grupoHardware

Máster Universitario en Formación del Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato y Formación Profesional __** Evolución del Har﻿dware **__ =Índice=
 * Autores:**
 * Daniel Suárez Martínez
 * David García Diego
 * Juan Miguel Otero
 * Carlos de la Torre
 * Introducción
 * Desde los inicios hasta el final de la 2a Guerra Mundial
 * 1) Máquina Aritmética de Pascal (1642)
 * 2) Calculadora Universal (1671)
 * 3) Teléfono (1876)
 * 4) Máquina Tabuladora (1886)
 * 5) IBM 601 (1931)
 * 6) Calculadoras Z1, Z2 y Z3 (1938 - 1941)
 * 7) Atanasoff–Berry Computer (1942)
 * El Hardware Moderno
 * 1) 1a Generación
 * 2) 2a Generación
 * 3) 3a Generación
 * 4) 4a Generación


 * Apéndice: Hito de la Informática (Discos duros)
 * 1) Resumen
 * 2) Introducción
 * 3) Breve reseña histórica
 * 4) Funcionamiento interno
 * 5) Problemas con el disco duro
 * 6) Resultados
 * 7) Conclusiones
 * Síntesis
 * Referencias

= Introducción =

La informática es una ciencia que evoluciona a una velocidad muy elevada, pero esto no hubiera sido posible si no se hubiera servido de otras ciencias como la física, la electrónica y, sobre todo, las matemáticas. Se podría decir que el mayor ancestro de los ordenadores actuales es el ábaco, inventado en el 3500 antes de Cristo, ya que fue uno de los primeros artefactos que se conoce que se haya usado para facilitar las operaciones matemáticas. En el año 1300 antes de Cristo se crearía una versión distinta pero mejor del ábaco. En este informe vamos a hablar de algunos de los hitos de hardware de la informática. He de añadir que en este artículo nos limitamos a máquinas que han sido construidas, aunque es cierto que las máquinas diseñadas pero no construidas fueron importantes a la hora de influir en las máquinas que sí fueron construidas.La clasificación evolutiva del hardware moderno está dividida en generaciones, donde cada una supone un cambio tecnológico muy notable. El origen de las primeras es sencillo de establecer, ya que en ellas el hardware fue sufriendo cambios radicales. Los componentes esenciales que constituyen la electrónica fueron totalmente reemplazados en las primeras tres generaciones, originando cambios que resultaron trascendentales. En las últimas décadas es más difícil distinguir las nuevas generaciones, ya que los cambios han sido graduales y existe cierta continuidad en las tecnologías usadas.

= Desde los inicios hasta el final de la 2a Guerra Mundial =

1.- Máquina Aritmética de Pascal (1642)
A pesar de ser inventada en el año 1642, Pascal realizó varias versiones de la máquina y no se mostró al público una versión definitiva hasta 1645, de ahí que algunas personas digan que se inventó en 1645 y no en 1642.

La máquina es en el fondo una calculadora que funciona rotando unas ruedas con números del 0 al 9. Estas ruedas se rotaban con una varilla (a modo de destornillador) que se encajaba en las ruedas, de forma que dentro de la máquina se movían los engranajes realizando la suma que se mostraba en la parte superior. Estas ruedas funcionaban como las ruedas de los teléfonos antiguos, de modo que cuando se soltaban volvían a la posición inicial, pero la operación se mantenía.

2.- Calculadora Universal (1671)
Gottfried Leibniz, basándose en la máquina de Pascal, creó la Staffelwalze (Step Reckoner, también conocida como Stepped Reckoner o máquina de Leibniz). Además de permitir la suma y la resta podía realizar multiplicaciones, divisiones y raíces cuadradas. En un principio era una buena máquina y podían construirse modelos más grandes para permitir calcular números mayores.

3.- Teléfono (1876)
Alexander Graham Bell desarrolló este invento capaz de transmitir y recibir el sonido que capta a través del micrófono. El teléfono convencional se compone de dos circuitos: el circuito de conversación y el circuito de marcación. Pese a ser dos circuitos distintos éstos comparten el mismo par de hilos. Estos hilos se conectan a una central y desde ella, mediante la señalización indicada en la marcación, se envía la señal al destino. Para enviar señales en sentido opuesto por la misma línea se utiliza un transformador híbrido, un acoplador de potencia dicho con otras palabras.

