 1941.

A diferència de les computadores digitals modernes, les computadores analògiques no eren molt flexibles, i necessiten ser reconfiguradas (és dir reprogramades) manualment per a canviar d'un problema a un atre. Les computadores analògiques tenien una ventaja sobre els primers computadors digitals en que podien ser usades per a solucionar problemes complexos usant comportaments anàlecs, mentres que les primeres tentatives en computadores digitals varen ser molt llimitades. Pero a mida que les computadores digitals han segut més ràpides i usaven memòries més grans (ej, RAM o almagasenament intern), han desplaçat casi completament a les computadores analògiques, i la programació de computadors, o codificació ha sorgit com una atra professió humana.

ya que les computadores eren rares en esta era, les solucions eren a sovint manuals en formes com gràficas en paper i nomogramas, que llavors podien produir solucions analògiques a eixos problemes, tals com la distribució de pressions i temperatures en un sistema de calefacció.

Algunes de les computadores analògiques més extensament desplegades varen incloure dispositius per a apuntar armes, tals com els sistemes de llançament de torpedos o el Norden bombsight i Fire-control system per a embarcacions navals. Alguns d'estos varen permanéixer en us per décades despuix de la Segona Guerra Mundial. Un eixemple és el Mark I Fire Control Computer, desplegat per l'Armada dels Estats Units en una varietat de naus des dels destructorés i els acorazars.

Atres eixemples varen incloure el Heathkit EC-1, i la computadora hidràulica MONIAC.

L'art de la computació analògica va alcançar la seua cenit en l'Analisador diferencia, inventat en 1876 per James Thomson i construït per H. W. Nieman i Vannevar Bush en el MIT començant en 1927. Varen ser construïdes menys d'una dotzena d'estos dispositius; el més poderós va ser construït en l'Escola Moore d'Ingenieria Elèctrica en l'Universitat de Pennsilvània, a on també va ser construït l'ENIAC. Les computadores electròniques digitals, com el ENIAC, varen significar el fi per a la majoria de les màquines analògiques de computació, pero les computadores analògiques híbrides, controlades per electrònica digital, permaneixien en us en els anys 1950 i 1960, i varen seguir més alvance en aplicacions especialisades.

Primers computadors digitals

L'era del computador modern va començar en un explosiu desenroll abans i durant la Segona Guerra Mundial, a mida que els circuits electrònics, els relés, els condensadores, i els tubos de buit varen reemplaçar els equivalents mecànics i els càlculs digitals varen reemplaçar els càlculs anàlecs. Les màquines com l'Atanasoff–Berry Computer, Z3, Colossus, i l'ENIAC varen ser construïdes a mà usant circuits que contenien relés o vàlvules (tubos de buit), i a sovint varen usar targetes perforades o cintes perforades per a l'entrada i com el mig d'almagasenament principal (no volàtil).

En esta era, un número de diferents màquines varen ser produïdes en capacitats que constantment alvançaven. Al principi d'este periodo, no va existir res que s'assemblara remotamente a una computadora moderna, llevat en els plans perduts per llarc temps de Charles Babbage i les visions matemàtiques d'Alan Turing i uns atres. Al final de l'era, havien segut construïts dispositius com l'EDSAC, i són considerats universalment com a computadors digitals. Definir un sol punt en la série, com la "primera computadora", pert molts sotils detalls.

El text escrit per Alan Turing en 1936 va provar ser enormement influent en la computació i ciències de la computació de dos maneres. El seu principal propòsit era provar que hi havia problemes (nomenats el problema de la parada) que no podien ser solucionats per cap procés seqüencial. En fer això, Turing va proporcionar una definició d'una computadora universal, una construcció que va vindre a ser cridada màquina de Turing, un dispositiu purament teòric que formalisa el concepte d'eixecució d'algoritme, reemplaçant el engorroso llenguage universal basat en aritmètica de Kurt Gödel. Llevat per les llimitacions impostes pels seus #almagasenament de memòria finitos, es diu que les computadores modernes són Turing complet, que és com dir que tenen la capacitat d'eixecució d'algoritme equivalent a una màquina universal de Turing. Este tipo llimitat de la qualitat de Turing complet és algunes voltes vist com la capacitat llindar que separa les computadores d'us general dels seus precursors de propòsit específic.

