Segunda generación de computadoras, Transistores (1956-1963). La segunda generación de ordenadores se refiere al periodo de la historia de la informática que tuvo lugar desde finales de la década de 1950 hasta mediados de la década de 1960. Esta época se caracterizó por avances significativos en la tecnología informática, incluido el uso de transistores como componentes electrónicos, que sustituyeron a los tubos de vacío utilizados en la primera generación de ordenadores.
Tabla de Contenidos
Características
He aquí algunas características clave de la segunda generación de ordenadores:
- Transistores: El desarrollo y uso generalizado de los transistores, que son más pequeños, más fiables y más eficientes energéticamente que los tubos de vacío, supuso un gran avance en la tecnología informática durante la segunda generación. Los transistores permitieron que los ordenadores fueran más pequeños, más rápidos y más fiables, lo que aumentó su capacidad de procesamiento y mejoró su rendimiento.
- Menor tamaño: En comparación con la primera generación de ordenadores, que a menudo eran enormes y llenaban habitaciones, los ordenadores de la segunda generación eran mucho más pequeños. Los transistores permitieron construir ordenadores más compactos, adecuados para su uso en empresas, investigación y otros entornos.
- Lenguajes de programación de alto nivel: Durante la segunda generación, se desarrollaron lenguajes de programación de alto nivel como FORTRAN, COBOL y ALGOL, que facilitaron a los programadores la escritura de códigos de software complejos. Esto condujo al desarrollo de aplicaciones de software más sofisticadas y allanó el camino para el florecimiento de la industria del software.
- Memoria de núcleo magnético: La segunda generación de ordenadores también vio el uso de la memoria de núcleo magnético, una forma de memoria de acceso aleatorio (RAM) que utilizaba pequeños núcleos magnéticos para almacenar datos. La memoria de núcleo magnético era más rápida y fiable que las formas anteriores de memoria, como la memoria de tambor, y permitía a los ordenadores almacenar mayores cantidades de datos.
- Procesamiento por lotes: Los ordenadores de segunda generación se utilizaban a menudo para el procesamiento por lotes, en el que los trabajos se enviaban por lotes y se procesaban secuencialmente. Esto permitía un uso más eficiente de los recursos informáticos y aumentaba la productividad en las tareas de procesamiento de datos.
- Disponibilidad comercial limitada: Mientras que la primera generación de ordenadores se utilizaba principalmente en entornos científicos y de investigación, en la segunda generación aumentó su disponibilidad comercial. Los fabricantes de ordenadores empezaron a venderlos a empresas, agencias gubernamentales y otras organizaciones, lo que llevó a una mayor adopción y uso de los ordenadores en diversas industrias.
- Algunos ejemplos de ordenadores de segunda generación son la serie IBM 1620. Estos ordenadores representaron avances significativos en la tecnología informática y sentaron las bases para futuros desarrollos en generaciones posteriores de ordenadores.
Transistores
Los transistores son dispositivos semiconductores muy utilizados en circuitos electrónicos para amplificar y conmutar señales electrónicas. Fueron inventados a finales de 1947 por los físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en los Laboratorios Bell de Estados Unidos.
Su trabajo se basaba en investigaciones anteriores sobre materiales semiconductores y su objetivo era encontrar una alternativa a los tubos de vacío, que eran voluminosos, frágiles e ineficaces.
El primer transistor estaba hecho de germanio, un material semiconductor, y constaba de tres capas (de ahí el nombre de “transistor”, derivado de “resistencia de transferencia”). Era un dispositivo de estado sólido que podía amplificar y conmutar señales electrónicas sin necesidad de voluminosos tubos de vacío.
La invención del transistor fue un momento crucial en la historia de la electrónica, ya que sentó las bases para el desarrollo de dispositivos electrónicos modernos, como ordenadores, televisores, radios y teléfonos móviles.
El mundo vería que los transistores reemplazaran los tubos de vacío en la segunda generación de computadoras. El transistor se inventó en los Laboratorios Bell en 1947, pero no tuvo un uso generalizado en las computadoras hasta finales de los años cincuenta.
Transistores Vs tubos al vacío
Los transistores y los tubos de vacío son dispositivos electrónicos utilizados para amplificar y conmutar señales electrónicas, pero difieren en varios aspectos clave. He aquí algunas comparaciones entre transistores y tubos de vacío:
- Tamaño y factor de forma: Los transistores son dispositivos de estado sólido y suelen tener un tamaño mucho menor que los tubos de vacío. Están fabricados con materiales semiconductores y suelen estar encapsulados en pequeños paquetes. Los tubos de vacío, en cambio, son voluminosos y de mayor tamaño, ya que necesitan una envoltura de vidrio sellada al vacío para funcionar.