4.- Máquina Tabuladora (1886)
La máquina tabuladora fue un dispositivo eléctrico diseñado para clasificar información. Pese a que fuese creada en 1886 por Hernan Hollerith, esta máquina se hizo "famosa" en 1890 ya que fue usada para clasificar el censo de Estados Unidos. Esta máquina utilizaba las famosas tarjetas perforadas.



5.- IBM 601 (1931)
Esta máquina ya tenía un tamaño más reducido, aproximadamente el de un piano de cola. Permitía sumar, restar y multiplicar por medio de tarjetas perforadas.



6.- Calculadoras Z1, Z2 y Z3 (1938 - 1941)
Todas creadas por Konrad Zuse. La Z1 era una calculadora binaria que leía las instrucciones a partir de una cinta perforada. La Z2 era una mejora de la Z1 que utilizaba relés telefónicos para funcionar.La Z3 es considerada como la primera computadora electromecánica funcional creada. Permitía hacer cálculos extensivos automatizados.



7.- Atanasoff–Berry Computer (1942)
Fue la primera calculadora digital, totalmente electrónica. Fue un avance muy importante en la informática moderna gracias a la inclusión de la aritmética binaria y a los marcadores electrónicos, pero sobretodo fue importante por la capacidad de almacenar programas.



=El Hardware Moderno=

1ª Generación (1945-1956)
Electrónica implementada con tubos de vacío. Fueron las primeras máquinas que desplazaron los componentes electromecánicos (relés). El tubo de vacío o bulbo, es un componente electrónico utilizado para amplificar, conmutar, o modificar una señal eléctrica mediante el control del movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de gases especialmente seleccionados. Fue el componente crítico que posibilitó el desarrollo de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX, incluyendo la expansión y comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, informática, control industrial, etc.



2ª Generación (1957-1963)
Electrónica desarrollada con transistores. La lógica discreta era muy parecida a la anterior, pero la implementación resultó mucho más pequeña, reduciendo, entre otros factores, el tamaño de un ordenador en notable escala. El transistor es un dispositivo semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, ordenadores, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc.



3ª Generación (1964-HOY)
Electrónica basada en circuitos integrados. Esta tecnología permitió integrar cientos de transistores y otros componentes electrónicos en un único circuito integrado impreso en una pastilla de silicio. Los ordenadores redujeron así considerablemente su costo, consumo y tamaño, incrementándose su capacidad, velocidad y fiabilidad, hasta producir máquinas como las que existen en la actualidad. Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.

4ª Generación (FUTURO)
Probablemente se originará cuando los circuitos de silicio, integrados a alta escala, sean reemplazados por un nuevo tipo de material o tecnología. La aparición del microprocesador marca un hito de relevancia, y para muchos autores constituye el inicio de la cuarta generación. A diferencia de los cambios tecnológicos anteriores, su invención no supuso la desaparición radical de los computadores que no lo utilizaban. Así, aunque el microprocesador 4004 fue lanzado al mercado en 1971, todavía a comienzo de los 80's había computadores, como el PDP-11/44, con lógica carente de microprocesador que continuaban exitosamente en el mercado; es decir, en este caso el desplazamiento ha sido muy gradual. Otro hito tecnológico usado con frecuencia para definir el inicio de la cuarta generación es la aparición de los circuitos integrados VLSI (Very Large Scale Integration), a principios de los ochenta. Al igual que el microprocesador, no supuso el cambio inmediato y la rápida desaparición de los computadores basados en circuitos integrados en más bajas escalas de integración. Muchos equipos implementados con tecnologías VLSI y MSI (Medium Scale Integration) aún coexistían exitosamente hasta bien entrados los 90.

= Apéndice: Hitos de la Informática (Discos duros) =

1.- Resumen
El presente artículo técnico aborda un hito del hardware en la informática como es la creación del primer disco duro, su evolución a lo largo de los años hasta llegar a la actualidad y los retos a los que se afronta en el futuro.

El objetivo de este trabajo es conocer cual fue su origen, un repaso por la historia más reciente y los avances tecnológicos que se han ido produciendo en esta materia.

2.- Introducción
Este apéndice pretende ser uno más de los muchos artículos que hay escritos a cerca de esta materia donde se recoge los puntos más importantes para que el lector sin ser un experto tenga una visión lo más global y amena posible. Introducido por IBM en 1956, las unidades de disco duro han disminuido de tamaño y coste físico en los últimos años al tiempo de aumentar espectacularmente la capacidad.Se estructura en 7 secciones: historia, funcionamiento interno, problemas, técnicas de resolución, resultados, conclusiones y referencias.