Per a que una màquina de computació siga una computadora de propòsit general pràctica, deu haver algun mecanisme de llectura/escritura convenient, com per eixemple la cinta perforada. Per a la completa versatilitat, l'arquitectura de von Neumann usa la mateixa memòria per a almagasenar tant els programes com les senyes; virtualment totes les computadores contemporànees usen esta arquitectura (o alguna variant). Mentres que és teòricament possible implementar una computadora completa mecánicamente (com va demostrar el disseny de Babbage), l'electrònica va fer possible la velocitat i més alvance la miniaturisació que caracterisen les computadores modernes.

En l'era de la Segona Guerra Mundial hi havia tres corrents paraleles en el desenroll de la computadora, i dos varen ser ignorades en gran part o deliberadament mantingudes en secret. La primera va ser el treball alemà de Konrad Zuse. La segona va ser el desenroll secret de la computadora Colossus en el Regne Unit. Cap d'estes varen tindre molta influència en els varis proyectes de computació en els Estats Units. La tercera corrent de desenroll de la computadora, el ENIAC i el EDVAC d'Eckert i Mauchly, va ser publicada extensament.

La série Z de Konrad Zuse: Les primeres computadores controlades per programa

Treballant aisladamente en Alemània, en 1936 Konrad Zuse va començar la construcció de les seues primeres calculadores de la série Z que oferien memòria i programabilidad (llimitada inicialment). La Z1 de Zuse, que encara que purament mecànica ya era binaria, va ser finalisada en 1938. Mai va treballar confiablemente per problemes en la precisió de les peces.

La subsecuente màquina de Zuse, el Z3, va ser finalisada en 1941. Estava basada en relés telefònics i va treballar satisfactòriament. El Z3 es va convertir aixina en la primera computadora funcional, de tot propòsit, controlada per programa. De moltes maneres era molt similar a les màquines modernes, sent pionera en numerosos alvanços, tals com a números de menge flotant. La tongada del difícil d'implementar sistema decimal, usat en el disseny primerenc de Charles Babbage, pel més simple sistema binario, va significar que les màquines de Zuse eren més fàcils de construir i potencialment més confiables, donades les tecnologies disponibles en aquell temps. Açò a voltes és vist com la raó principal per la que Zuse va tindre èxit a on Babbage va fallar.

Els programes varen ser alimentats en el Z3 per mig de películes perforades. Faltaven els bots condicionals, pero des dels anys 1990 s'ha provat teòricament que el Z3 seguia sent un computador universal (ignorant les seues llimitacions de tamany físic d'almagasenament). En dos aplicacions de palesa de 1936, Konrad Zuse també va anticipar que les instruccions de màquina podien ser almagasenades en el mateix almagasenament usat per a les senyes - l'idea clau de lo que seria conegut com l'arquitectura de von Neumann i va ser implementada per primera volta en el posterior disseny del EDSAC britànic (1949). Zuse també dia haver dissenyat el primer llenguage de programació d'alt nivell, (Plankalkül), en 1945 (que va ser publicat en 1948) encara que va ser implementat per primera volta en 2000 per un equip dirigit per Raúl Rojas en l'Universitat Lliure de Berlín, cinc anys despuix de la mort de Zuse.

Zuse va sofrir revessos durant la Segona Guerra Mundial quan algunes de les seues màquines varen ser destruïdes en el curs de les campanyes aliades de bombardejos. Aparentment el seu treball en gran part va seguir sent desconegut als ingeniers en el Regne Unit i els EE. UU. fins a molt més tart, encara que a lo manco l'IBM estava enterada d'ells puix varen finançar a la seua companyia de llançament de posguerra en 1946, a canvi d'una opció sobre les paleses de Zuse.

Colossus

Artícul principal → Colossus.