- Consumo de energía: Los transistores suelen consumir mucha menos energía que los tubos de vacío. Los tubos de vacío requieren altos voltajes para funcionar y pueden consumir mucha energía, mientras que los transistores suelen ser dispositivos de bajo voltaje y son más eficientes energéticamente.
- Fiabilidad: Los transistores son conocidos por su alta fiabilidad y larga vida útil, ya que no tienen piezas móviles y no se ven afectados por el desgaste mecánico. En cambio, los tubos de vacío son más propensos a averiarse debido a su delicada envoltura de vidrio, las altas tensiones de funcionamiento y el calor generado durante su funcionamiento.
- Velocidad y características de conmutación: Los transistores tienen velocidades de conmutación mucho más rápidas que los tubos de vacío, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta frecuencia como circuitos lógicos digitales y microprocesadores. Los tubos de vacío son relativamente más lentos y pueden no ser adecuados para aplicaciones de alta velocidad.
- Disipación del calor: Los tubos de vacío generan una cantidad significativa de calor durante su funcionamiento, lo que requiere mecanismos de refrigeración adicionales, como ventiladores o disipadores de calor. Los transistores, en cambio, generan menos calor y pueden no necesitar refrigeración adicional en muchas aplicaciones.
- Portabilidad: Los transistores son muy portátiles debido a su pequeño tamaño y bajo consumo de energía, lo que los hace adecuados para dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y dispositivos portátiles. Los tubos de vacío, debido a su tamaño y requisitos de potencia, no son prácticos para aplicaciones portátiles.
- Coste: La fabricación de transistores suele ser más barata que la de tubos de vacío, ya que son más pequeños, requieren menos material y pueden fabricarse en serie mediante modernos procesos de fabricación de semiconductores. Los tubos de vacío son relativamente más caros de producir y pueden utilizarse en aplicaciones especializadas en las que se requieren sus características únicas.
En otras palabras, aunque tanto los transistores como las válvulas de vacío son dispositivos electrónicos utilizados para amplificar y conmutar señales, los transistores ofrecen ventajas como su menor tamaño, menor consumo de energía, mayor fiabilidad, velocidades de conmutación más rápidas y portabilidad, lo que los convierte en la opción preferida en la mayoría de las aplicaciones electrónicas modernas.
Los tubos de vacío, por su parte, se siguen utilizando en ciertas aplicaciones especializadas en las que sus características únicas son beneficiosas, como en amplificadores de alta potencia, amplificadores de guitarra y algunas aplicaciones de audio especializadas. Sin embargo, los transistores han sustituido en gran medida a las válvulas de vacío en la mayoría de las aplicaciones electrónicas convencionales debido a sus numerosas ventajas.
Assembler
El código ensamblador, también conocido como código en lenguaje ensamblador, tiene su origen en los primeros tiempos de la programación informática, cuando los ordenadores aún estaban en pañales. El código ensamblador fue uno de los primeros lenguajes de programación de alto nivel desarrollados para escribir software para los primeros sistemas informáticos.
Los primeros ordenadores, como el ENIAC y el UNIVAC, utilizaban código máquina, que es una representación binaria de instrucciones y datos que la CPU del ordenador puede entender y ejecutar directamente. El código máquina se compone de secuencias de dígitos binarios (0 y 1) que representan instrucciones y datos en un formato que no es fácilmente legible para el ser humano.
A medida que los ordenadores se hicieron más complejos y surgió la necesidad de métodos de programación más eficaces, se desarrolló el lenguaje ensamblador como un paso por encima del código máquina. El lenguaje ensamblador es un lenguaje de programación de bajo nivel que utiliza símbolos mnemotécnicos o códigos cortos para representar instrucciones y datos que la CPU del ordenador puede entender y ejecutar. Estos símbolos mnemotécnicos son más legibles que los dígitos binarios, lo que facilita a los programadores la escritura y comprensión del código.
El primer ensamblador, llamado “programa ensamblador”, fue desarrollado a principios de los años 50 para el ordenador UNIVAC I por Grace Hopper y su equipo. Esta primera forma de lenguaje ensamblador utilizaba símbolos mnemotécnicos para representar instrucciones y datos en código máquina. Con el tiempo, se desarrollaron lenguajes ensambladores para otros sistemas informáticos, cada uno con su propia sintaxis y conjunto de instrucciones específicas para la arquitectura de destino del ordenador.