3.- Breve reseña histórica
La historia de los discos duros se inició en 1955 con el ordenador IBM 305. Durante muchos años, los discos duros son dispositivos grandes, incómodos, más adecuado para su uso en el entorno protegido de un centro de datos que en un entorno industrial o la pequeña oficina (debido a su tamaño y al consumo de energí). Antes de la década de 1980, requerían una gran cantidad de espacio (conocidos como "lavadoras") y en muchos casos necesitan conexiones de energía de alto amperaje o incluso tres fases debido a los grandes motores que utilizaban. Los discos duros no eran de uso general hasta después de 1980 (en esta década las unidades internas se convirtieron en el sistema de elección en los ordenadores), cuando Seagate Technology introdujo el ST-506, el primer disco duro de 5,25 pulgadas, con una capacidad de 5 megabytes. La mayoría de los discos duros de microcomputadoras de disco en la década de 1980 no fueron vendidos bajo los nombres de sus fabricante, sino por los fabricantes de equipos como parte de periféricos más grandes (como el sistema de disco de Corvus y el perfil de Apple). La IBM PC/XT tenía un disco duro interno, a partir de este momento, comenzó la tendencia hacia la compra de unidades y la instalación directamente en un sistema. La capacidad de los discos duros ha crecido de manera exponencial con el tiempo. Con los primeros ordenadores personales, una unidad con una capacidad de 20 mebabytes se consideró de gran tamaño. A principios de 2007, los discos duros de sobremesa suelen tener una capacidad de 100 a 500 gigabytes, mientras que las unidades de mayor capacidad es de 1 terabyte.

4.- Funcionamiento interno
Un disco duro forma una caja herméticamente cerrada que contiene dos elementos no intercambiables: la unidad de lectura y escritura, el disco como tal.

La unidad es un conjunto de componentes electrónicos y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y recuperación de los datos en el disco. El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados platos, que almacenan información magnéticamente. Cada uno de los platos tiene dos superficies magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies magnéticas están formadas por millones de pequeños elementos capaces de ser magnetizados positiva o negativamente.A continuación, se aprecian las distintas partes de un disco duro. En la fila superior de izquierda a derecha: tapa, carcasa, plato y eje. En la fila inferior: espuma, circuito impreso de control, cabezal de lectura/escritura, actuador e imán y tornillos.



Veamos cuáles son los mecanismos que permiten a la unidad acceder a la totalidad de los datos almacenados en los platos.

En primer lugar, cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad. Por tanto, habrá tantos cabezales como caras tenga el disco duro y, como cada plato tiene dos caras, este número equivale al doble de platos de la pila. El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos mediante un brazo mecánico que los transporta. Por último, para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila de discos gire. Este giro se realiza a velocidad constante y no cesa mientras esté encendido el computador. En cambio, en los discos flexibles sólo se produce el giro mientras se está efectuando alguna operacíón de lectura o escritura. El resto del tiempo, la disquetera permanece en reposo. Con las unidades de CD-ROM ocurre algo similar, sin embargo, en este caso la velocidad de giro no es constante y depende de la distancia al centro del dato que se esté leyendo.En la siguiente Figura se observa el interior de un disco duro, se aprecia la superficie de un plato y el cabezal de lectura/escritura retraído a la izquierda.



Ya hemos visto que cada una de las dos superficies magnéticas de cada plato se denomina cara. El número total de caras de un disco duro coincide con su número de cabezas. Cada una de estas caras se divide en anillos concéncitros llamados pistas. En los discos duros se suele utilizar el término cilindro para referirse a la misma pista de todos los discos de la pila. Finalmente, cada pista se divide en sectores. Los sectores son las unidades mínimas de información que puede leer o escribir un disco duro. Generalmente, cada sector almacena 512 bytes de información.En la siguiente Figura se muestra el cilindro, cabeza y sector.