Durant la Segona Guerra Mundial, els britànics en Bletchley Park varen alcançar un número d'èxits en trencar les comunicacions militars alemanes sifrades. La màquina de sifrat alemana, Enigma, va ser atacada en l'ajuda de màquines electromecàniques cridades bombes. La bombe, dissenyada per Alan Turing i Gordon Welchman, despuix de la bomba criptográfica polaca (1938), eliminava ajusts possibles de l'Enigma en realisar cadenes deduccions llògiques implementades eléctricament. La majoria de les possibilitats conduïen a una contradicció, i les poques restants es podien provar a mà.

Els alemans també varen desenrollar una série de sistemes de sifrat de teleimpresora, molt diferents de l'Enigma. La màquina Lorenz SZ 40/42 va ser usada per a les comunicacions d'alt nivell de l'eixèrcit, cridada "Tunny" pels britànics. Les primeres intercepciones dels mensages Lorenz varen començar en 1941. Com a part d'un atac contra els Tunny, el professor Max Newman i els seus colegues varen ajudar a especificar el colossus. El Mk I colossus va ser construït entre març i decembre de 1943 per Tommy Flowers i els seus colegues en el Post Office Research Station en Dollis Hill en Londres i despuix enviat a Bletchley Park.

El colossus va ser el primer dispositiu de computació totalment electrònic. El colossus va usar una gran cantitat de vàlvules (tubos de buit). Tenia entrada de cinta de paper i era capaç de ser configurat per a realisar una varietat d'operacions de llògica booleana en les seues senyes, pero no era Turing complet. Varen ser construïts nou Mk II Colossi (el Mk I va ser convertit en un Mk II fent dèu màquines en total). Els detalls de la seua existència, disseny, i us varen ser mantinguts secrets ben entrats els anys 1970. Winston Churchill personalment va publicar una orde per a la seua destrucció en peces no més grans que la mà d'un home. per este secret els Colossi no varen ser inclosos en moltes històries de la computació. Una còpia reconstruïda d'una de les màquines Colossus està ara en exhibició en Bletchley Park.

Desenrolls nortamericans

En 1937, Claude Shannon va produir la seua tesis magistral en el MIT que per primera volta en l'història implicava l'àlgebra booleana usant relés i commutadors electrònics. La tesis de Shannon, intitulada A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits (Un anàlisis simbòlic de circuits de conmutación i relés), essencialment funda el disseny de circuits digitals pràctics.

En novembre de 1937, George Stibitz, llavors treballant en els Laboratoris Bell, va terminar una computadora basada en relés que calculava en l'adició binaria i va malnomenar en el nom de "Modele K" (per "kitchen" (cuina), a on ell l'hi havia ensamblado). A finals de 1938, els Laboratoris Bell varen autorisar un programa d'investigació complet en Stibitz al timó. El seu Complex Number Calculator, terminat el 8 de giner de 1940, podia calcular número complejo. En una demostració de l'11 de setembre de 1940 en la conferència de l'American Mathematical Society en el Dartmouth College, Stibitz va poder enviar, al Complex Number Calculator, comandos remots sobre llínees telefòniques per un teletipo. Va ser la primera màquina de computació usada remotament, en este cas sobre una llínea telefònica. Alguns participants en la conferència que varen atestar la demostració eren John von Neumann, John Mauchly, i Norbert Wiener, qui va escriure sobre això en les seues memòries.

En 1939, John Vincent Atanasoff i Clifford I. Berry d'Iowa State University varen desenrollar l'Atanasoff Berry Computer (ABC), una calculadora electrònica digital de propòsit especial per a solucionar sistemes d'equacions lineares. La meta original era solucionar 29 equacions simultànees de 29 incògnites cada una, pero per errors en el mecanisme del perforador de targetes la màquina terminada solament podia solucionar algunes equacions. El disseny usava més de 300 tubos de buit per a alta velocitat i amprava per a la memòria condensadores fixats en un tambor que rotaba mecánicament. Encara que la màquina ABC no era programable, va ser la primera en usar circuits electrònics. El co-inventor del ENIAC, John Mauchly, va examinar l'ABC en juny de 1941, i la seua influència en el disseny de la posterior màquina ENIAC és una qüestió de controvèrsia entre els historiadors del computador. L'ABC va ser en gran part oblidat fins que es va convertir en el foc del pleit llegal Honeywell vs. Sperry Rand, la decisió va invalidar la palesa de ENIAC (i vàries atres), entre moltes raons per haver segut anticipat pel treball de Atanasoff.

