Ordinador

IBM_Thinkpad_R51.jpg]] Un ordinador o computadora, és un aparell que serveix per processar informació seguint uns procediments determinats. Tot i que aparells com l'àbac i altres calculadores mecàniques entren dins d'aquesta definició, els ordinadors moderns són aparells electrònics, basats en l'Àlgebra de Boole i el sistema binari. La paraula "ordinador" ve del mot llatí ordinator que vol dir "que ordena".

Història de l'ordinador

La prehistòria (màquines de calcular)

Boulier1.JPG marcant el número 37.925]] No va ser fins fa uns 5000 anys que els babilonis varen inventar l'àbac, el primer aparell relacionat amb les matemàtiques.

A principis del 1600, John Napier, (matemàtic escocès) va inventar els logaritmes (que tenen per base el nombre "e", logaritmes neperians), i va crear els ossos de Napier, un taulell enorme que permetia multiplicar grans xifres.

Basat en els logaritmes neperians, William Oughtred va inventar al 1610 un regle que mitjançant sumes i restes permetia càlculs aritmètics.

Al 1617, Wilhelm Schickard, (matemàtic alemany) va dissenyar una primera calculadora capaç de sumar, restar, multiplicar i dividir. Quan acabava el seu invent, un incendi el va destruir, però van quedar uns esquemes que vàren permetre reconstruir l'artefacte al 1970.

Si ens remuntem en la història, la primera màquina de calcular mecànica (la Pascalina), precursora de l'ordinador digital, va ser inventada l'any 1642 pel matemàtic francès Blaise Pascal (1623-1662). Permetia sumava i restava nombres de fins a 8 dígits. Va crear també 50 aparells més amb aquestes característiques.

Al 1694, Gottfried Von Leibniz, va millorar la Pascaline perquè també fes multiplicacions i divisions. I a més va fer un estudi sobre la matemàtica Binària que va permetre a Boole desenvolupar un sistema de lògica, l'àlgebra de Boole al 1854, un pas important per als primers ordinadors.

Al 1790 Jacquard va utilitzar targetes perforades per introduir trames en una màquina tèxtil.

Molts historiadors consideren com l'autèntic inventor de l'ordinador digital modern al matemàtic i inventor britànic Charles Babbage (1792-1871) amb la seva 'màquina diferencial' que permet resoldre equacions polinòmiques pel mètode diferencial i la 'màquina analítica' que va ser dissenyada com dispositiu de còmput general. La Comtessa Ada Byron (1815-1851) és considerada la primera programadora ja que es va fer càrrec de l'anàlisi i el desenvolupament del projecte de Charles Babbage.

Al 1890, Herman Hollerith, amb el sistema de targetes perforades completa el cens de la població dels estats Units en 2 anys, davant els 7 anys que es necessitava en aquell moment per a fer la mateixa tasca de manera manual.

Hollerith va muntar la seva empresa: Tabulating Machine Company, que després de canviar de nom molts vegades, fins que finalment al 1924 va denominar-se : International Bussines Machine, més coneguda com IBM.

La primera generació (1939-1958) Relés i Làmpades de buit

Eren màquines gegantines, construïdes amb finalitats específiques, poc versàtils i difícils de programar.

Els primers ordinadors electrònics i programables van ser dissenyats per l'alemany Konrad Zuse: el Z1 (1938) i el Z3 (1941).

Durant la II Guerra Mundial, un equip de científics i matemàtics que treballaven a Bletchley Park, al nord de Londres (Anglaterra), van crear el que es va considerar el primer ordinador digital totalment electrònic: el COLOSSUS.

Cap el 1943, COLOSSUS ja era totalment operatiu i va ser utilitzat per aquest equip de científics que dirigia el matemàtic britànic Alan Mathison Turing per descodificar els missatges de ràdio xifrats dels alemanys.

Independentment d'aquest projecte, l'any 1939, el físic nord-americà John Vincent Atanasoff i Clifford Edward Berry, un estudiant graduat de física, ja havien construït un prototipus de màquina electrònica al Iowa State College (EUA). El construiren al 1942, i l'anomenaren l'ABC (Atanasoff Berry Computer).

Sembla que no hi ha acord en qui va ser el primer però com tots els invents, no apareixen de sobte sinó que tenen una llarga història d'antecedents sense els quals hauria estat impossible arribar fins el moment present.

