TEMA 2.1 | Evolución

Evolución del Hardware

1ª Generación

• ENIAC.

• Válvulas electrónicas de vacío o tubos de vacío.

2ª Generación

• Transistores:
• Inventados por los físicos Walter Brattain, William Shockley y John Bardeen.
• El uso de transistores hizo que se redujera el tamaño de los circuitos y que aumentara la fiabilidad.

3ª Generación

• Circuitos integrados:
• Estructura de silicio sobre el que se imprimen circuitos electrónicos.
• A mediados de los 60, se empezaron a conocer cómo chips.

• Válvula de Vacío:
• Utilizada para amplificar, conmutar o modificar una señal electrónica.
• Fue sustituida por el transistor, integrados en gran cantidad en chips.

• Computadora:
• Numerosos transistores conectados de forma lógica.

• Circuitos integrados:
• Conocidos como microchips o chips.
• Hizo que la construcción de los ordenadores fuese más barata.
• Menor consumo de energía y mayor fiabilidad.

• Microprocesador y microcontrolador:
• En la década de los 70 nacen casi a la vez los primeros Microprocesador y Microcontrolador.
• El primero fue de Intel y el segundo de Texas Instruments.

4ª Generación

• 1947 - 1972: Era de la electrónica.
• 1971: Surge el microprocesador.
• Aparecen los transistores, grandes ordenadores, circuitos integrados, etc.

• 1972 - ¿ ?: Era de la información.
• Ordenador personal, internet, etc.
• Esta era inicia la Era de la transformación digital.

• 2020 - ¿ ?: Era de las mentes artificiales.
• El aprendizaje y la emergencia son cualidades definitorias.
• Digitalizar: Representar cualquier información mediante el mismo formato y utilizando diferentes lenguajes de programación.
• Computador digital: Pieza indispensable de la tecnología. Gracias al software, es capaz de desarrollar multitud de funciones.

Primer Circuito Integrado en Base de Silicio - 1959

• Robert Noyce:
• Cofundador de Intel y de Fairchild Semiconductor.
• Realiza el primer circuito integrado de silicio usando deposición de vapor.
• Su circuito integrado era el más adecuado para la producción en masa.

• Jack Kilby:
• Científico de Texas Instruments.
• Considerado el inventor del circuito integrado.
• Recibió el Premio Nobel en el año 2000 por su enorme contribución.
• Consiguió incluir en una sola pieza de silicio varios componentes electrónicos como los transistores.

• Noyce:
• Cofundó con Gordon Moore la Intel Corporation (Integrated Electronics Corporation) en 1968.
• Desarrolló el microprocesador y ayudó a crear numerosas industrias electrónicas.

• Microprocesador:
• La CPU gobierna todos los elementos.
• La ALU (Unidad Aritmético - Lógica) es la encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas.
• Cuando estas dos unidades se integran en un microchip, se le da el nombre de microprocesador.
• El primer microprocesador comercial fue el Intel 4004 (1971).
• Intel recurrió a Faggin para el proyecto del primer microprocesador desarrollado para una calculadora.

Primer Microprocesador del Mundo de 8 Bits, EL 8008 - 1972

• Federico Faggin creó el primer microprocesador del mundo (8bits), el 8008, usado en terminales informáticos.

• 1974: Microprocesador 8080.

• 1976: Microprocesador Z-80.

• 1978: Microprocesador 8086.

• 1982: Microprocesador de 16 bits ( x86).

Miniaturización

• Para fabricar un semiconductor hacen falta tecnologías capaces de dibujar los circuitos a niveles atómicos en placas de silicio.

• Como en cada oblea de silicio hay varias copias, se recortan y se meten en cajas o encapsulados (chips).

• La tasa de obleas que salen defectuosas puede ser baja o alta: Cuanto más pequeños, más fácil que salgan defectuosas (10, 5 nm).

• Para fabricar un procesador, se necesitan instalaciones complejas, libres de contaminación, con medidas concretas y máquinas muy caras.

• Máquina de litografía: Máquina más importante para hacer procesadores. Cuanto más pequeño sea el dibujo, más pequeño será el procesador.

• Japón:
• Empresas como Nikon o Canon podían competir para imprimir circuitos de hasta 10-50nm.

• Holanda:
• ASML se está haciendo con la práctica totalidad del mercado. Fabrican EUV litography.
• La tecnología que suelen llevar cualquiera de los teléfonos de última generación es la de 5 nm.

