1. Introducció:

1.1. Història dels ordinadors:

1.1.1. Evolució històrica de les computadores:

Una de les característiques diferencials del “homo sapiens" és la seva permanent recerca d'eines capaces de reforçar les seves facultats tant físiques com mentals. En aquest sentit no és, doncs d'estranyar que la història de la humanitat estigui plena de fites en el desenvolupament de màquines que siguin capaç de realitzar funcions lògiques i de càlcul.

1.1.2. Primeres màquines de càlcul:

Entre els quals propugnaven màquines lògiques cal citar a Ramon Llull, el teòleg mallorquí que en el segle XIII va proposar el seu "Ars Magna", que consistia en peces geomètriques concèntriques en la perifèria de les quals estaven escrites les categories de les distintes branques del coneixement i la rotació del qual proporcionava idees per a la seva contemplació. Així, per exemple, els nous segments del cercle que estaven inscrits els atributs de Déu (bondat, eternitat, etc.) podien girar respecte al de qüestions bàsiques (per què, etc.) produint provocatives qüestions tal com: Per què Déu és bo? o Que gran és l'eternitat de Déu?.

La seva màquina més complexa, la "figura universis" constava de catorze rodes concèntriques que proporcionaven temes en nombre i complexitat sorprenent. Llull va crear aquestes màquines per aconseguir la conversió dels pagans i va morir en aquesta tasca. Va ser una figura genial que va provocar ardors contraposats que es van perllongar al llarg del temps, com, per exemple, la mostra el qual tres segles més tard fos citat per Bacon per a criticar-lo negativament.

L'àbac:

Respecte als dispositius de càlcul, el més antic és, sens dubte, l'àbac, del que es desconeix el seu inventor. Apareix en les restes més antigues de les cultures egípcia, babilònica i xinès-japones i es va propagar per tota Europa i Àsia. A Europa va deixar d'utilitzar-se cap al segle XIII, però en Orient el seu ús segueix sent habitual encara avui en dia. Adopta distintes disposicions, però, en general, són varetes sobre les quals poden desplaçar-se peces o boles de manera que les de cada fila tenen un valor de 10 vegades el de l'anterior. Entre els romans es va construir en forma de tauletes cobertes de sorra sobre les quals es disposaven petites pedres o, en llatí, "calculi", d'on deriven els termes càlcul i calculador.

A part de les idees de Leonardo da Vinci en ple "quatrocento", devem esperar a 1617 per a trobar eines de càlcul millorades, data en la qual John Napier va inventar els seus “numbering rods", en les quals les cares rectangulars de les varetes de fusta aplanades estaven dividides en nou seccions inscrites amb múltiples de diversos dígits per factors de 1 a 9. Les varetes servien de taula de multiplicar i també de memòria de les xifres dels productes de diversos dígits.

Els logaritmes, també inventats per Napier, van ser la base de la línia de nombres realitzada per Edmund Gunter el 1620, que era una escala dividida proporcionalment als logaritmes dels enters entre el 1 i el 10. La suma o resta de longituds, realitzades amb l'ajuda d'un compàs, proporcionaven el producte o el quocient dels components. La combinació de dos d'aquestes escales efectuada per William Oughtred va ser el naixement de la regla de càlcul, vigent fins l'aparició de les calculadores de butxaca. Noti's que aquesta ajuda és de tipus analògic i no digital.

La primera calculadora coneguda és la construïda el 1623 per Wilhelm Schickard, astrònom de Tübingen. Dita calculadora presentava aspectes sorprenents, com el disposa de sis rodes (xifres significatives) que actuaven com acumuladores i altres sis desconnectades que feien de "memòria". Poc després (de 1642 a 1645) i independentment, el qual després seria gran matemàtic, Blaise Pascal, va construir dels 18 als 22 anys la denominada "màquina aritmètica", que permetia sumar i restar mitjançant un adequat engranatge de rodes dentades.

Basant-se en la màquina de Pascal, Samuel Morland va construir en 1666 una sumadora - restadora de l'antiga moneda anglesa (1-20-12-10), que també sembla una multiplicadora.

