Historia de la electricidad (XXI): La década de los ingenieros. El teléfono

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Tras la etapa de las investigaciones teóricas, entramos en la edad dorada de los ingenieros que pusieron la electricidad en industrias y hogares, con mucha gente estudiando como dar forma práctica a la teoría, las luchas por las patentes fueron lo habitual, como ya vimos en el caso del telégrafo, por tanto el que pasa a la historia es el que consigue la patente, aunque quizá no con el mejor diseño. El primer invento importante fue el teléfono, que tiene muchos padres, hablaré de los 3 principales aspirantes.

El teléfono. La pugna por ser el primero (en registrar la patente)

La lucha por la patente del teléfono fue una de las mas complejas, ya que Bell recibió mas de 600 demandas, aunque las ganó todas, hay otros dos inventores que presentaron sus ideas en EE.UU., que hacen dudar de quién fue el primero.

 

La patente de Bell fue el 7 de marzo de 1876, pero el 14 de febrero de 1876 Gray había presentado una patente simplificada (un cáveat), con validez temporal por un año, sobre un diseño de teléfono que utilizaba un transmisor de agua. Finalmente se le concedió preferencia a Bell por una patente definitiva y no una patente provisional de una idea no desarrollada.

 

Pero sobre todo el principal candidato fue el aparato del italiano Antonio Meucci, que no tuvo el dinero necesario para registrar la patente, y que ya en 1860 hizo una demostración pública de su invento, el teletrófono, y al que el congreso de EE.UU. en el año 2002 declaró como el inventor legítimo del teléfono (gesto inútil pues no sirvió para nada tras más de 100 años).

Pero patentar es una cosa, y lo que hizo Bell es convertirlo en un medio de comunicación de masas tras fundar la Bell Telephone Company, que es todavía una importante empresa de telefonía,  y comenzar a cablear EE.UU.

Alexander Graham Bell

Nacido en Escocia en 1847, de niño no era buen estudiante, salvo para temas de biología, y buen músico, aprendió a tocar el piano sin clases. Luego estuvo con su abuelo en Londres un año, donde adquirió el afán del conocimiento, leía y estudiaba sobre ciencia, y por insistencia de su abuelo oratoria y como hablar en público. Estudió lenguas clásicas en la universidad, y siempre estuvo muy interesado en los estudios sobre el sonido y la electricidad, envió un trabajo sobre transmisión de sonido usando diapasones, pero le dijeron que ya se había publicado algo similar antes. En 1870, tras la muerte de su hermano mayor, la familia se trasladó a Canadá, donde comenzó a trabajar con niños sordos, luego fue a Estados unidos donde se nacionalizó en 1882.

Primero en Canadá y luego en Boston, montó un laboratorio para trabajar en temas de electricidad y sonido, donde pudo conseguir cosas como transmitir el sonido de un piano usando electricidad. Su idea era transmitir varias frecuencias por una línea  telegráfica, lo que se denomina telegrafía armónica, lo que conseguiría enviar varios mensajes simultáneamente, y así aumentar el tráfico telegráfico sin tender nuevos cables. Su idea era buena, consiguió financiación y a falta de conocimientos de ingeniería, contrató a Thomas A. Watson como ayudante, y tras una rotura en su aparato, vio que se podía transmitir la voz, aunque muy poco inteligible. Siguieron por esa vía, y aun sin conseguir el resultado final, Bell quiso patentar su invento para que no se le adelantaran. Al poco tiempo consiguieron un desarrollo funcional.

 

 

Patente original de Bell (fuente Wikipedia)

 

Instaló un aparato en su casa y otro en una oficina telegráfica a 8 Km, y el 3 de agosto de 1876 hizo la primera llamada, se oyeron las voces pero no muy claras, y la noche siguiente hizo lo mismo en sentido contrario, y esta vez si fue un éxito. Fundó la Bell Telephone Company en 1877, comenzó a instalar teléfonos y en 10 años tenía 150.000 abonados. 

En 1879 adquirió las patentes de Edison para el micrófono de carbón, mejora importante que permitía
hablar sin necesidad de gritar como hasta ese momento, y así pudo comenzar la telefonía a larga distancia. El 25 de enero de 1915 Bell desde Nueva York llamó a Watson en San Francisco con éxito. Luego se tendieron cables submarinos y comenzó el tráfico telefónico entre EE.UU. y Europa.

Primera llamada de costa a costa. Fuente Wikipedia

Antonio Meucci (Italia, 1808-1889)

Estudió ingeniería y dibujo en Florencia, en un momento convulso de la historia italiana en el momento de su unificación, con muchas conspiraciones a favor y en contra, fue acusado de conspirador y encarcelado tres meses, por lo que al salir emigró con su mujer a EE.UU.