Però a l'antic edifici de Física de la Universitat de Iowa (EUA) hi figura una placa que diu:

El primer computador digital electrònic d'operació automàtica va ser construït en aquest edifici l'any 1939 per John Vincent Atanasoff, matemàtic i físic de la Universitat, i és qui va concebre la idea, i per Clifford Edward Berry, estudiant graduat de física.

La controvèrsia està servida.

1944 IBM Construeix la MARK I que és el primer ordinador construït a gran escala. Basat amb relés elèctrics. Mesurava 15 metros de llarg per 2,40 d'alt, pesava 5 tones. Tardava 1 segon a fer una suma, 6 a fer una multiplicació i molt més per una divisió.

1946 John Mauchly i J. Presper Eckert. Construeixen l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Màquina basada en tubs de buit com els que hi ha a les ràdios antigues. 17.468 tubs, 30 metres de llarg x 2,40 metres d'alt, 80 tones, 5000 sumes i 360 multiplicacions per segon. Treballaren en el projecte de manera secreta des de que John Mauchly visità la seu de l'ABC al 1941, i tornà a la Universitat de Pensylvania per a formar equip amb J. Presper Eckert. L'ENIAC va ser conegut com el primer ordinador electrònic digital de la història, fins que al 1973 el jutge Larson va invalidar la patent de l'ENIAC i va donar la raó a Atanasoff i Berry.

1949 John Von Newman s'incorpora al equip de John Mauchly i J. Presper Eckert i junts, construeixen l' EDVAC (Electronic Discrete variable Automatic Computer) És la primera màquina que incorpora memòria.

1951 John Mauchly i J. Presper Eckert Construeixen l' UNIVAC (Universal Automatic Computer). Dissenyada per propòsits d'us general. És la primera màquina que permet processar problemes alfanumèrics i de dades. És amb l'UNIVAC que neixen els ordinadors comercials.

Al 1953 apareix l'IBM 701, el Burrough E-101, i el Honeywell Datamatic 1000. Són la primera generació d'ordinadors, amb un sistema de làmpades de buit que permetien o interrompien el pas de la corrent.

La segona generació (1959-1964) - Transistors

La màxima limitació que tenien els components dels ordinadors fins llavors era a causa de la seva lenta velocitat de processament. El descobriment del transistor va fer que augmentés espectacularment la velocitat de càlcul dels nous ordinadors.

Es van crear noves professions; programador, analista, expert en sistemes d’informació, i es va iniciar la indústria del programari.

1948: William Bradford Shockley, John Bardeen i Walter H. Brattain Inventen el Transistor.

1959 IBM treu el seu primer ordinador transistoritzat, els models 1620 fins 1790

1961: Apareixen nous conceptes pioners, entre ells el caràcter de 8 bits

1962: IBM treu al mercat els primers discs removibles que es van convertir en un estàndard de la indústria de la computació.

1964: La evolució dels ordinadors fa que sorgeixin llenguatges d’alt nivell, més entenedors com el COBOL, FORTRAN o BASIC.

La tercera generació d'ordinadors (1964-1971) – Circuits Integrats

Tot i que els circuits integrats van ser inventats en el 1958, no va ser fins al 1964 que es van construir ordinadors amb aquests components. Varen ser els primers ordinadors en disposar de sistema operatiu que controlava l’execució dels diferents programes a executar.

1958. Jack Kilby de Texas Instruments fabrica el primer circuit integrat. La idea d’un circuit integrat, és la d’encapsular transistors en un mateix xip. Fent que els transistors siguin més petits i propers per tal que un impuls elèctric, viatgi més ràpid, ja que ha de transcórrer menys espai. En un mateix xip s’han integrat fins a milions de transistors.

1964. IBM treu els primers ordinadors basats amb circuits integrats. És la família de IBM 360

1966. Texas instruments treu la seva primera calculadora de butxaca.

1968. Es funda Integrated Electronics (INTEL) dedicada a la construcció de circuits integrats.

La quarta generació d'ordinadors (1971-...) – PC’s

La primera generació d’ordinadors personals van usar xips tals com 8008, 8080 d’intel, el Z80 de Zilog o el 6800 de Motorola. Aquests xips es dissenyen amb objectius genèrics i gràcies al programari poden executar funcions molt diverses.