El següent pas el va donar el gran filòsof i matemàtic Gottfried Wilhelm Leibnitz, qui del 1671 a 1694 va aconseguir la seva calculadora universal (quatre operacions), en la qual la multiplicació i la divisió es feien per suma i resta iterades. No obstant, van transcórrer gairebé dos segles sense que es comercialitzés la seva màquina, principalment per problemes de cost - qualitat en la tecnologia de l'època. Aquesta màquina, amb variants i millores (incorporació d'un motor elèctric, entrada per tecles, etc.), ha subsistit fins fa molt poc temps com calculadora de sobretaula, màquina comptable o caixa registradora; entre les empreses que van comercialitzar aquest tipus de màquines figuren les americanes Burroughs i National Cash Register (N.C.R.), que després intervindran en el desenvolupament dels computadors, i l'europea Facit.

Al segle XIX apareixen alguns personatges que podem considerar com els últims precursors dels actuals computadors.

El 1806, Joseph Marie Jacquard, propietari d'una empresa tèxtil, va patentar un teler controlat automàticament per una successió contínua de targetes perforades prèviament, basant-se en el proposat per Bouchon i Falcom en el segle anterior i els mecanismes dels rellotges medievals.

El 1812, Xerris Babbage va intentar construir una màquina que permetés el càlcul de polinomis a partir del mètode de les diferències finites per a la tabulació de funcions matemàtiques. El va aconseguir en 1822 i va ser el "difference engine".

Difference Engine de Babbage

No obstant, Babbage és molt més conegut pel seu "analytical engine", precursora de l'actual computador concebuda en 1833, sobrepassant àmpliament les capacitats tecnològiques de l'època.

Part de la UC de l'Analytical Engine de Babbage

“L'analytical engine" era realment un computador mecànic capaç d'efectuar qualsevol càlcul sempre que li fos indicat per un programa (denominat "control" per Babbage) enregistrat mitjançant targetes perforades (inspirades en les de Jacquard). Si l'entrada de dades i programes era per fitxa, la sortida era per impressora, per estereotip o per perforadora de targetes. L'estructura responia a la qual actualment es coneix com arquitectura de Von Neumann amb un "control" (el programa de fitxes), una unitat aritmètica feta de registres anulars (una roda per xifra significativa) denominada "mill", i una memòria denominada "store".

Al 1854, el matemàtic anglès Georges Boole va presentar el seu llibre "The Laws of Thought", en el qual plantejava la possibilitat de formalitzar el sil·logisme. Gairebé un segle més tarda, serà una eina poderosa per a l'estudi dels problemes plantejats per la construcció de màquines de càlcul.

El 1886 Herman Hollerith s'enfrontava amb el problema del procés del cens de 1880 dels Estats Units. Va Calcular que el següent cens, el de 1890, requeriria 10 anys de procés. Això li va dur a la invenció d'un sistema de màquines (lectora elèctrica de targetes, tabuladora, classificadora, etc.), per a aconseguir dos objectius paral·lels: la reducció dels errors respecte al tractament manual i la reducció per 100 del temps de procés. Per a la divulgació del seu invent va crear una empresa que, després de la incorporació de Thomas J. Watson, va passar a denominar-se International Business Machines (I.B.M.).

Precursors:

Hem vist com, durant el segle XIX, es van anar posant els fonaments del que en l'actualitat és la computadora. Ara bé, només un d'ells va tenir una influència comercial i industrial notable: va ser la causa d'Hollerith que, en certa manera, prefigura les empreses que en l'actualitat comercialitzen computadors d'ús general, i això per l'enfocament eminentment administratiu de les aplicacions de la seva clientela i, també, per la seva agressivitat.

Durant el primer terç del segle XX vam trobar personatges com l'irlandès Percy Ludgate que, en el primer decenni, recrea les idees de Babbage sobre el computador mecànic; l'enginyer de camins cantàbrics Leonardo Torres Quevedo que, basant-se en els projectes de Babbage, va construir diversos computadors electró - mecànics durant el segon decenni; i al francès Louis Couffignal qui va fer altre punt en la dècada dels 30.

