Lo que marca las generaciones son las características principales de los equipos, no las fechas, ya que las fechas siempre son poco fiables, lo normal es que se solapen las máquinas entre generaciones,
Primera Generación. Los descubridores
Abarca desde la Z1 hasta el nacimiento del transistor, por lo que finaliza sobre 1952. Las primeras máquinas eran electro-mecánicas, luego se incorporaron los condensadores, los relés, las lámparas y los diodos, y con muchas cantidades de todo eso, y mucha energía eléctrica, podían funcionar, haciendo cosas similares a las actuales, pero en muy pequeña escala.Podemos dividirla en dos partes, por un lado las primeras máquinas eran totalmente artesanales, pensadas para un único propósito, a medida del que las financiaba, con un alto coste de mantenimiento continuo. La programación era muy limitada, inicialmente se cableaban los módulos para reprogramar la máquina, pero luego se pasó a usar código máquina, pero en unidades separadas de proceso, por lo que el procesador, la memoria y el programa residían en partes separadas de la máquina.
Pero con el nacimiento de las lámparas de alta fiabilidad eso cambió y empezó una segunda época, donde empezaron a diseñarse máquinas de propósito general (pero divididas entre las de cálculo científico y uso empresarial), a fabricarse en serie y venderse muchas unidades del mismo modelo. Las máquinas usaban ya el programa almacenado en memoria, junto a los datos, en lo que se conoce como arquitectura de von Neumann por que se basa en un artículo que escribió, o como arquitectura Eckert-Mauchly ya que antes del artículo de Neumann fueron los primeros en implementarla. Aunque se seguía usando código máquina, empezaron los primeros lenguajes de programación de alto nivel. Surgen las primeras compañías dedicadas a su producción.
La memoria principal era de líneas de retardo, tanto acústicas (que usa la propagación de tiempo de sonido en un medio tal como mercurio o alambre para almacenar datos) o por los tubos de William (que usan tubos de televisión para almacenar datos). En 1943 se desarrolló la memoria de núcleo magnético, que remplazó rápido a las de propagación, permaneciendo durante la segunda generación y hasta bien entrada la tercera.
Como unidades de entrada/salida se usaban unidades de cinta de papel o tarjetas perforadas, y en algunos casos se incluía un teletipo para la entrada, o máquinas de escribir electrónicas para la salida. En la segunda era de esta generación aparecieron las unidades de cinta magnética, y los primeros discos duros en 1956, aunque por fechas ya es la segunda generación, se empezó a usar en los IBM de primera generación.
Segunda Generación. Los exploradores
De 1953 hasta 1964 se extiende la segunda generación. El transistor se ideó en 1951, y poco a poco fueron remplazando a las válvulas de vacío, por lo que las computadoras pasaron a ser mucho más fiables. Como un transistor ocupa y consume muchísimo menos que una lámpara, primero solo se rediseñaron las máquinas en producción que se redujeron de tamaño y el consumo, y luego se pudo ampliar los circuitos de las computadoras haciéndolas mas potentes.Se programan ya en lenguajes de alto nivel, lo que aumenta la compatibilidad, para que el programa funcione en otra máquina solo hay que volverlo a compilar, no reprogramarlo para adaptarlo a la nueva máquina.
Se desarrolla el concepto de microprogramación de la CPU, esta ya no es una unidad cableada, sino que tiene un programa que la controla a si misma. Esto se ha mantenido hasta las máquinas actuales.
La memoria es de ferritas, lo que aumenta su capacidad, diseñándose habitualmente sistemas con entre 16Kb y 32 Kb de memoria principal.
Tercera Generación. Colonizadores
Entre 1965 y 1971 se consideran la época de la tercera generación. En 1959 se crea el primer circuito integrado, con 6 transistores en su interior. En 1960 se producen las primeras puertas lógicas con decenas a cientos de transistores en su interior, cuya evolución conduce al primero microprocesador creado por Intel en 1971, en cuyo interior hay cientos de puertas lógicas y miles de transistores. Esta es la generación de la baja escala de integración (SSI).En 1965 IBM anunció su serie 360, primeras máquinas construidas con circuitos integrados. En estas máquinas se vuelve a reducir el tamaño y el consumo, aumentando la fiabilidad. Se desarrollan los primeros sistemas operativos multitarea, lo que permite a las máquinas ejecutar muchos programas a la vez, y suponen el inicio del uso de terminales como base del trabajo con la computadora. A su vez, nacen las primeras redes, conectando telefónicamente los ordenadores entre sí. La memoria pasa de ser de ferritas a ser de chips, aunque tarda unos años en producirse el cambio por el alto coste de los chips de memoria. Aparecen las primeras minicomputadoras, en lugar de una habitación ocupan un armario.
