Historia del ordenador y ordenadores modernas para administradores de sistemas

Comencé mi ruta de administración del sistema Linux con hardware. Empecé por reparar el equipo de audio. Eventualmente fui a trabajar para IBM como ingeniero de atención al cliente (CE), reparando todo, desde perforadoras hasta ordenadores de rango medio como IBM System / 3, y finalmente la PC de IBM. Este camino finalmente me llevó a la programación y administración de sistemas.

Como administrador del sistema, descubrí que mi experiencia con el hardware a menudo me ayuda a solucionar problemas. También me ayuda a comprender el sistema operativo Linux y las herramientas que usamos a diario para localizar y solucionar problemas de hardware y software.

En esta serie de artículos, cubriré aspectos del hardware, como el funcionamiento de la unidad central de procesamiento (CPU), los tipos de memoria que se encuentran en los ordenadores y cómo funcionan los dos juntos.

Comencemos con un poco de historia y por qué la arquitectura informática actual es lo que es.

Índice

    Las primeras ordenadores

    Las primeras ordenadores fueron personas. Los seres humanos han estado realizando cálculos durante milenios, pero 1613 es el primer uso conocido del término "ordenadores" aplicado a las personas. Estas personas usaron sus cerebros para calcular. También utilizaban artilugios como el ábaco, regla de cálculo, Calculadora Frideny muchas otras calculadoras mecánicas para ayudarlos. Su conocimiento de fórmulas matemáticas y procedimientos informáticos les permitió realizar cálculos complejos, como los necesarios para poner humanos en órbita y recuperarlos.

    Nota la ábaco es ampliamente considerado como el primer dispositivo mecánico utilizado por humanos para ayudar a realizar cálculos matemáticos. El ábaco se desarrolló en lo que ahora es Irak hace unos 4.300 a 4.700 años.

    En el siglo 19, Charles Babbage diseñó una enorme calculadora mecánica llamada el, pero su construcción superó la tecnología de su época. Las ideas de Babbage para su máquina son las precursoras de algunos de los elementos de los ordenadores modernas. Por ejemplo, visualizó una "tienda" como un depósito de datos y una forma de procesador mecánico llamado "molino" (el procesador actual).

    Uno de los primeros dispositivos en prefigurar los ordenadores más modernas fue el, alrededor de 1860. El telar usaba tarjetas perforadas que contenían programas para automatizar el proceso de tejido. Otros esfuerzos para mecanizar el tejido precedieron a Jacquard y utilizaron redes de papel. Estos intentos no automatizaron completamente los telares, sino que simplemente mejoraron los métodos para establecer patrones de tejido.

    ¿Qué es un ordenador moderna?

    Todos los dispositivos de cálculo hasta mediados del siglo XX eran máquinas de calcular. Eran máquinas mecánicas muy complejas, pero no ordenadores. Realizaron cálculos complicados usando algoritmos rígidos, pero cada uno carecía de una o más de las características esenciales de los ordenadores modernas.

    He investigado mucho en línea para encontrar algún tipo de acuerdo universal sobre cuáles son estas características. Encontré muchos listados, pero la mayoría de ellos se centraron en la velocidad, la confiabilidad y la seguridad. Aunque estos son atributos esenciales para los ordenadores, no definen características. También se aplican a muchos dispositivos además de los ordenadores. Después de más investigación y algunas reflexiones personales, he formulado las siguientes características para definir lo que hoy llamamos un ordenador.

    1. Programa grabado

    El programa almacenado es una de las principales características definitorias de lo previsto por alain turing y es un atributo clave de los ordenadores modernas. La mayoría de las calculadoras mecánicas usaban dispositivos externos para almacenar sus programas. por ejemplo, el Máquina de contabilidad IBM 402 y su sucesor, el IBM 403, representan una expresión final de los periféricos de programas externos utilizados en muchas empresas hasta la década de 1970. Usaban paneles de conexión para programar los ciclos de cómputo de su máquina. Tenían suficientes registros de memoria interna (en forma de retransmisión) para almacenar algunos totales acumulados, como "totales de servicio", "totales semanales", "totales mensuales", "totales anuales", etc. Como CE en IBM, trabajé en estos dispositivos.

    Las ordenadores modernas usan memoria de acceso aleatorio (RAM) para almacenar sus programas mientras se ejecutan. El concepto de programa almacenado abre posibilidades poderosas y emocionantes, incluida la capacidad de cambiar la secuencia de ejecución del programa, así como el contenido y la lógica del programa.

    2. Datos almacenados

    Las máquinas de contabilidad IBM 402/403 no almacenaban internamente la información en la que trabajaban. Los datos se almacenaron en tarjetas perforadas de 80 columnas alimentadas a la máquina de contabilidad desde una tolva, generalmente una tarjeta por ciclo de cómputo, bajo el control del programa de tablero. Cada tarjeta era un récord. Las tarjetas debían ser clasificadas y ensambladas según criterios específicos para cada programa antes de ser introducidas en la tolva de la máquina. Este tipo de almacenamiento externo de datos requería que el programa obtuviera sus datos en un orden predeterminado utilizando la secuencia de tarjetas perforadas.