Por ejemplo, el disco duro ST33221A de Seagate tiene las siguientes especificaciones: cilindors=6.253, cabezas=16 y sectores=63. El número total de sectores direccionables es, por tanto, 6.253*16*63= 6.303.024 sectores. Si cada sector almacena 512 bytes de información, la capacidad máxima de este disco duro será de 6.303.024 sectores * 512 bytes/sector = 3.227.148.228 bytes ~ 3 GB. Las cabezas y cilindros comienzan a numerarse desde el cero y los sectores desde el uno. En consecuencia, el pirmer sector de un disco duro será el correspondiente a la cabeza 0, cilindro 0 y sector 1. La siguiente Figura nos muestra la pista (A), sector (B), sector de una pista (C) y clúster (D)



5.- Problemas con el disco duro
A continuación se presentan los principales síntomas que pueden ser inicio de problemas del disco duro. En general los discos duros, avisan antes de que lleguen al final de su vida útil. Puede que se aprecien varios signos de inminente fallo en el disco duro, o pueden que lleguen en el siguiente orden: -Primer síntoma: se incrementa el número de errores generalmente con el paso del tiempo, dichos errores aumentan en número y frecuencia. -Segundo síntoma: el rendimiento del disco duro baja, el acceso al disco duro se vuelve lento y desfragmentar el disco duro no ayuda. -Tercer síntoma: el disco duro se vuelve más y más ruidoso.

6.- Resultados
Los discos duros han evolucionado de forma permanente a lo largo de su historia, a continuación se presentan los logros más representativos: - Capacidad inicial de 3.75 megabytes a más de 1 terabyte en la acutalidad, supone una mejora del 270 por mil. - Disminución del tamaño de 87.9 pies cúbicos a 0.002 pies cúbicos (equivale a una baraja de cartas), supone una mejora del 44 por mil. - Disminución del precio de 15.000 $ por megabyte a menos de 0.0001 $ por megabyte. - El tiempo de acceso ha pasado de 0.1 segundos a unas pocas milésimas de segundo, lo que supone una mejora del 40 por cien.

7.- Conclusiones
Los discos duros son uno de los más importantes y también uno de los componentes más interesantes dentro de la informática. Tienen una larga e interesante historia que data de la década de 1950.

Tal vez, lo que me parece más fascinante, es cómo los ingenieros en las últimas décadas han hecho mejorar al disco duro en aspectos como la seguridad, capacidad, velocidad y consumo de energía.

=Síntesis=

Aquí están las síntesis de los compañeros:
 * Síntesis de Daniel
 * Síntesis de David
 * Sìntesis Carlos
 * Síntesis Miguel

=Referencias=


 * Herman Hollerith
 * http://www.danielclemente.com/apuntes/asai/hh.html
 * Historia de la computacion | Maquina Aritmética de Pascal
 * http://www.xtimeline.com/evt/view.aspx?id=603061
 * Historia de la Computación y Conceptos Informáticos
 * http://www.portalplanetasedna.com.ar/computacion.htm
 * Konrad Zuse
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Konrad_Zuse#Pre-WWII_work_and_the_Z1
 * La Calculadora Universal de Leibniz
 * http://paginaspersonales.deusto.es/airibar/Ed_digital/INF/Intro/Calc_universal.html
 * Resumen cronológico de hitos en la informática
 * http://www.lcc.uma.es/~pedre/EP/Cronologia.pdf
 * The Calculating Machines: Their history and development
 * http://www.rechenmaschinen-illustrated.com/Martins_book/Ernst%20Martin%20-%20Rechen%20Machinen%20OCR%204.pdf
 * The IBM 601 Multiplying Punch
 * http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/601.html
 * Wikipedia - Atanasoff–Berry Computer
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Atanasoff_Berry_Computer
 * Wikipedia - Máquina analítica
 * http://es.wikipedia.org/wiki/Máquina_analítica
 * Wikipedia - Pascal's calculator
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Pascal's_calculator
 * Wikipedia - Stepped Reckoner
 * http://es.wikipedia.org/wiki/Stepped_Reckoner
 * Wikipedia - Tabulating machine
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Tabulating_machine
 * Wikipedia - Teléfono
 * http://es.wikipedia.org/wiki/Teléfono#Evoluci.C3.B3n_del_tel.C3.A9fono_y_su_utilizaci.C3.B3n
 * DRAE - Hardware
 * http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=hardware
 * Universidad de Columbia - Origen generaciones
 * http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/generations.html
 * Wikipedia - Disco duro
 * http://es.wikipedia.org/wiki/Disco_duro
 * Arregla mi PC - problemas disco duro
 * http://www.arreglamipc.com/problemas-con-el-disco-duro
 * Wikipedia - Historia dirco duro
 * http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_hard_disk_drives

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