En 1939, en els laboratoris Endicott de l'IBM va començar el desenroll del Harvard Mark I. Conegut oficialment com el Automatic Sequence Controlled Calculator, el Mark I va ser una computadora electromecànica de propòsits generals construïda en el financiamiento de l'IBM i en l'assistència del personal de l'IBM, baix direcció del matemàtic d'Harvard, Howard Aiken. El seu disseny va ser influenciat per la Màquina Analítica de Babbage, usant rodes d'aritmètica i almagasenament decimal i interruptors rotatoris ademés de relés electromagnètics. Era programable via una cinta de paper perforat, i contenia vàries unitats de càlcul treballant en paralel. Versions posteriors varen contindre varis llectors de cinta de paper i la màquina podia canviar entre els llectors basats en una condició. No obstant, la màquina no era absolutament Turing completa. El Mark I va ser traslladat a l'universitat d'Harvard i va començar l'operació en maig de 1944.

ENIAC

Artícul principal → ENIAC.

El ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), construït en els Estats Units, va anar el primer computador electrònic de propòsits generals. Construït baix la direcció de John Mauchly i John Presper Eckert en l'Universitat de Pennsilvània, era 1000 voltes més ràpit que els seus contemporàneus. El desenroll i la construcció del ENIAC va durar des de 1943 fins a estar operatiu completament al final de 1945.

Quan el seu disseny va ser propost, molts investigadors varen creure que els millers de delicades vàlvules (és dir tubos de buit) es cremarien tan freqüentment que el ENIAC estaria en tanta freqüència inactiu per reparacions que seria inútil. No obstant, era capaç de mils d'operacions per segon per hores sanceres entre les falles de vàlvules. Va validar obertament l'us de l'electrònica per a la computació en gran escala. Açò va ser crucial per al desenroll del computador modern.

El ENIAC era inequívocament un dispositiu Turing complet. No obstant, un "programa" en el ENIAC era definit pel cablejat mateix, enchufes i interruptors, una decepcionant disparitat en les màquines electròniques de programa almagasenat que es varen desenrollar a partir del ENIAC. Programar-ho significava recablearlo. Les millores completades en 1948 varen fer possible eixecutar programes almagasenats en la "memòria" fixa de la taula de funcions (un gran panel portàtil d'interruptors decimals), que va fer de la programació un esforç més senzill i sistemàtic.

La màquina de von Neumann de primera generació i atres treballs

Inclús ans que el ENIAC estiguera terminat, Eckert i Mauchly varen reconéixer les seues llimitacions i varen començar el disseny d'una nova computadora, l'EDVAC, que devia tindre programa almagasenat. John von Neumann va escriure un reporte d'àmplia circulació que descrivia el disseny del EDVAC en el que tant els programes com les senyes de treball estaven almagasenats en un sol espai d'almagasenament unificat. Este disseny bàsic, que seria conegut com l'arquitectura de von Neumann, serviria com la base per al desenroll de les primeres computadores digitals de propòsit general realment flexibles.

En esta generació, l'almagasenament temporal o de treball va ser proporcionat per llínees de retardo acústic, que usaven el temps de propagació del sò a través d'un mig com el mercuri líquit (o a través d'un aram) per a almagasenar senyes breument. Una série de polsos acústics eren enviats a lo llarc d'un tubo; despuix d'un temps, en lo que el pols alcançava l'extrem del tubo, el circuit detectava si el pols representava un 1 o un 0 i causava al oscilador tornar a reenviar el pols. Uns atres varen usar els tubos de Williams, que utilisen la capacitat d'un tubo d'image de televisió per a almagasenar i de recuperar senyes. Per 1954, la memòria de núcleu magnètic ràpidament va desplaçar la majoria de les atres formes d'almagasenament temporal, i va dominar el camp fins a mediats dels anys 1970.