El código ensamblador permitía a los programadores escribir software a un mayor nivel de abstracción que el código máquina, lo que facilitaba y agilizaba el desarrollo de programas complejos para los primeros ordenadores. También allanó el camino para el desarrollo de lenguajes de programación de alto nivel, como FORTRAN, COBOL y C, que proporcionaban niveles de abstracción aún mayores y mejoraban la productividad del desarrollo de software.
Hoy en día, el lenguaje ensamblador se sigue utilizando en ciertas áreas especializadas, como la programación de sistemas embebidos, el desarrollo de controladores de dispositivos y la ingeniería inversa. Sin embargo, con la llegada de lenguajes de programación de alto nivel más avanzados y de modernas herramientas de desarrollo de software, el uso del lenguaje ensamblador se ha vuelto menos frecuente en el desarrollo de software convencional en comparación con los lenguajes de alto nivel.
IBM 7000
La serie IBM 7000 fue una familia de ordenadores centrales fabricados por IBM en las décadas de 1950 y 1960. Los ordenadores de la serie IBM 7000 eran conocidos por su alto rendimiento, fiabilidad y funciones avanzadas para su época. Se utilizaban en diversas aplicaciones, como cálculos científicos y de ingeniería, procesamiento de datos empresariales y aplicaciones militares y gubernamentales.
Los ordenadores de la serie IBM 7000 se introdujeron a finales de la década de 1950 y ofrecían una amplia gama de modelos con diferentes niveles de rendimiento y capacidades. Algunos de los modelos más destacados de la serie IBM 7000 fueron el IBM 7040, el IBM 7090 y el IBM 7094.
Los ordenadores de la serie IBM 7000 se basaban en la tecnología de tubos de vacío, que era la tecnología dominante para los ordenadores electrónicos en aquella época. Los tubos de vacío eran grandes, consumían mucha energía y generaban mucho calor, por lo que necesitaban sistemas de refrigeración muy potentes. Sin embargo, ofrecían una capacidad de cálculo fiable y rápida para su época.
Los ordenadores de la serie IBM 7000 utilizaban dispositivos de entrada/salida (E/S) de tarjetas perforadas para el almacenamiento y la recuperación de datos, y unidades de cinta magnética para el almacenamiento de datos a gran escala. Disponían de funciones avanzadas, como la aritmética de coma flotante para cálculos científicos, múltiples lenguajes de programación y soporte para multiprogramación, que permitía ejecutar varios programas simultáneamente en el mismo ordenador.
Los ordenadores de la serie IBM 7000 se utilizaron ampliamente en diversos sectores, como la investigación científica, las agencias gubernamentales y las grandes empresas, para una amplia gama de aplicaciones, como cálculos científicos, simulaciones de ingeniería, modelos financieros y procesamiento de datos. Eran conocidos por su fiabilidad y rendimiento, y desempeñaron un papel importante en el avance de la tecnología informática durante los primeros años de la era de los ordenadores.
IBM 1620
El IBM 1620 fue un ordenador científico y de ingeniería presentado por IBM en 1959. Era un ordenador compacto y relativamente asequible que se utilizó ampliamente en pequeñas y medianas empresas, instituciones de investigación y centros educativos. El IBM 1620 se consideraba un ordenador de gama media entre los mainframes y los miniordenadores, y era conocido por su versatilidad, fiabilidad y facilidad de uso.
El IBM 1620 ofrecía aritmética decimal, lo que lo hacía adecuado para cálculos científicos y de ingeniería que requerían alta precisión. Tenía una longitud de palabra de 20 bits y una capacidad de memoria de hasta 60.000 dígitos decimales, relativamente pequeña en comparación con los ordenadores centrales de la época, pero suficiente para muchas aplicaciones. El ordenador utilizaba dispositivos de entrada/salida (E/S) de tarjetas perforadas para el almacenamiento y la recuperación de datos, y era compatible con una amplia gama de periféricos, como impresoras, lectores de tarjetas y perforadoras de tarjetas.
Una de las características más destacadas del IBM 1620 era su sistema de programación autocoder, que ofrecía un entorno de programación similar al ensamblador y facilitaba a los usuarios la escritura de programas de software. El sistema autocodificador utilizaba mnemónicos simbólicos para las instrucciones y admitía construcciones de programación de alto nivel, como bucles y sentencias condicionales, lo que hacía que la programación fuera más accesible para los no expertos.