Allí creó una fabrica de velas de parafina con un procedimiento que ideó y patentó, donde acogió y ayudó a muchos emigrantes italianos, entre ellos a Garibaldi. En 1854 construyó un teléfono para conectar su oficina con su dormitorio dos pisos mas arriba, para atender a su mujer en cama. Sin embargo al no disponer del capital prefirió emplearlo en otras patentes que fueran mas rentables.

En 1860 hizo una demostración pública de lo que denominó teletrófono, muy elogiada por la prensa, pero cedió el prototipo a una persona para su estudio que la llevó a Italia, del que no se volvió a saber nada.

Al ser muy caras las patentes, registró en diciembre de 1871 un cáveat (documento donde expresas que están trabajando en algo que luego patentarás), con validez de un año, que pudo renovar por un segundo año.

Tras un accidente con graves quemaduras, su esposa empeña todo lo que puede para obtener dinero, pero al reponerse e intentar recuperarlo no lo consigue pues había sigo ya vendido. Los conspiranoicos piensan que fue Bell el que lo compró, pero no hay ninguna prueba.

Elisha Gray (Estados Unidos, 1835-1901)

De origen humilde, estudió desde joven temas relacionados con la electricidad, interesado en la transmisión del sonido. Fundó en 1872 la Western Electric Manufacturing Company, empresa de ingeniería con una historia y desarrollos interesantes.

 

En 1874 hizo la primera demostración pública de su teléfono en los locales de su iglesia, trasmitiendo por el cable del telégrafo tonos musicales, usando para ello el primer sintetizador de música que también es invento suyo, y desarrolló un primitivo altavoz para poder escuchar los sonidos de su sintetizador.

Su teléfono usaba un micrófono líquido, mucho menos sensible que el de Bell, por lo que su aparato era realmente inferior, pero mas adelante la AT&T, empresa del grupo Bell, compró a la Western Electric en 1881, acabando definitivamente con la lucha por los derechos de patente. Desde entonces desarrolló los teléfonos de la AT&T, destacando como los aparatos mas fiables desde 1920 por el control de calidad que implementaron. En el interior de los teléfonos de la AT&T las piezas estaban marcadas como WE, hasta que en 1996 se la renombró como AT&T Technologies, y al poco sus siglas desaparecieron de los teléfonos..

 

Historia de la Electricidad (XX): El fin de los generadores electrostáticos, Maxwell completa la teoría

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Entramos en una época importante, estas contribuciones marcan los últimos coletazos de los generadores electrostáticos para producir altas intensidades, y abren la puerta al siglo de los ingenieros, que pusieron la electricidad en la vida cotidiana.

Ernst Werner M. von Siemens (actual Alemania, 1816-1892)

Fue el mayor de 14 hermanos, al quedar huérfanos y siendo el varón mayor, a los 24 años tuvo que sacar adelante a sus hermanos, por lo que no puedo estudiar. Ingresó en el ejercito prusiano donde alcanzó el grado de teniente. En 1841 desarrolló un proceso de galvanización, en 1846 un telégrafo de aguja y presión y un sistema de aislamiento de cables eléctricos mediante gutapercha, un tipo de goma extraída de un árbol, similar al caucho. 

En 1847 creó la todavía existente Siemens AG, una de las grandes empresas de Alemania, desde donde emprendió grandes proyectos, siendo pionero en el tendido de líneas telegráficas submarinas, aisladas con gutapercha, comenzando con la que unía Irlanda y EE.UU, en 1874, o el tendido de líneas entre  Gran Bretaña y la India en 1870.

Ideó un telégrafo con puntero/teclado para hacer transparente al usuario el código Morse, usando un sistema similar al del telégrafo de agujas, lo que condujo a la telegrafía con caracteres, y permitió a las empresas disponer de líneas propias sin necesidad de conocer código morse, lo que se ve en muchas películas antiguas relacionado con resultados en la bolsa.

También creó la primera locomotora eléctrica (ya hablaré de motores mas adelante), presentada por su empresa en 1879, una de las ramas actuales importantes de la Siemens es la producción de vagones para metros y tranvías.