La primera màquina funcional de von Neumann va ser el "Baby" ("Bebé") de Mánchester o Small-Scale Experimental Machine, construïda en l'universitat de Mánchester en 1948; va ser seguida en 1949 pel computador Manchester Mark I que va funcionar com un sistema complet usant el tubo Williams i el tambor magnètic per a la memòria, i també va introduir els registres d'índex. L'atre competidor per al títul de "primer computador digital de programa almagasenat" havia segut l'EDSAC, dissenyat i construït en l'Universitat de Cambridge. Operacional en menys d'un any despuix de la Manchester "Baby", també era capaç d'abordar problemes reals. EDSAC va ser inspirat de fet pels plans per al EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), el successor del ENIAC; estos plans ya estaven en el lloc correcte per al temps en que el ENIAC va ser operacional exitosament. A diferència del ENIAC, que usava el processament paralel, el EDVAC va usar una sola unitat de processament. Este disseny era més simple i va anar el primer en ser implementat en cada exitosa ona de miniaturisació, i creixent confiabilidad. Alguns veuen al Manchester Mark I/EDSAC/EDVAC com les "Evas" de les quals casi totes les computadores actuals deriven la seua arquitectura.

La primera computadora programable universal en l'Unió Soviètica va ser creada per un equip de científics baix direcció de Sergei Alekseyevich Lebedev del Institut Kiev de Electrotecnología, Unió Soviètica (ara Ucrània). El computador MESM (МЭСМ, Small Electronic Calculating Machine) va estar operacional en 1950. Tenia prop de 6.000 tubos de buit i consumida 25 kW d'energia. Podia realisar aproximadament 3000 operacions per segon. Una atra màquina primerenca va ser el CSIRAC, un disseny australià que va córrer el seu primer programa de prova en 1949. CSIRAC és el computador més vell encara en existència i el primer en haver segut usat per a eixecutar música digital.

En octubre de 1947, els directors de J. Lyons & Company, una companyia britànica del famosa per les seues tendes de té (menuts restaurants) pero en forts interessos en les noves tècniques de gerència d'oficines, decidit a prendre un paper actiu en promoure el desenroll comercial dels computadors. Per 1951 el computador LEO I va estar operacional i va córrer el primer job de computador d'oficina rutinari regular del món.

La màquina de l'universitat de Mánchester es va convertir en el prototip per a la Ferranti Mark I. La primera màquina Ferranti Mark I va ser entregada a l'Universitat en febrer de 1951 i per lo manco atres nou varen ser venudes entre 1951 i 1957.

En juny de 1951, l'UNIVAC I (Universal Automatic Computer) va ser entregat a l'Oficina del Cens dels Estats Units. Encara que va ser fabricada per Remington Rand, la màquina en freqüència va ser referida equivocadamente com la "IBM UNIVAC". Finalment Remington Rand va vendre 46 màquines en més de $1 milló per cada una. El UNIVAC era el primer computador 'produït en massa'; tots els predecessors havien segut unitats 'úniques en el seu tipo'. Va usar 5.200 tubos de buit i consumia 125 kW d'energia. Va usar per a la memòria una llínea de retardo de mercuri capaç d'almagasenar 1000 paraules d'11 dígits decimals més el signe (paraules de 72 bits). A diferència de les màquines de l'IBM no va ser equipat d'un llector de targetes perforades sino en una entrada de cinta magnètica de metal a l'estil dels anys 1930, fent-la incompatible en alguns #almagasenament de senyes comercials existents. La cinta de paper perforat d'alta velocitat i les cintes magnètiques de l'estil modern varen ser usats para entrada/eixida per atres computadores de l'era.