El IBM 1620 se utilizó en diversas aplicaciones, como cálculos científicos, simulaciones de ingeniería y procesamiento de datos empresariales. Se utilizó ampliamente en instituciones educativas para enseñar programación informática y como herramienta de investigación en campos científicos y de ingeniería. También se utilizó en entornos empresariales para tareas como el procesamiento de nóminas, la gestión de inventarios y el análisis de datos científicos.
El IBM 1620 supuso una importante contribución a los inicios de la industria informática, ya que hizo la informática más accesible a un mayor número de usuarios gracias a su coste relativamente bajo y a su facilidad de uso. Contribuyó a democratizar la informática y a ampliar su alcance más allá de las grandes empresas e instituciones de investigación, allanando el camino para el desarrollo de ordenadores más pequeños y asequibles en el futuro.
PDP-1
El PDP-1 (Programmed Data Processor-1) fue un modelo de ordenador fabricado por Digital Equipment Corporation (DEC) en la década de 1960. Fue uno de los primeros y más influyentes miniordenadores, y desempeñó un papel importante en el desarrollo de la informática, la ingeniería de software y los videojuegos.
El PDP-1 fue presentado por DEC en 1959 y destacó por ser uno de los primeros ordenadores disponibles en el mercado que utilizaba transistores en lugar de tubos de vacío. Tenía una longitud de palabra de 18 bits y una capacidad de memoria de 4.096 palabras (o 72 kilobits), lo que se consideraba relativamente grande para su época. También contaba con una pantalla y un lápiz óptico para la informática interactiva, lo que lo convertía en un sistema pionero en la interacción persona-ordenador.
El PDP-1 se utilizó ampliamente en instituciones de investigación, centros educativos y laboratorios industriales para diversas aplicaciones, como cálculos científicos, sistemas de control en tiempo real y aplicaciones de visualización gráfica. También era popular entre los aficionados y entusiastas de la informática, que lo utilizaban para experimentar con la programación y desarrollar software innovador.
Una de las características notables del PDP-1 era su entorno de software, que incluía la primera implementación del lenguaje ensamblador, denominado PAL (Program Assembler Language), que facilitaba la escritura de programas de software para el PDP-1. El PDP-1 también admitía diversos lenguajes de programación, como FORTRAN, lenguaje ensamblador y lenguaje máquina.
El PDP-1 es especialmente famoso por su papel en los inicios de la historia de los videojuegos.
El PDP-1 fue un ordenador pionero que tuvo un impacto significativo en la historia temprana de la informática, el desarrollo de software y los videojuegos. Sentó las bases para el desarrollo de los miniordenadores e influyó en el diseño y la arquitectura de los sistemas informáticos posteriores. Su legado aún puede verse en la informática moderna y en las tecnologías de juegos, y sigue siendo un hito importante en la evolución de la tecnología informática.
Preguntas y respuestas (Faqs)
¿Qué marcó el inicio de la segunda generación de computadoras?
La segunda generación de computadoras, que abarcó aproximadamente de 1956 a 1963, se caracterizó por la sustitución de los voluminosos y propensos a fallar tubos de vacío por los transistores. Este cambio tecnológico representó un avance fundamental, ya que los transistores eran considerablemente más pequeños, más eficientes energéticamente, más rápidos y mucho más fiables que sus predecesores. Además, la producción de transistores era más económica, lo que contribuyó a una mayor accesibilidad y expansión de la tecnología informática.
¿Cuáles fueron las principales ventajas de usar transistores en lugar de tubos de vacío?
Las ventajas de los transistores sobre los tubos de vacío fueron significativas y multifacéticas. En primer lugar, los transistores eran mucho más pequeños, lo que permitió reducir drásticamente el tamaño físico de las computadoras. En segundo lugar, consumían mucha menos energía, lo que se traducía en menos calor generado y, por ende, en una mayor estabilidad operativa y menos fallos. Por último, eran mucho más fiables y duraderos, reduciendo la necesidad de mantenimiento constante y permitiendo que las computadoras funcionaran de manera más continua y eficiente.
¿Qué se entiende por “Lenguajes de Alto Nivel” en esta época?
Durante la segunda generación, se popularizó el uso de lenguajes de alto nivel, como el FORTRAN (Formula Translator) y el COBOL (Common Business-Oriented Language). A diferencia del lenguaje de máquina y el ensamblador, que requerían programadores altamente especializados y eran específicos para cada arquitectura, estos nuevos lenguajes permitían a los desarrolladores escribir instrucciones utilizando palabras y fórmulas más cercanas al lenguaje humano. Esto facilitó enormemente la programación, haciendo el desarrollo de software más accesible y eficiente.