Otras contribuciones importantes

Por no extenderme demasiado, agrupo y condenso a varios personajes importantes:

• Charles Wheatstone (Inglaterra, 1802-1875): Comenzó siguiendo la tradición familiar como músico, donde realizó varias contribuciones interesantes, pero en el tema de la electricidad contribuyó con varios temas importantes, como la medición de la velocidad de la transmisión de las electricidad en los cables,para lo que necesitó idear un sistema de medición de tiempos muy pequeños denominado cronóscopo. En 1843 ideó los que se denomina puente de Wheatstone, que permite medir el valor de las resistencias (es el primer multímetro), y diseñó el telégrafo de agujas junto a Cook (ver al entrada anterior sobre Morse).
• James Prescott Joule (Inglaterra, 1818-1889): Uno de los mejores físicos de su época, definió la relación entre electricidad, calor y trabajo en sus escritos de 1840 a 1843
• Gustav Robert Kirchhoff: (Actual Alemania, 1824 -1887): A partir de trabajos anteriores de Gauss (ver entradas anteriores) definió las leyes de Kirchhoff en 1845, que se usan mucho en el análisis de circuitos. También estudió varios temas que condujeron al desarrollo de la quantica.
• William Thomson (más conocido como Lord Kelvin, Inglaterra 1824-1907): Estudió la relación entre los efectos Seebeck y Peltier en 1851 (ver entradas anteriores), pero su contribución mas practica fue el tendido de varios cables submarinos entre Irlanda y Estados Unidos.
• Heinrich Daniel Ruhmkorff (Alemania, 1803-1877): Creó en 1851 la bobina de Ruhmkorff, que  genera chispas de alto voltaje, es una tipo de transformador que a partir de la continua generada por las pilas o acumuladores, produce alterna de alta intensidad, lo que significó el fin de la generación de la electricidad estática como fuente de alta intensidad.
• Léon Foucault (Fráncia, 1819-1876): Además del péndulo que lleva su nombre con el que se demuestra la rotación de la Tierra, y de medir con bastante precisión la velocidad de la luz, descubrió las corrientes de Foucault en 1851, importante para el diseño de los transformadores.
• Zénobe-Théophile Gramme (Bélgica, 1826-1901): Ideó la primera dinamo en 1870. siendo el primer generador de corriente continua lo que reemplazó a las pilas y acumuladores rápidamente.
• Johann Wilhelm Hittorf (Alemania, 1824-1914): Estudiando el paso de corrientes de electrones por los gases, ideó en 1872 el primer tubo de rayos catódicos, lo que mucho después fueron los tubos de las televisiones.

James Clerk Maxwell (Escocia, 1831-1879)

De familia acomodada, asistió desde pequeño a las conferencias de la Royal Society en Edimburgo. Antes de la universidad, ya publicó varios trabajos científicos y matemáticos, como estudios de figuras geométricas, ayudado por sus dotes en el dibujo. Estudió en las universidad de Edimburgo y luego pasó a Cambridge, y a los 25 años comenzó como profesor, lo que representaba ser 15 años mas joven que la media de profesores del momento. 

Las cuatro ecuaciones de Maxwell de 1875 definieron las bases teóricas del electro-magnetismo, unificando electricidad, magnetismo y luz como tres manifestaciones de radiación electromagnética. A partir de estas ecuaciones, definió la posibilidad de las ondas de radio, que luego se concretaron en la telegrafía sin hilos.

La suya fue la segunda teoría unificada tras las definidas por Newton, hoy se lucha por la tercera gran unificación sin éxito, incluir la gravedad en las ecuaciones. Sus formulas fueron la base que utilizó Einstein en su teoría de la relatividad, y las que utilizó Planck como base de la mecánica cuántica.

Historia de la Electricidad (XIX): Comienza la parte práctica. El telégrafo

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Antes de entrar en la edad de la electricidad, con la pugna Alterna-Contínua o Tesla-Edison como se prefiera denominar, comienza el uso de la electricidad para mover motores. De estos haré una entrada aparte pues tienen bastante de lo que mencionar.

Samuel Morse (EE.UU. 1791-1872)

Fué un gran aficionado a las ciencias, pero comenzó su carrera como pintor. Viajó a Inglaterra a estudiar dibujo, donde desarrolló la técnica del retrato y su afición por las escenas históricas, a su regreso se ganó bien la vida haciendo retratos. Se casó, tuvo 4 hijos, quedó viudo, viajó nuevamente a Europa, donde amplió conocimientos de la electricidad, y en el viaje de regreso desarrolló su idea del telégrafo.

El desarrollo fue laborioso, ya que la electricidad tiene grandes pérdidas al recorrer grandes distancias por los cables, lo que lo hacía muy poco práctico pues las distancias se limitaban a 3 kilómetros, pero lo solucionó añadiendo cada ciertos intervalos relés repetidores, con lo que amplió el alcance de sus pruebas hasta los 16Km.