En novembre de 1951, la companyia J. Lyons va començar l'operació semanal d'un Job de valuaciones de forn en el LEO (Lyons Electronic Office). Est va ser la primera aplicació de negoci en tindre vida en un computador de programa almagasenat.

En 1952, l'IBM va anunciar públic l'IBM 701 Electronic Data Processing Machine, la primera en la seua excitosa 700/7000 séries i el seu primer computador IBM mainframe. l'IBM 704, introduït en 1954, va usar la memòria de núcleu magnètic, que es va convertir en l'estàndart per a les màquines grans. El primer llenguage de programació de propòsits generals d'alt nivell implementat, FORTRAN, també va ser desenrollat en l'IBM per als 704 durant 1955 i 1956 i llançat a principis de 1957. (El disseny en 1945 del llenguage d'alt nivell Plankalkül, de Konrad Zuse, no va ser implementat en aquell temps).

En 1954 l'IBM va introduir un computador més chicotet i més econòmic que va provar ser molt popular. l'IBM 650 pesava més de 900 kg, la font d'alimentació pesada entorn 1.350 kg i abdós varen ser continguts en gabinets separats de més o menys 1,5 x 0,9 x 1,8 metros. Costava $500.000 o podia ser arrendada per $3500 al més. El seu memòria de tambor tenia originalment solament 2000 paraules de dèu dígits, i requeria una programació arcana per a una eficient computació. Les llimitacions de la memòria tals com esta anaven a dominar la programació per décades posteriors, fins a l'evolució de les capacitats de l'hardware i un model de programació que eren més benévolos al desenroll del software.

En 1955, Maurice Wilkes va inventar la microprogramación, que va anar posteriorment àmpliament usada en els CPUs i les unitats de punt flotant dels mainframes i d'atres computadores, tals com les séries del IBM 360. La microprogramación permet al conjunt d'instruccions base ser definit o estés per programes incorporats en l'hardware (ara a voltes cridat com firmware, microcódigo, o milicódigo).

En 1956, l'IBM va vendre el seu primer sistema de disc magnètic, RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Va usar 50 discs de metal de 24 polzades (610 mm), en 100 pistes per costat. Podia almagasenar 5 megabytes de senyes i costava $10 000 per megabyte. (En 2006, l'almagasenament magnètic, en la forma de discs durs, costava menys d'un dècim d'un centau per megabyte).

Segona generació: Transistors

Artícul principal → Segona generació de computadores.

Inicialment, es creïa que serien produïts o utilisats molt pocs computadors. Açò era degut en part al seu tamany, al cost, i a la falta de previsió en els tipos d'usos als que podien ser aplicats els computadors.

En 1951 inicia la primera màquina de càlcul feta en série i hi ha un gran desenroll d'estes màquines, per l'introducció de noves tècniques, de noves unitats i métodos de programació. En 1953 el número de màquines de càlcul en tot lo món s'eleva fins a prop de 100 unitats.

En 1958 solament els Estats Units tenen prop de 2500 models en total.

En Itàlia la primera màquina de càlcul va ser colocada en 1954 en l'Universitat Politècnic de Milà i solament en 1957 és usada per una firma. En 1958 és colocada en Itàlia un dècim de les màquines de càlcul, que recolzen prop de 700 empleats mecanográficos. En la conclusió de la Primera Generació, al final dels anys 1950, les màquines electròniques de càlcul han guanyat la confiança dels seus usuaris. Al principi eren considerades, més com a instruments de càlcul i útils per a l'investigació en l'universitat, que màquines útils per les seues capacitats de processar informació, per a les corporacions o les necessitats operatives de les firmes.

Les màquines de càlcul superen més i més les restriccions per alguna construcció i tècniques de programació no refinades.

El seu us no representa més una "aventura" per a les firmes i les corporacions que les coloquen, sino que responen a la necessitat de solucionar els varis problemes operatius.

Al voltant de finals dels anys 1950 els tubos varen ser substituïts per transistorés. Açò alça lo que es coneix com la "segona generació" de màquines de càlcul.