Durant quaranta anys els equips inventats per Hollerith constantment perfeccionats van ser considerats com màquines comptables. La primera utilització important en el camp científic es deu a Leslie J. Comrie, tècnic anglès que, a partir de 1929 les va utilitzar en distints càlculs de taules astronòmiques de l'observatori de Greenwich. Aquesta experiència va ser repetida a Amèrica en 1933 per Wallace J. Eckert (sense cap parentiu amb l'inventor del ENIAC) amb l'ajuda de IBM. Aquest esforç i l'impuls que va produir la guerra mundial van permetre la seva utilització en camps com el càlcul de les taules de tir dels bombarders B-29, la simulació de l'estratègia dels combois aliats en l'Atlàntic per a eludir els atacs dels submarins alemanys...

Goldstine (esquerra) i Eckert (Dreta) sostenint una unitat integrada de vàlvules de l'ENIAC

La transposició de les idees de Boole al domini de la tècnica es deu a Claude Shannon, estudiant del MIT, que en 1937 va presentar la tesi "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits", considerada com l'inici de la teoria de la commutació. Posteriorment, mentre treballava en els Bell Laboratories, Shannon va publicar l'obra que es considera l'inici de la teoria de la informació. El matemàtic Georges Stibitz, també emprat en els Bell Laboratories, en les seves hores lliures i utilitzant la tecnologia a relès (servia per a controlar, obrir o tancar un circuit elèctric), va construir un sumador decimal (1937) que va ser calorosament rebut i que va dur a Bell Laboratories a construir entre els anys 1940 i 1945 cinc models cada vegada més potents sota l'estímul de les necessitats bèl·liques del càlcul balístic.

Sala de l'ENIAC. En primer pla apareixen Eckert (esquerra) i Mauchly (dreta)

Paral·lelament, a Alemanya, Konrad Zuse treballava en condicions notablement diferents, ja que no va trobar el suport necessari pel desenvolupament de les seves idees. El 1941 havia construït una màquina, la Z3, que tenia millors prestacions que la Mark I que va aparèixer tres anys més tard. Ja al 1939 havia proposat la seva construcció amb tecnologia electrònica, però el vet oficial va impedir-ne la seva realització. No obstant, abans de finalitzar la guerra mundial ja la tenia en part construïda.

L'últim dels precursors és, sens dubte, el Mark I, fruit de la col·laboració de IBM amb la Universitat de Harvard i realitzat sota l'adreça de Howard Aiken. Construïda amb tecnologia de relés electromecànics de seqüència controlada i de programa extern, va ser un altre dels resultats de l'esforç bèl·lic utilitzat principalment en el càlcul de taules de tir naval i en el de diverses funcions matemàtiques. Successivament van apareixerien altres models fins arribar al Mark IV, posat en servei el 1952.

1.1.3. Història recent:

Es descriuen com pertanyents a la història recent dels ordinadors aquells sistemes que són totalment electrònics. Se sol descriure aquesta història en forma de generacions, on cadascuna d'elles es diferencia de les altres per la tecnologia aplicada a la construcció i disseny dels ordinadors.

Generació 0:

Està admès que la història dels computadors electrònics comença amb l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) realitzat en 1946 en la Moore School of Engineering de la Universitat de Pennsylvania, sota l'adreça de John W. Mauchly i

J. Presper Eckert, aprofitant, en part, l'experiència adquirida per Atanasof de la Universitat de Iowa. Constava de més de 18000 vàlvules electròniques i 1500 relés. Construït pel càlcul de trajectòries balístiques, era capaç de realitzar 5000 sumes per segon. Les operacions aritmètiques s'efectuaven en sèrie i en base 10, representant cada xifra mitjançant un anell de 10 flip-flop (herència de les calculadores mecàniques) i la seva programació era cablejada. A pesar de les seves dificultats de programació i de la seva facilitat en avariar-se (el seu MBTF era de 2 hores), va prestar serveis durant 10 anys i en l'actualitat es conserva com peça de museu.