Hizo una primera demostración pública el 6 de enero de 1833, y en 1835 desarrolló comercialmente el telégrafo, dejó la pintura (realmente una lástima pues era un gran pintor), realizó una gran demostración pública de larga distancia el 11 de enero de 1838, y tras mucho pelear con el gobierno e intentar lo mismo con algunos gobiernos europeos, comenzó a instalar su telégrafo para el gobierno de los Estados Unidos. La primera línea fue entre Baltimore y Washington con 60km. En esa época las noticias podía tardar días en recorrer esa distancia, tuvo un gran éxito al informar del resultado de la convención para seleccionar el candidato a presidente por el partido Whig (hoy desaparecido) desde la sede de Baltimore al Capitolio en Washington, el 1 de mayo de 1844, pocos minutos tras el resultado. Poco después, el día 24, transmitió en sentido contrario una cita de la Biblia, lo que hizo triunfar a su invento, y comenzó a tender cables telegráficos con su empresa por todo el país.

 

Como curiosidad, en esa época había una gran oposición a ese invento, al que se le atribuían los males del momento, como está ocurriendo con el 5G actualmente, hay cosas de las que no aprendemos.

Cuando intentó patentar su invento, se encontró que ya había un registro anterior para un telégrafo de agujas en 1837 desarrollado en Inglaterra por Cooke y Wheatstone, pero la superioridad de su invento hizo que se adoptara en todo el mundo, salvo en el imperio británico que uso el otro sistema. 

Pero lo que acabó de convertir el telégrafo en imprescindible fue la guerra civil americana, donde Grant informaba de sus progresos en directo a Lincoln, transmitía órdenes o solicitaba material, por lo que uno de los objetivo militares era capturar el telégrafo del enemigo para o bien conocer sus mensajes, o bien cortar la línea.

El sistema de Morse

El sistema ideado por Morse era muy sencillo, usando un solo hilo de señal y el de masa (en los tendidos se usaba la propia tierra como masa por lo que no necesitaba dos cables realmente). Basando en que al conectar el interruptor en el cable se produce un chispazo, comenzó a estudiar como usar esto en la comunicación. Luego cambió la chispa por una bobina que hacía de electro imán,  por lo que cuando pulsaba el interruptor en un lado del circuito, en el otro un lápiz bajaba sobre una cinta en movimiento, trazando una línea mientras estuviera el interruptor pulsado. Esto lo combinó con la idea de un sistema de codificación basado en puntos y rayas, realmente contactos cortos y largos, por lo que ya se disponía de un sistema de comunicación eficiente, y al quedar registrado en papel no hacía falta traducir el código a texto inmediatamente.

Para operar el sistema, se activaba repetidamente el pulsador para llamar la atención del receptor, y cuando este confirmaba poniendo en marcha la cinta de papel, se comenzaba la transmisión. Para poder ampliar indefinidamente las señales repartidas entre muchos destinos, además de los Relés Repetidores, había estaciones que hacían lo mismo manualmente, recibían la señal por una línea y la enviaban por otra diferente, de esta manera se podía transmitir en minutos un mensaje a cualquier estación de la red.

Este sistema era muy sencillo y robusto, poco sensible a interferencias, y se podía enviar y recibir los textos muy rápido, por lo que enseguida ganó al sistema de agujas.

El telégrafo de agujas

Este era mas complejo y mucho menos preciso, por lo que acabo desapareciendo. Se necesitaban 6 hilos, 5 de señales y uno de masa, y como no descubrieron que podía usar la tierra para eso tardaron en suprimir ese hilo. Cada hilo movía un solenoide con una aguja en dos posiciones, hacia la derecha o hacia la izquierda. Las agujas siempre se movían de dos en dos, estaban distribuidas en un panel romboidal en la línea central, siguiendo donde apuntaban las dos agujas que se habían movido señalaban una letra.

Telégrafo de 5 agujas. Fuente: https://www.ea1uro.com

Para transmitir se usaba un pequeño teclado, al pulsar una tecla se movían las agujas necesarias automáticamente.

Este sistema estaba basado en uno anterior desarrollado en Francia, con solo dos agujas moviéndose como lo hacían los postes de señales ópticas manuales del momento, con un diseño algo más sencillo.

Torre óptica de señales. Fuente: https://www.ea1uro.com

 

 

Telégrafo de 2 agujas. Fuente museopostalytelegrafico.es

Estos sistemas eran menos robustos, ya que usaban mas hilos y eran mas sensibles a interferencias o a fallos mecánicos que trababan las agujas, además de ser mas lentos de manejar, por lo que fueron reemplazados por el sistema de Morse.