Cuarta Generación. La expansión
Desde 1972 hasta 1980 se define la época de la cuarta generación, marcada por la introducción del microprocesador. Durante la misma los procesadores crecen cada vez mas, pasando los chips a ser MSI (media escala de integración), por lo que se producen los primeros ordenadores personales, que evolucionan hasta los de hoy día. Se introducen los sistemas operativos modernos, los lenguajes de programación modernos, el uso de terminales gráficos en lugar de solo texto, la aparición de las redes locales. Se abandona el uso de las memorias de ferrita por las de estado sólido.A partir de aquí hay polémicas sobre si existen mas generaciones, al no haber un salto cualitativo importante, sino una mayor cantidad de transistores en los circuitos, muchos definen que estamos todavía en la cuarta generación.
Quinta Generación. La velocidad
De 1981 a 1989 se empiezan a usar circuitos LSI (alta escala de integración). La evolución apunta ya hacia procesadores secuenciales y paralelos intentando mejorar la velocidad de proceso, por lo que todos los procesadores tienen algún tipo de paralelismo. La conexión se empieza a globalizar.Sexta Generación. La globalización
De 1990 a 1999 los circuitos son ya VLSI (muy alta escala de integración). Todos los procesadores usan ya paralelismo mas avanzado, y la conexión se hace global por la aparición de Internet en 1994.Séptima Generación. La actualidad
Del 2000 a nuestros días se empiezan a usar circuitos ULSI (ultra escala de integración) y GLSI (giga escala de integración). Esta es la generación actual, la evolución hacia procesadores multi-núcleos motivados por estar alcanzando los límites técnicos que la fabricación y los físicos por limitaciones de velocidad, y la conexión global por Internet ha cambiado el mundo. Los móviles han remplazado en muchas aplicaciones a los ordenadores, debido al aumento de potencia que han experimentado, lo que está cambiando la forma de interactuar con los ordenadores.El futuro
Siempre es arriesgado predecir el futuro, pero actualmente estamos llegando a los límites en cuanto a tamaño de los procesadores, estamos alcanzando dos límites en cuanto al diseño de los procesadores, por un lado el técnico, los procesadores se producen mediante muchos pasos de depositar o eliminar material en una oblea de silicio dopada, para lo que se deben usar unas máscaras que tapen las zonas que no deseamos tocar, y para ello se usan métodos fotográficos, y ya estamos en los límites de miniaturización posible usando esas técnicas. Por otro lado, tampoco podemos hacerlos mucho mas pequeños por el llamado "efecto túnel", si una línea de transmisión en un circuito es muy pequeña, los electrones tienden a escapar de ella y no seguir el circuito. Esto ha motivado los multi-nucleos, y han potenciado la investigación en otros tipos de computadora, principalmente en estas líneas:- Hay muchas esperanzas en la computación cuántica como futuro de la informática. IBM anunció en 2012 que disponía de un prototipo de procesador cuántico estable, pero hasta dentro de 10 años no los veremos en máquinas reales en la calle.
- La computación fotónica trata de remplazar los electrones por fotones, mucho mas pequeños por lo que se puede seguir reduciendo el tamaño, pero todavía no hay un prototipo funcional complejo.
- Otra línea de investigación es la computación genética, basada en ADN, ya que el tamaño podría ser molecular en lugar de macroscópico, pero está todavía en investigación si se puede llegar a construir una máquina de estas características.
- Las computadoras neuroelectrónicas combinan en los chips la parte electrónica con células neuronales, pero aunque se han conseguido buenos resultados, todavía no está muy madura esta nueva tecnología, y parece mas una línea para integrar los ordenadores a nuestro cuerpo, lo que ya ha producido los primeros ciborg.
- Otra idea es utilizar micro-imanes para realizar las puertas, ya que cambiar un campo magnético tan pequeño gastan mucha menos energía que las tradicionales puertas de transistores.
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