Usant els transistors i millorant les màquines i els programes, la màquina de càlcul es torna més ràpida i econòmica i açò difon en dèu mil models en tot lo món. Per la situació econòmica general canviant, el continu creiximent de les firmes, l'introducció de noves tècniques d'organisació i la gerència d'una firma, pansa d'un us prevalente de contabilitat i estadístic a algunes aplicacions més complexos que es referixen a tots els sectors d'actius.

El transistor va ser realisat en 1948 pels nortamericans John Bardeen, Walter Brattain i William Shockley que varen compartir per la seua invenció el Premi Nobel de Física de 1956. El transistor és un dispositiu electrònic fet de cristal de silici o germani en els que diferents àtoms de materials són oportunament insertats.

Per a alguns valors de tensió elèctrica a la qual és exposta el transistor, té la capacitat de transmetre o no la corrent, aixina que pot representar l'1 o el 0 que són reconeguts per la màquina. Comparat a les vàlvules, el transistor té molts ventages: tenen un preu de fabricació més chicotet i una velocitat dèu voltes major, passant de la posició 1 a 0 en algunes millonèsimes de segon. Els tamanys d'un transistor són d'alguns milímetros comparat als molts centímetros del tubo de buit. Les direccions d'operació segura són incrementades perque els transistors, treballant "en fret", eviten els trencaments que eren freqüents en les vàlvules pel calfament. Aixina, les màquines són construïdes en decenes de mils de circuits complexos que són inclosos en un chicotet espai.

Entre els sistemes de la segona generació marquem l'IBM 1401, que va ser instalat des de 1960 fins a 1964 en més de centenars de mils de models, monopolisant al voltant d'un terç del mercat mundial. En este periodo també va estar l'única tentativa italiana: l'ELEA d'Olivetti, produït en 110 models.

El desenroll notable de les màquines de càlcul i de les seues aplicacions en este periodo no és degut solament a la característica del CPU (Unitat Central de Procés), sino que també a les contínues millores fetes en les memòries auxiliars i en les unitats per a la pren i emissió de senyes.

Les memòries de discs poden manejar decenes de millons de lletres o dígits. Més unitats poden ser conectades al mateix temps a la màquina de càlcul, duent aixina la capacitat de memòria total a alguns centenars de millons de caràcters.

Prop dels discs que estan conectats fermament en l'unitat central són introduïdes algunes unitats en les quals les piles de discs són mòvils i poden ser fàcilment reemplaçats per una atra pila en pocs segons.

Inclús si la capacitat de discs mòvils és més chicoteta comparada a les fixes, la seua intercambiabilidad garantisa una capacitat illimitada de senyes que estan llests per a l'elaboració.

Les màquines de càlcul de la segona generació, a través d'un dispositiu particular fet per a ordenar les senyes interiors, poden sobrepondre diferents operacions, açò significa llegir i perforar les targetes al mateix temps, eixecutar càlculs i prendre decisions llògiques, escriure i llegir l'informació en cintes magnètiques.

Per a garantisar el continu canvi d'informació entre el centre i la perifèria, sorgixen les unitats terminals que tenen que transmetre les senyes a la màquina de càlcul central que també pot estar a una distància de centenars de quilómetros gràcies a una conexió telefònica.

Post-1960: Tercera generació i més allà

Artícul principal → Història de l'hardware de computadora (1960-#present).

L'explosió en l'us de computadors va començar en els computadors de la 'tercera generació'. Estos depenien en l'invenció independent de Jack St. Clair Kilby i Robert Noyce, el circuit integrat (o microchip), que va conduir més alvance a l'invenció del microprocessador, per Ted Hoff i Federico Faggin en Intel.

Durant els anys 1960 hi havia un considerable solapamiento entre les tecnologies de la segona i la tercera generació. Tan tarde com en 1975, Sperry Univac continuava la fabricació de màquines de segona generació com l'UNIVAC 494.