Historia de la Electricidad (XVIII): La teoría electro-magnética avanza

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A partir de aquí la electricidad avanza en dos frentes, la parte teórica no para de progresar, pero va  acompañada por los logros prácticos que no se quedan atrás, la primera mitad del siglo XIX es una continua sucesión de descubrimientos e invenciones, que hacia el final del siglo logran que la electricidad sea ya algo práctico en fábricas y se introduzca en los hogares. Vamos más rápido en esta parte que avanza en la parte teórica que llegará a su máximo con Maxwell.

 

Georg Simon Ohm (Alemania, 1789 - 1854)

Este alemán hijo de un cerrajero fué impulsado a estudiar por su padre, y lo hizo de forma mas autodidacta que formal, ya que no le gustó su paso por la universidad. Trabajó de profesor en pequeñas escuelas con bajos sueldos para subsistir, hasta que en 1817 consiguió al fin un buen puesto y pudo compaginarlo con la investigación.

En 1827 publicó sus trabajos, en el que destaca la relación entre voltaje, corriente y resistencia, conocida como la ley de Ohm, que indica que Voltaje = Intensidad por Resistencia, que es la base de la teoría de circuitos. A esta misma conclusión llegó Henry Cavendish varios años antes (parece que en 1781), pero no publicó sus resultados al no disponer de instrumentos de medida ni una fuente de corriente fiable, y hubo que esperar casi 100 años a que Maxwell hiciera publicos sus trabajos en 1879, y en ciencia el padre de una idea es el que la publica primero de forma razonada y detallada para que se puedan confirmar de manera independiente sus investigaciones. La unidad de resistencia electrica recibe el nombre de Ohmio en su honor.

Joseph Henry (EEUU 1797 - 1878)

De familia humilde tuvo que trabajar desde niño, comenzó en unos almacenes y a los 13 años era aprendiz de relojero, a los 16 lee un libro sobre ciencia, estudia y logra alcanzar plaza de profesor en 1826. Fue conferenciante y también un gran administrador, bajo su dirección avanzaron varias sociedades científicas americanas.

Tuvo la costumbre de publicar tarde sus resultados. Conociendo el experimento de Ørsted, sus experimentos le llevan a descubrir la inducción electromagnética en 1830, pero al no publicar sus resultados el descubrimiento se atribuye a Faraday, el primer motor eléctrico en 1832, y el telégrafo en 1831, haciendo efectivo en 1835 para largas distancias, pero no lo patentó, y fué Morse con ayuda de Henry y financiación del Congreso de los Estados Unidos el que montó la primera línea telegráfica.

Johann Carl Friedrich Gauss (Alemania, 1777-1855)

Gauss fue un gran matemático, interesado por muchos temas, como la astronomía o la física. En este campo, junto a su amigo Wilhelm Weber, profesor de física en Gotinga, realizaron investigaciones importantes en magnetismo. Su principal contribución a la electricidad es la Ley de Gauss, que relaciona las cargas con el campo eléctrico,lo que permitió desarrollar por ejemplo las Leyes de Kirchoff para el análisis de los circuitos. En el sistema CGS la unidad de intensidad del campo magnético se mide en Gauss (en el sistema métrico decimal se mide en Teslas).​

Michael Faraday (Inglaterra, 1791-1867)

No tuvo un educación formal, su profesora se burlaba de el por no pronunciar bien, su padre le sacó del colegio, y acabó como aprendiz de encuadernador, lo que le dio la oportunidad de leer muchos libros de ciencia, por inteligencia, energía y tesón acabó siendo uno de los científicos mas influyentes del momento y uno de los grandes de la historia. Estudió temas importantes en química, donde comenzó como asistente de Humphry Davy, investigando en gases y en compuestos de Carbono. En este campo cabe destacar una invención suya que dio lugar el Mechero Bunsen, que es usado desde entonces en todo laboratorio químico. También contribuyó en el estudio de la polarización de la luz, y fue uno de los que comenzaron el estudio de la electro-química.

Estudió como las corrientes en un cable cambiaban el campo magnético, definiendo las leyes de la inducción magnética en 1831, lo que dio lugar al primer generador que desarrolló entre 1831 y 1832, y posteriormente definió o que se conoce como Ley de Faraday, que relaciona la velocidad del movimiento del cable con el campo magnético producido. También es importante por descubrir lo que se denomina Jaula de Faraday, que permite evitar las interferencias en los circuitos eléctricos.