• China:
• Es el único país del mundo que podría crear fábricas para generar chips de última generación, cosa que no agrada a EEUU, ni Occidente.
• Algunos critican que Occidente prefiera escasez de chips a que China se convierta en el mayor fabricante de chips de alta gama del mundo.

• Desventaja Estratégica:
• Los estados que con capacidad de producción de semiconductores son necesarios para teléfonos móviles, gestionar administraciones, etc.
• Además, de imprescindibles, en situaciones de guerra (los primeros ordenadores se utilizaron en la 2ª Guerra Mundial).

• Seguridad Nacional:
• Los países importan procesadores y chips con puertas traseras para el espionaje entre países.

• Discos duros:
• Guardan información en un sustrato magnético. En los últimos 35 años la capacidad del disco se ha duplicado.

Discos Duros, SSD, Memoria USB, Tarjetas de Memoria

• Se basan en nanoelectrónica de transistores, fundiciones y fábricas similares.

• Tarde o temprano, se acabarán los discos duros convencionales y la nube sustituirá por completo los datos locales en 2020 - 2030.

• SSD:
• Se degrada rápidamente con el uso.
• Conforme va leyendo y escribiendo datos, se van rompiendo celdas de memoria.
• También afecta la radiación y la elevada temperatura.

La Nube

• Almacenes repartidos por todo el mundo, llenos de ordenadores con millones de discos duros siempre encendidos.

• Se encuentran debajo de bancos, dentro de edificios públicos, etc.

• Normalmente, se busca que la energía sea barata, que este cerca de donde hay que servir datos, mínimo calor posible, etc.
• Nube Pública:
• Se puede contratar por empresas o particulares.
• 47% Amazon - 22% Microsoft - 7% Google - 8% Alibaba.
• Nube Privada:
• Grandes empresas, proveedores de internet, gobiernos y agencias.
• El 60 % de las empresas europeas tienen parte de su infraestructura en la nube.
• PROBLEMA:
• Con la nube no podemos controlar quién tiene acceso a nuestros datos.

• La nube de Amazon es la más grande para uso público, que las empresas puedan utilizar.

• La nube de Google es sobre todo para uso propio.

Evolución del Software

• Software: Programas y ejecutables escritos mediante un lenguaje de programación.

• Definiciones básicas:
• Lenguaje en el que se utilizan las técnicas de optimización habituales que consiguen compilaciones a código máquina (0 - 1).
• Lenguaje formal para escribir una serie de órdenes en forma de algoritmos que ejecutan tareas en un sistema informático.

• Algoritmo: Secuencia finita de instrucciones, reglas o pasos que describen de manera precisa las operaciones que un ordenador ha de ejecutar.

Lenguajes Alto Nivel

• Compilador: Programa que traduce los programas escritos en lenguaje de programación de alto nivel.

• 1957: Fortran.
• Objetivo: La expresión clara y concisa de fórmulas y ecuaciones matemáticas de cálculo.

• 1959: Cobol.
• Objetivo: Mejorar el rendimiento de Fortran.

• 1970: Pascal.
• Objetivo: Crear un lenguaje con fines docentes, sencillo y transportable, y que aplicara los principios de la programación estructurada.
• Niklaus Wirth.

Lenguajes Bajo Nivel

• Código Máquina: Representante de los lenguajes de primera generación.

• Cada diseño de procesador tiene su propio código máquina.

• Ensambladores:
• Considerados lenguajes de segunda generación.
• Un lenguaje ensamblador es dependiente del hardware.
• Consiste en utilizar códigos nemotécnicos en lugar de unos y ceros para indicar las instrucciones y referenciar los registros.

Tercera Generación

• Identifica los lenguajes de programación de alto nivel que son independientes del hardware.
• C, C++, C#.
• Ada y Java.

Cuarta Generación

• Se busca diseñar nuevos lenguajes de programación que fuesen un refinamiento y una evolución de los lenguajes de tercera generación.

• Cada nueva generación de lenguajes de programación aumenta el nivel de abstracción.

Información Extra

• Alan Turing inspiró a muchos informáticos.

• Joseph Weizenbaum (MIT):
• Partió de la posibilidad de desarrollar máquinas que sean capaces de comportarse como humanos.
• En 1966, desarrolló un programa con el que pretendía engañar a los humanos haciéndoles pensar que estaban hablando con otra persona.

• ELIZA → Primer bot conversacional de la historia (Existe el mito de que superó el Test de Turing).