Durant aquesta generació l’evolució dels microprocessadors ha seguit la llei de Moore (que al 1965 va dir que la capacitat dels microproceesadors es doblaria cada 2 anys), duplicant-se cada 18 mesos.

1971. Intel treu el microprocessador 4004. Encarregat per una empresa japonesa per fer una calculadora d’escriptori. Era un xip de 4 bits, amb 2300 transistors que processaven 108 kHz. Tenia una capacitat per a 4KB de memòria.

1973. IBM treu al mercat els discs durs anomenats Winchester.

1974. Intel fabrica la primera CPU, intel 8080. Tenia una capacitat per a 64KB de memòria i un bus de 8 bits.

1975. William Henry Gates i Paul Allen funden Microsoft.

1975. Gary Klidall i John Torode treuen CP/M (Control Program for Microcomputers) el primer Sistema Operatiu estàndard, per les màquines basades amb els xips 8080 d’intel i el Z80.

1976. Steven Wozniak i Steven Jobs van fundar Apple Computer.

1978. Intel fabrica la CPU, intel 8086 (de 16 bits). IBM va treure al mercat el seu primer PC, amb un xip de mateixa la família, un intel 8088 (amb bus de dades extern de 8 bits). D’aquí van sorgir els 80286, 80386 (de 32 bits), 80486 (amb coprocessador matemàtic incorporat), i Pèntium, II, III i IV. Els pc’s que trobem actualment al mercat són una evolució dels 8086.

2000 Intel Fabrica el Pentium 4 -> 42.000.000 de transistors

2003 Apareixen els primers xips de 64 bits l'Opteron de AMD i l'Itanium d'Intel

Intent fallit de cinquena generació

L’any 1982, el Ministeri d’Indústria Japonès va intentar revolucionar el món dels ordinadors llençant un projecte per a desenvolupar ordinadors de cinquena generació en un plaç de 10 anys. Havien de ser ordinadors capaços d'utilitzar intel·ligència (sistemes experts) per tal de solventar els problemes.

Tot indueix a pensar que els resultats d'aquest projecte no es van correspondre ni de bon tros amb les expectatives que es van generar.

El futur

Encara no s’ha trobat cap substitut comercial per als xips de silici. Entre altres, es parla dels ordinadors basats en ADN (on molècules d’ADN farien interaccionarien realitzant càlculs en paral.lel), dels ordinadors quàntics (Que no estarien basats només en el 0 o el 1, sinó també en un conjunt d’estats intermedis típics de la física quàntica).

Parts d’un ordinador

El processador

El cervell de la màquina és el processador o la unitat central de procés (CPU). És un xip amb milions de microtransistors capaç d'executar milions d'instruccions per segon. És l'encarregat d'agafar les dades d'entrada, i executar les instruccions d'un programa informàtic per a generar uns resultats (dades de sortida). La seva potència vé donada per la seva velocitat mesurada en GigaHertz(GHz), el tipus de CPU (Pentium 3, Pentium 4, Athlon,...), i la mida de la memòria cau que incorpora (pot ser de nivell 1, 2 i 3).

Està muntada dins la caixa (també anomenada torre) que ocupa més o menys espai a la taula i que conté les parts de l'ordinador que han d'anar més properes al processador.

La memòria principal

La memòria és l'encarregada d'emmagatzemar les dades i els programes que s'han d'anar enviant al processador, per a la seva execució. També s'encarrega de guardar les dades que aquest genera.

Rep el nom de memòria principal aquella a la que el processador accedeix de forma directa, amb molta freqüència. Per les seves característiques, en general s'utilitza la memòria de tipus RAM (memòria d'accés aleatori) per a aquesta funció.

Totes les unitats de memòria es poden classificar segons la capacitat ( 256 megabytes (MB), 512 MB, ...) i el tipus (de menys ràpida a més); SDRAM(100), SDRAM(133), DDR (266), DDR(333), DDR(400),...

Dispositius d'emmagatzematge

Per qüestions tècniques, normalment resulta impossible emmagatzemar tota la informació a la memòria principal. Per aquest motiu, existeix la memòria secundària, on s'emmagatzema tota la informació amb la que no estigui treballant el processador en aquell moment. En general, aquesta és constituida per tota una sèrie de dispositius d'emmagatzematge diferenciats de la computadora en si mateixa.