Sus trabajos fueron fundamentales para el desarrollo de los motores eléctricos. El nombre de la unidad de capacidad eléctrica, con la que se miden los condensadores o capacitores, se denomina Faradio en su honor.  

Además de la pare teórica, creó el primer motor eléctrico, el Motor Homopolar, aunque no sirve para mover algo. En un tarro con mercurio introdujo un imán y un cable, al proporcionar electricidad al cable este comienza a girar alrededor del imán. Hoy día se reemplaza el mercurio por salmuera, que es menos tóxico.

Heinrich Friedrich Lenz (Actual Estonia, 1804-1865)

Imitó a Darwin dando la vuelta al mundo en un viaje científico, donde estudió el clima y el agua marina. En el tema de la electricidad definió la ley de Lenz en 1834, estableciendo la relación entre la variación del flujo magnético y la dirección y fuerza de la corriente eléctrica. También preparó el campo para lo que se conoce como Ley de Joule por ser ampliada y mejorada por este, en la que se relaciona la conductividad con la temperatura.

Jean Peltier (Francia, 1785-1845)

Aunque trabajó como relojero con Breguet hasta los 30 años. luego pasó a la ciencia, donde descubrió el efecto Peltier en 1834, aplicando electricidad a dos placas de diferentes materiales, una se enfría mientras la otra se calienta, lo que es usado en neveras portátiles hoy día. ), y la inducción electrostática en 1840, definiendo como las cargas estáticas influyen en objetos cercanos sin necesidad de contacto.

Modificando la DreamCast: Índice

Índice de entradas sobre modificaciones de la DreamCast

• Introducción general.
• Ajuste de la alimentación para consolas americanas y japoneas:
  • Teoría
  • Práctica.
• Salidas de Audio y Video:
  • Cableados
  • Salida de AV simple
  • Teoría
  • Circuito
• Doble BIOS:
  • Teoría
  • Instalación de la doble BIOS en VA0
  • Instalación de la doble BIOS en VA1
  • Carga de la nueva BIOS
• Tarjeta SD
  • Teoría
  • Instalación
  • Manejo
• Disco Duro:
  • Teoría
  • Instalación
  • Manejo
• ¿Existen mas MODs?

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Lógica progamable (IV): Dispositivos PLD básicos: PAL, PLA, GAL

Los Dispositivos Lógicos Programables (PLD por sus siglas en inglés) mas sencillos son las PLA, PAL y GAL, aunque los dos primeros ya no se suelen usar por ser mas sencillo manejar el tercero. Los tres se basan en los mismo, tenemos una serie de entradas que se combinan usando puertas AND/OR para obtener las salidas. Las características básicas son:

• PLA son las siglas de Programmable Logic Array (Lógico Arreglo Programable, o mejor Lógica Programable en Matriz). Disponen de una matriz de puertas AND y OR programables.
• PAL son las siglas de Programmable Array Logic (Arreglo Lógico Programable). Disponen de una matriz AND programable y una OR fija.
• GAL son las siglas de Gate Array Logic (Matriz Lógica de Puertas). es una PAL que se puede programar varias veces.

Tanto las PAL como la PLA para conectar las puertas internas usan fusibles por lo que solo se pueden programar una vez, mientras que las GAL usan diodos que se pueden activar o desactivar eléctricamente por lo que se pueden reprogramar varias veces.

Celda básica de una PLA

Estructura de una PAL

 

Los que definieron la ciencia de la Informática (IV) Unix y C

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Índices: Historia de la Informática

 

Actualizado el 13/04/23, cambios en azul 

Añadidas nuevas versiones del Unix el 02/06/23, cambios en verde 

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En esta estrada trato sobre el desarrollo del Unix y la creación de mi muy querido lenguaje C (yo amo el BASIC por que empecé con el, pero no hay mejor lenguaje que el C), que van muy de la mano.

Laboratorios Bell

Laboratorios Bell era una subsidiaria dedicada a la investigación de la principal compañía de telefonía americana, la AT&T. Esta había crecido mucho a principios del XX, sobre todo tras la compra de la Bell Company (empresa creada por el que patentó el teléfono Alexander Graham Bell) para dar servicio de telefonía en todo Estados Unidos. En 1881 se crea American Bell para desarrollar el equipamiento para las empresas de telefonía Bell, en 1907 AT&T crea su propio laboratorio, y en 1925 se fusionan ambos para crearse la Bell Telephone Laboratories.

Como muestra de lo avanzado de sus investigaciones en sus instalaciones a principios de la década de 1950 se creó el transistor y también Claude Shannon crea la Teoría de la Información.

