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2.1 Contexto histórico

``Una computadora es una máquina que puede programarse para manipular símbolos. Las computadoras pueden realizar procedimientos complejos y repetitivos de forma precisa y confiable, y pueden almacenar y recuperar rápidamente enormes cantidades de datos''. [22]
``Una computadora es un dispositivo que acepta información en la forma de datos digitales, y la manipula para obtener un resultado basado en un programa o secuencia de instrucciones que indican cómo procesar los datos''. [23]
``Un dispositivo que computa, especialmente una máquina electrónica programable que realiza operaciones lógicas o matemáticas a altas velocidades, o que ensambla, almacena, correlaciona o de alguna otra manera procesa la información''. [24]

En la actualidad la presencia de las computadoras es inescapable, sin embargo muchas personas quizá nunca se preguntan exactamente qué es lo que hace una computadora. Las definiciones mostradas proporcionan una idea de lo que una computadora ``debe ser''. Es de interés resaltar dos conceptos centrales en estas definiciones: una computadora es un dispositivo que manipula o procesa información de acuerdo a ciertas instrucciones; y la computadora realiza dichos procesos de manera confiable, precisa y a gran velocidad.

Estos aspectos han estado presentes desde el surgimiento de los primeros dispositivos auxiliares para realizar cálculos. Quizá el primer dispositivo mecánico de cálculo fue la sumadora de Pascal (1642). Junto con la máquina multiplicadora de Leibniz (1673), estos dispositivos permitían realizar cálculos con mayor velocidad.

La primera máquina creada específicamente para realizar cálculos de acuerdo a una secuencia de instrucciones definida fue la máquina analítica de Babbage. Esta máquina fue concebida en la primera mitad del siglo XIX, sin embargo nunca fue construida. Babbage tambien ideó la máquina de diferencias, cuyo propósito era calcular tablas numéricas para diversos propósitos. Nótese que el objetivo era calcular dichas tablas con rapidez y precisión.

A fines del siglo XIX, máquinas tabuladoras creadas por Herman Hollerith fueron utilizadas para procesar los datos del censo de 1890 en Estados Unidos. Si bien estas máquinas se utilizaban básicamente para contabilizar los datos, la reducción del tiempo requerido para procesar la información fue espectacular, ocupando sólo 2 años para una tarea que de otro modo habría tomado más de 10.

La aparición de componentes eléctricos y electrónicos dio lugar a avances en el campo de la automatización de cálculos en la primera mitad del siglo XX, cuando varios investigadores buscaban maneras de realizar cálculos aritméticos más rápida y eficientemente. La Segunda Guerra Mundial fue el catalizador que aceleró el desarrollo de las primeras computadoras digitales, sin embargo antes de la guerra Alan Turing introdujo el concepto de procesamiento simbólico, y la idea de una máquina universal (máquina de Turing) capaz de ejecutar cualquier algoritmo que pudiera describirse.

Durante la guerra se desarrollaron máquinas cuyo propósito era de apoyo a actividades bélicas, como desciframiento de mensajes en clave y cálculo de tablas de artillería. Durante este tiempo se iniciaron trabajos que darían como resultado, ya concluida la guerra, las primeras máquinas que pueden realmente llamarse computadoras, como la ENIAC, EDSAC, UNIVAC y otras.

Concluida la guerra, las computadoras se siguieron empleando para realizar cálculos rápidamente. También se comenzaron a emplear para propósitos no bélicos, como cálculos en empresas y apoyo a la investigación científica. A medida que la demanda de equipos de cómputo se incrementaba y se requería mayor velocidad de procesamiento, se fueron desarrollando y refinando diseños que proporcionaban mayor velocidad de cálculo. Para 1955 la IBM 704 podía realizar 5 kFLOPS 2.1 gracias a su unidad de procesamiento de punto flotante.

Independientemente de la evolución generacional de las computadoras, es conveniente resaltar los incrementos en rendimiento que se fueron logrando, como consecuencia de la necesidad de realizar los cálculos de manera más rápida.

Para 1962, la computadora Atlas de la universidad de Manchester realizaba 200 kFLOPS, empleando unidades aritméticas separadas para punto fijo y flotante y pipelining de instrucciones.

Para 1986, la Cray X-MP, una máquina con 4 procesadores vectoriales, alcanzó una velocidad de 713 MFLOPS.

En 1997, la ASCI Red, construida por Intel, alcanzó la marca de 1 TFLOPS.

En el año 2000, la computadora más rápida del mundo, la ASCI White, construida por IBM en el laboratorio nacional Lawrence Livermore, en Estados Unidos, alcanzó un rendimiento de alrededor de 4 TFLOPS con una velocidad pico de más de 12 TFLOPS; para el año 2001, dicho equipo ha sido expandido y alcanza un rendimiento sostenido de 7.2 TFLOPS.

Esta tendencia de crecimiento continuará en un futuro; recientemente se anunciaron planes para la creación de computadoras que alcancen los 30 TFLOPS para el año 2002, y 100 TFLOPS para el año 2004.



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2002-05-15