A diferència de la memòria principal, que sol ser volàtil (s'esborra en apagar l'ordinador), els dispositius d'emmagatzematge solen ser no volàtils (es conserva el seu contingut al apagar l'ordinador). En tenim de diferents tipus: disquets, discs durs, CD (Disc Compacte), DVD, cintes, memòries flash, ...

Dispositius d'Entrada i Sortida

Ens permeten comunicar-nos amb l'ordinador;

D'entrada; El teclat, el ratolí, el joystick, l'escàner, el micròfon, la càmera web, ...

De sortida; El monitor, l'altaveu, la impressora,...

Altres dispositius

Dins la caixa de l'ordinador (o la torre), cal connectar el processador amb tots els altres dispositius, per a fer-ho, utilitzem la placa base, sobre la qual s'hi instal.la;

El processador
La memòria principal
Els dispositius d'emmagatzemament
Els dispositius d'entrada i sortida
Els busos (connecten els dispositius interns entre si)
La tarja de vídeo (construeix les imatges que veiem pel monitor)
La tarja de so (permet la reproducció i gravació d'audio)
La font d’alimentació (proporciona l'electricitat necessària als diferents components)
Els ports de comunicacions (connecten amb dispositius externs) (USB, sèrie, paral.lel, PS/2,...)

El programari

El programari no forma part de l'ordinador, però permet que aquest executi les tasques que necessitem. El primer programa que es carrega a l'engegar l'ordinador és el sistema operatiu. En aquests moments, Windows és el sistema més utilitzat en ordinadors domèstics. Linux, un sistema operatiu lliure, és el seu principal competidor. A part del sistema operatiu també hi trobem el microprogramari, que és aquell programari específic d'un dispositiu; les biblioteques que contenen funcions comunes del sistema operatiu i les aplicacions, que tenen una funció concreta (editors de texts, fulls de càlcul, aplicacions multimèdia, etc.)

Ordinadors del futur

No podem saber com seran els ordinadors del futur , però el que sí podem saber són les tendències en el món de la Informàtica i es poden fer hipòtesis de quin és el rumb cap el qual es dirigirà.

Així, una tendència constant en el desenvolupament dels ordinadors és la microminiaturització, iniciativa que tendeix a comprimir més elements de circuits en un espai de xip cada vegada més petit.

Actualment existeixen ordinadors de butxaca, que es poden agafar amb una sola mà, amb gairebé les mateixes prestacions d'un ordinador personal.

Un xip és un element bàsic de la microelectrònica, de dimensions molt reduïdes, que normalment conté molts dispositius electrònics que formen un circuit integrat.

A més, els investigadors intenten agilitzar el funcionament dels circuits mitjançant l'ús de la superconductivitat, un fenomen de disminució de la resistència elèctrica que s'observa quan es refreden els objectes a temperatures molt baixes.

Les xarxes informàtiques, han adquirit cada vegada més importància en el desenvolupament de la tecnologia informàtica. Les xarxes són grups d'ordinadors interconnectats mitjançant sistemes de comunicació.

La xarxa pública Internet, és un exemple de xarxa informàtica planetària. Les xarxes permeten que els ordinadors connectats intercanviïn ràpidament informació, i en alguns casos, comparteixin una tasca, amb la qual cosa molts ordinadors poden cooperar per realitzar una feina específica.

En aquests moments, s'estan desenvolupant noves tecnologies d'equip físic i suport lògic que acceleraran aquests processos.

Una altra tendència és el desenvolupament d'ordinadors de cinquena generació, amb capacitat per resoldre problemes complexos de manera que es poguessin arribar a considerar creatius.

Una via que s'està explorant activament és l'ordinador de procés paral·lel, que utilitza molts xips per a realitzar vàries tasques diferents al mateix temps. Aquest procés paral·lel podria arribar a reproduir, fins a cert punt, les complexes funcions que caracteritzen el pensament humà.

Una altra forma de procés paral·lel que s'està investigant és la utilització d'ordinadors moleculars. En aquests ordinadors, els símbols lògics s'expressarien per unitats químiques d'ADN en comptes de pel flux d'electrons habitual en els ordinadors d'ara. Els ordinadors moleculars podrien arribar a resoldre problemes complicats molt més ràpidament que els actuals superordinadors amb una despesa molt més petita d'energia.

Vegeu

Informàtica de butxaca

Maquinari

Gourt Home::Gourt :: Ordinador