    Las ordenadores modernas almacenan sus datos en RAM, donde se puede acceder a ellos a voluntad mientras se ejecuta el programa. Esto significa que los datos se pueden obtener en cualquier orden y tantas veces como sea necesario.

    3. Espacio de memoria unificado

    El espacio de memoria unificado es una convergencia importante de programas almacenados y datos almacenados. Proporciona a los ordenadores modernas un único espacio de memoria RAM para programas y datos. Dado que el programa se almacena en la misma memoria que los datos, es fácil que el programa acceda a su propio código como si fueran solo datos. Por lo tanto, las aplicaciones pueden operar sobre sí mismas y modificar su propio código. Los programas y los datos son intercambiables y se pueden manipular con las mismas herramientas.

    El uso de un solo almacén de datos de RAM para programas y datos también simplifica la arquitectura de almacenamiento y el acceso a ella. Es más flexible almacenar programas o datos en diferentes cantidades para diferentes aplicaciones.

    4. Operaciones aritméticas

    Las ordenadores realizan operaciones aritméticas (matemáticas) porque eso es lo que se supone que deben hacer. Las ordenadores modernas realizan muchos otros tipos de actividades en texto y datos digitales, pero para el procesador, todas las operaciones funcionan de la misma manera.

    Esta característica parece estar excluida de la mayoría de las listas que he encontrado porque parece ser una suposición subyacente sobre lo que es un ordenador. Prefiero hacer de esto un elemento explícito en mi lista en aras de la exhaustividad, al menos.

    5. Operaciones lógicas

    Además de las operaciones aritméticas, los ordenadores también realizan varios tipos de operaciones lógicas. Estas operaciones lógicas determinan si dos valores numéricos son iguales o si dos cadenas de caracteres son iguales. Entre otras cosas, los resultados pueden determinar qué ruta de programa seguir para su posterior procesamiento o cuándo finaliza un algoritmo.

    6. Almacenamiento en línea

    almacenamiento se refiere a discos duros (HDD), unidades de estado sólido (SSD) o unidades de cinta que almacenan datos y programas "en línea" para acceso inmediato mientras se ejecuta el programa. A pesar de los dispositivos conectables en caliente, las unidades de almacenamiento están diseñadas para contener el sistema operativo, las aplicaciones y los datos requeridos por el sistema host y permanecer disponibles en todo momento. El almacenamiento en línea hace que las aplicaciones y los datos sean rápidamente accesibles para transferirlos a la RAM, sin intervención humana, donde el procesador puede acceder a ellos.

    El almacenamiento en línea se opone a lo que se llama almacenamiento. El almacenamiento fuera de línea, que no es un atributo necesario para un ordenador, puede ser un disco extraíble o una cinta montada según sea necesario para programas específicos. Los datos y programas almacenados fuera de línea requieren la intervención humana para que el ordenador pueda acceder a ellos. Por ejemplo, el almacenamiento fuera de línea requiere insertar un CD, DVD, unidad de almacenamiento externo USB o SATA, o una unidad flash USB en su ordenador para acceder a él.

    Herencia

    La tarjeta perforada ha sido el principal medio para almacenar datos y programas durante más de un siglo. Como resultado, el paradigma de procesamiento de datos en las primeras ordenadores digitales era el mismo que el de las calculadoras mecánicas a las que reemplazaron. En este paradigma, cada tarjeta perforada representa un registro. Los datos todavía se almacenaban en tarjetas perforadas incluso después de que los ordenadores se afianzaran en los procesos comerciales modernos en la década de 1960. Estos datos incluían información de clientes, datos de empleados, transacciones contables, horas trabajadas, etc. Las tarjetas se han utilizado para realizar muchas tareas fuera de línea, como clasificar tarjetas (registros) en el orden correcto, extraer solo tarjetas que cumplan con criterios específicos, fusionar tarjetas de múltiples fuentes en un conjunto en el orden deseado, etc. Todo esto tenía la intención de preparar un conjunto particular de registros para usar como entrada para cualquier programa que los usaría como entrada en el ordenador misma.

    De hecho, este enfoque basado en registros prevalece tanto en el mundo de los mainframes que, incluso hoy, el sistema operativo MVS de IBM aún utiliza un sistema de archivos basado en registros relacionado con muchos de los mismos conceptos que las tarjetas perforadas.

    una lengua antigua, Generador de programas de informes (RPG), fue diseñado intencionalmente para imitar el ciclo de cálculo de las máquinas de contabilidad de IBM para los ordenadores medianas y pequeñas de IBM. Este diseño tenía la intención explícita de atraer a las muchas pequeñas empresas que todavía usaban máquinas de contabilidad de IBM a fines de la década de 1970.

    Cualquier máquina que utilice tarjetas perforadas se denomina genéricamente dispositivo de tipo "unidad de grabación".

    Conclusión

    Así que ahí lo tiene, una breve lección de historia que da una perspectiva de hasta dónde han llegado los ordenadores más allá de las máquinas calculadoras originales. Tenemos que apreciar de dónde venimos para entender dónde estamos hoy. También he enumerado las características que definen un ordenador moderna. En mi próxima publicación, relacionaré esta historia con el desarrollo y la funcionalidad de los procesadores modernos.

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