El microprocessador va conduir al desenroll del microcomputador, computadors menuts, de baix cost, que podia ser posseït per individus i chicotetes empreses. Els primers microcomputadores varen aparéixer en els anys 1970, i varen aplegar a ser ubics en els anys 1980 i més allà. Steve Wozniak, cofundador d'Apple Computer, és acreditat per desenrollar el primer computador caser comercialisat massivament. No obstant, la seua primera computadora, l'Apple I, va vindre algun temps despuix del KIM-1 i l'Altair 8800, i la primera computadora d'Apple en capacitats de gràfics i de sons va eixir be despuix del Commodore PET. La computació s'ha desenrollat en #arquitectura de microcomputador, en característiques afegides dels seus germans més grans, ara dominants en la majoria dels segments de mercat.

Una indicació de la rapidea del desenroll d'este camp pot ser deduït per l'artícul seminal de Burks, Goldstein, von Neuman, documentat en la revista Datamation de setembre-octubre de 1962, que va ser escrit, com a versió preliminar 15 anys més primerenc. (vore les referències avall). Per al moment en que qualsevol persona tinguera temps per a escriure qualsevol cosa, ya era obsolet.

Vore també

• Arquitectura de computadores
• Computadora central
• Història d'Internet
• Història dels computadors personals
• Història dels sistemes operatius
• Història de l'hardware de computador (1960-#present)
• Microcomputadora
• Minicomputadora
• Nanotecnología
• Anex:Cronologia dels llenguages de programació
• Wikilibro de Montage i Manteniment d'Equips Informàtics

Referències

• Gottfried Leibniz, Explication de l'Arithmétique Binaire (1703)
• A Spanish implementation of Napier's bones (1617), is documented in Hispà-American Encyclopedic Dictionary, Montaner i Simon (1887)
• Herman Hollerith, In connection with the electric tabulation system which has been adopted by O.S. government for the work of the census bureau. Ph.D. dissertation, Columbia University School of Mines (1890)
• W.J. Eckert, Punched Card Methods in Scientific Computation (1940) Columbia University. 136 pp. Index.
• Stanislaw Ulam, "John von Neumann, 1903–1957," Bulletin of the American Mathematical Society, vol. 64, (1958)
• Arthur W. Burks, Herman H. Goldstine, and John von Neumann, "Preliminary discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument," Datamation, September-October 1962.
• Gordon Bell and Allen Newell, Computer Structures: Readings and Examples (1971). ISBN 0-07-004357-4
• Raúl Rojas and Ulf Hashagen, (eds.) The First Computers: History and Architectures, MIT Press, Cambridge (2000). ISBN 0-262-68137-4

Enllaços externs

• Arithmometre.org, The reference about Thomas de Caramullar's arithmometers
• OldComputers.Com, extensive collection of information and pictures about old computers
• OldComputerMuseum.com Visit large collection of old digital and analog computers at Old Computer Museum
• Yahoo Computers and History
• "All-Magnetic Logic" computer developed at SRI International, in 1961
• Famous Names in the History of Computing. Free source for history of computing biographies.
• Stephen White's excellent computer history site (the above article is a modified version of his work, used with Permission)
• Computer History Museum
• Soviet Calculators Collection - a big collection of Soviet calculators, computers, computer mices and other devices

• Logarithmic timeline of greatest breakthroughs since start of computing era in 1623
• IEEE computer history timeline
• IEEE Annals of the History of Computing
• Konrad Zuse, inventor of first working programmable digital computer
• The Moore School Lectures and the British Lead in Stored Program Computer Development (1946–1953), article from Virtual Travelog
• MIT STS.035 – History of Computing from MIT OpenCourseWare for undergraduate level
• Key Resources in the History of Computing
• German computer museum with still runnable computer machines
• Charles Babbage Institute
• 1980s Italian computer magazine adverts

Història britànica

• Early British Computers
• Resurrection Bulletin of the Computer Conservation Society (UK) 1990–2006
• The story of the Manchester Mark I, 50th Anniversary website at the University of Manchester
• Rowayton Historical Society Birthplace of the World's First Business Computer