El origen del C

En los años 60 se definen dos lenguajes teóricos importantes, por un lado ALGOL (ALGOritmic Language, Lenguaje Algorítmico) que tuvo pocas implementaciones pero influyó mucho en los posteriores, y que derivó directamente en el PASCAL, y usando ideas del ALGOL se deriva el lenguaje CPL (Cambridge Programming Language, aunque posteriormente se le llamó Combined Programming Language, Lenguaje de Programación Combinado), que no llegó nunca a desarrollarse debido a ser demasiado grande, ambicioso y complejo. Ante esto en 1967 Martin Richards de la Universidad de Cambridge, mientras estaba en el MIT, desarrolla el BCPL (Basic Combined Programming Language, Lenguaje de Programación Combinado Básico), aunque fue descrito en una presentación en 1969. Se llegaron a desarrollar hasta 25 implementaciones diferentes, pero nunca fue realmente mas que un lenguaje académico. Tenía dos partes, el compilador creaba un código intermedio, que luego un ejecutor específico para cada ordenador podía ejecutar, esta idea se ha usado en lenguajes como el Java y PASCAL.

Ese mismo año lo utiliza Dennis Ritchie como base para el lenguaje B, ayudado por Ken Thompson, como una simplificación del BCPL, del que Thompson elimina todo lo prescindible para poder usarlo en un mini (eliminando hasta parte del nombre).

Entre 1969 y 1972 y para el PDP que tenía disponible en los laboratorios Bell, Dennis Ritchie escribe un compilador para un nuevo lenguaje al que denomina C, usando las ideas del anterior B. Es un lenguaje diseñado específicamente para el desarrollo de sistemas operativos, y se ha vuelto el padre de la mayoría de lenguajes modernos que usan aproximadamente su misma sintaxis, como C++, Java, JavaScrip o PHP

El origen del UNIX

En los años 60 el Instituto Tecnológico de Massachusetts, los Laboratorios Bell y General Electric trabajaba intensamente en las comunicaciones, con la idea de desarrollar un ordenador que daría servicio a cientos de terminales por todo el país a través de las líneas telefónicas. Para su funcionamiento se definió un sistema operativo denominado MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service, Servicio Multiplexado de Información y Computación). Este sistema correría en grandes Mainframes de las empresas General Electrics y Honeywell participantes en el proyecto. Aunque estuvo mucho tiempo en desarrollo, no llegó a funcionar nunca al ser un producto demasiado avanzado para el momento.

Uno de los programadores de los laboratorios Bell, Ken Thompson, escribió un juego llamado Space Travel (Viaje espacial) para la GE-645 en que estaban desarrollando el MULTICS, pero el juego era lento y sus ejecuciones eran caras (en esa época se miraba el coste de los programas por su tiempo de ejecución para calcular su rentabilidad) ya que salía por 75$ por partida. 

Entre 1969 y 1978 dos investigadores que trabajaban en MULTICS obtuvieron permiso para usar una computadora PDP-7 que en eso momento estaba siendo reemplazada por otra mas avanzada y había quedado parada, estos eran Ritchie y Thompson. Usando esta máquina, con ideas de MULTICS crearon el sistema operativo UNIX (Uniplexed Information and Computing Service, Servicio Uniplexado de Información y Computación), cambiando el multi por el uni ya que daba servicio a un solo usuario, basando el nombre al parecer en una idea de Brian Kernighan sobre un comentario de Andrew Tanenbaum

Cuando les dejaron el PDP reescribió el programa en ensamblador ayudado por Ritchie, al tener que desarrollar muchas rutinas para el manejo del sistema, Thompson pensó en crear un nuevo sistema operativo para la máquina. De esta manera Thompson y Ritchie lideraron un grupo de programadores para desarrollar en ensamblador  un sistema operativo multitarea, junto a un nuevo sistema de manejo de ficheros y un nuevo intérprete de comandos y algunos programas auxiliares.

Posteriormente el laboratorio les deja un PDP-11/20 con la condición de agregar herramientas de procesamiento de textos (un editor para escribir el programa runoff para formatear e imprimir) a UNIX, por lo que en 1970 ya se habla oficialmente en los laboratorios Bell del sistema operativo UNIX, donde el sistema de procesamiento de textos fue utilizado para procesar las solicitudes de patentes que recibían. Luego se mejoró runoff desarrollando troff, que permitía realizar composición tipográfica.

El 3 de noviembre de 1971 Thomson y Ritchie publicaron "UNIX Programmer's Manual", un manual de programación de UNIX, lo que fué su lanzamiento definitivo.