¿Qué tipo de software se desarrolló durante esta generación?
En esta era, el software evolucionó considerablemente. Se desarrollaron sistemas operativos que permitían gestionar y controlar las tareas de la computadora de manera más eficiente, además de traductores y compiladores para los lenguajes de alto nivel mencionados. También surgieron aplicaciones especializadas para el ámbito científico, como simulaciones matemáticas, y para el sector empresarial, como la gestión de nóminas y el inventario. La programación se volvió más estructurada, sentando las bases para el desarrollo de software más complejo.
¿Qué papel jugaron los sistemas por lotes (batch systems)?
Los sistemas por lotes (batch systems) se convirtieron en una característica fundamental de las computadoras de esta época. En este modelo de procesamiento, las tareas a ejecutar (los “trabajos” o “lotes”) se agrupaban y se ejecutaban secuencialmente sin la intervención directa del usuario. Los datos se introducían mediante tarjetas perforadas o cintas magnéticas, y la computadora procesaba todo el lote de una vez. Este enfoque optimizaba el uso del tiempo del procesador, ya que evitaba los tiempos de espera entre la ejecución de diferentes programas.
¿Cómo influyeron las cintas magnéticas en esta generación?
Las cintas magnéticas se consolidaron como el principal medio de almacenamiento externo y de entrada/salida de datos en la segunda generación. A diferencia de las tarjetas perforadas, que eran lentas y voluminosas, las cintas magnéticas ofrecían una mayor capacidad de almacenamiento y una velocidad de acceso mucho más rápida. Esto permitió manipular grandes volúmenes de datos de manera más eficiente, lo que fue crucial para el desarrollo de aplicaciones empresariales y científicas que requerían manejar grandes bases de datos.
¿Qué impacto tuvo la segunda generación en el tamaño de las computadoras?
La adopción de transistores tuvo un impacto directo y significativo en la reducción del tamaño de las computadoras. Al ser miles de veces más pequeños que los tubos de vacío, los transistores permitieron que las computadoras pasaran de ocupar salas enteras a tener el tamaño de un armario o, en algunos casos, de un escritorio grande. Esta miniaturización no solo las hizo más manejables, sino que también contribuyó a una menor necesidad de espacio físico y a una reducción en los costos de infraestructura, haciéndolas más accesibles.
¿Quiénes fueron los principales fabricantes de computadoras en esta época?
Los principales fabricantes de computadoras durante la segunda generación fueron empresas que ya tenían una posición dominante en el sector, como IBM (International Business Machines), que lanzó modelos icónicos como la serie IBM 7000. Otras compañías importantes incluyeron a Control Data Corporation (CDC) y Honeywell. Estas empresas lideraron la innovación y la producción masiva de computadoras basadas en transistores, consolidando la industria informática y sentando las bases para el futuro crecimiento tecnológico a nivel global.
¿Qué mejoras en el procesamiento se lograron con los transistores?
Los transistores permitieron un salto cualitativo en la velocidad y la eficiencia del procesamiento. Al ser más pequeños, los impulsos eléctricos tenían que recorrer distancias más cortas, lo que se traducía en tiempos de conmutación más rápidos. Esto permitió que las computadoras de la segunda generación alcanzaran velocidades de procesamiento medidas en microsegundos, en contraste con los milisegundos de las computadoras de la primera generación. Esta mejora fue crucial para la ejecución de cálculos complejos y la manipulación de grandes bases de datos.
¿Cómo se enfriaban estas computadoras y por qué era importante?
Aunque los transistores generaban menos calor que los tubos de vacío, las computadoras de la segunda generación aún necesitaban sistemas de enfriamiento eficientes. Se utilizaban sistemas de aire acondicionado y ventiladores para disipar el calor generado por los miles de transistores que contenían. El control de la temperatura era vital para garantizar la fiabilidad del equipo y evitar fallos por sobrecalentamiento. El menor consumo energético de los transistores también redujo los costos operativos asociados al enfriamiento, un problema constante en la generación anterior.
Consultar también, para detalles adicionales, en nuestro blog de informática y computación: Tercera generación de computadoras, Circuitos integrados, 1964-1971; Quinta generación de computadoras, 1980 en adelante, características; ¿Cuáles son las 5 generaciones de computadoras o tecnología informática?; pcweb youtube
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