En 1972 se decide reescribir UNIX usando el Lenguaje de programación C, de esta manera UNIX podría ser fácilmente modificado para funcionar en otras computadoras, y como el código era más sencillo de entender y de manejar aumentó la velocidad de desarrollo de UNIX.

AT&T puso a UNIX a disposición de universidades y empresas (incluyendo al propio gobierno) a través de licencias. ​ Al adquirir una de ellas el Departamento de Computación de la Universidad de California, con sede en Berkeley, en 1975 desarrolló su propia versión de UNIX conocida como Berkeley Software Distribution (BSD). En esta distribución se creó el protocolo TCP/IP que es la base de internet.

Posteriormente el UNIX dejó de ser libre para su uso en universidades, pasando a comercializarse. Se lanzaron muchos desarrollos, Microsoft llega a un acuerdo para portar UNIX a los 286 creando una versión que se denominó XENIX, y para los 386 hay dos empresa que lo comercializan con versiones propias, SCO (que compró el XENIX y desarrolló SCO UNix y UnixWare, hoy es parte de Caldera Systems), y SUN que crea Solaris (hoy parte de Oracle). La IBM también lo comercializa creado AIX, Hewlett-Packard crea por su parte HP-UX y DEC comercializa ULTRIX.

Para intentar poner orden el este caos de versiones incompatibles entre si, se creó el estandar POXIS, que intentaba que hubiera cierta compatibilidad en el núcleo entre las versiones para que se pudieran ejecutar programas desarrollados en cualquiera de ellas en otras, no se consiguió nunca una compatibilidad plena, pero fue un buen avance.

Como ya no se puede usar el código en la enseñanza, el profesor Andrew Tanenbaum decide escribir una versión reducida del mismo para sus clases, lo que dio origen al MINIX. Uno de los usuarios de MINIX, Linus Torvalds, descontento con lo que permitía decide ampliarlo, creando otro sistema operativo denominado LINUX, del que posteriormente deriva a su vez Android. Por su parte, Apple derivó su MAC OS X y posteriores como macOS, iOS, iPadOS, tvOS o watchOS a partir del BSD (realmente parten de su anterior NeXTSTEP que usa el nucleo de Mach y partes del BSD).

De esta manera la familia del UNIX actualmente está compuesta por muchas variantes directas o indirectas, además de ser la base de algunas de las ideas del CP/M, que a su vez es la inspiración del MS/DOS.

Si quieres usar un UNIX hoy día tienes varias opciones (mejorada la lista con adicciones):

• UNIX de código libre (cuidado que no todas las versiones de estos productos lo son): 
• Variantes de LINUX (hay demasiadas)
• Variantes de BSD (FreeBSD, Dragonfly BSD, NetBSD, OpenBSD)
• MINIX (tiene versiones 1, 2 y 3)
• Variantes libres de Solaris (OpenSOLARIS,  Nexenta OS, Illumos, SchilliX, BeleniX).
• Coherent, un clon del Unix muy sencillo, las primeras versiones eran de código propietario, pero desde 2015 pasó a código libre.
  
• UNIX de código propietario: 
• OpenServer (basado en Xenix y no abierto a pesar de su nombre)
• Solaris en sus versiones comerciales (sin el Open delante)
• AIX y z/OS de IBM
• HP-UX.
• Silicon Graphics IRIX 
• UnixWare de Univel (hoy parte de SCO-Caldera)
• Ultix de DEC para alguna de sus máquinas
  
• Amiga Unix. Versión para el Commodore Amiga 3000 del Unix System V de AT&T, poco usado ya que no incluía la posibilidad de ejecutar programas desarrollados para otros sistemas, pero muy apreciado por sus pocos usuarios al incluir parte de las fuentes, por lo que se podía modificar.
• Atari  System V. Versión para el Atari TT030, intento de crear una estación de trabajo que no funcionó ya que tras sacar el ordenador y anunciarlo, tardaron dos años en comercializar el Unix.
• Una lista mas extensa se puede consultar en la Wikipedia (en inglés). Pulsa aquí para verla
  
• Variantes de código propietario (aunque tienen partes de código abierto, de estas solo verás el interface gráfico que hay por encima): 
• MAC OS X y sus variantes para teléfonos, tabletas  TV
• Android
  
• Otros desarrollos basados en POSIX:  
• BeOS no está basado en Unix, pero tiene cierta compatibilidad POSIX y el interface de la línea de comandos está basado en Bash.
• QNX

Hay mas versiones de UNIX de múltiples fabricantes, solo he mencionado las mas conocidas, y si incluimos sistemas que han usado parte de POSIX en su núcleo se amplia bastante la lista.