Durant la construcció de l'ENIAC, Von Neumann, Goldstine i Burks, de l'Institute for Advanced Studies de la Universitat de Princeton, van publicar el seu "First Draft of a Report on the EDVAC", fonament teòric de gran part dels computadors actuals.

El computador proposat constava de les 5 unitats bàsiques següents:

• La unitat d'entrada per a transmetre dades i instruccions des de l'exterior a la memòria

• La unitat de memòria per a emmagatzemar instruccions, dades i resultats (intermedis i finals).

• La unitat aritmètica-lògica (ALU) per a executar operacions aritmètiques i lògiques.

• La unitat de control per a interpretar les instruccions i ordenar la seva execució.

• La unitat de sortida per a transmetre resultats finals així com missatges a l'exterior.

El EDVAC tenia una memòria de 4096 paraules de 40 bits. La ALU era un simple acumulador que efectuava operacions en paral·lel de nombres binaris en representació pel complement a dos.

La primera realització d'una màquina d'aquest tipus va tenir lloc en la Universitat de Cambridge (Anglaterra) i va ser deguda a Maurice Wilkes. La seva màquina, el EDSAC, operativa en 1949, tenia una memòria de 1024 paraules i un tambor de 4600.

Després d'aquestes màquines segueix una llarga llista de realitzacions, totes basades en el EDVAC i amb noms com ILLIAC, JOHNIAC, WEIZAC, SWAC, SEAC, Whirlwind I, etc., en les quals fins l'inici de la dècada dels 50 van apareixent dispositius i possibilitats tan importants com, per exemple, la memòria de nuclis de ferrita, els registres de base i índex, la gestió automàtica de la jerarquia de memòries, etc.

Generació 1:

Pot dir-se que comença amb el UNIVAC I (Universal Automatic Computer), venut per Eckert i Mauchly a l'Oficina del Cens per a tractar el de 1950, després del seu fracàs amb el BINAC, que van intentar construir per a la Northrop Corporation, quan ja havien abandonat la Moore School of Engineering. Els seus principals avanços eren el sistema de cintes magnètiques que podien llegir-se cap a avant i cap a endarrere, amb un sistema de zones tampó i procediments de comprovació d'errors. Era una màquina decimal amb 12 dígits per paraula, instruccions d'una sola adreça i dues instruccions per paraula. La seva memòria era encara de línies de mercuri i tecnologia a vàlvules. El seu successor, el UNIVAC II, substituiria aquella memòria per una de nuclis de ferrita.

La companyia de Eckert i Mauchly va ser absorbida per la Remington Rand, que també havia adquirit la Electronic Research Associates; d'aquesta conjunció va néixer el UNIVAC 1103, màquina de 36 bits, aritmètica per complement a un i de punt flotant i, per primera vegada, amb capacitat d'interrupcions.

La rèplica de IBM es va fer esperar, doncs fins 1953 no va aparèixer el seu model 701, típica màquina de Von Neumann i notablement inferior al seu competidor administratiu, el UNIVAC I. No obstant, la màquina científica de la mateixa sèrie, la 704, apareguda en 1956, tenia 4K paraules de ferrita, tres registres índex i, per primera vegada, unitat de coma flotant cablejada i direccionamient indirecte.

Encara tenien una limitació, la d'efectuar les operacions d'entrada-sortida a través del acumulador de la ALU, sense tenir accés directe a la memòria. Altres models posteriors (els 702, 705, 709 i 650), van millorar el comportament tant de les màquines científiques com el de les comercials.

Altres companyies que, en menor escala, també van fer acte de presència en aquesta època van ser Raytheon i Honeywell conjuntament, amb el seu Datamatic 1000, NCR i Electro-Data Corporation, posteriorment absorbida per Burroughs, dedicades a la fabricació de màquines amb memòria de tambor.

També va ser durant aquesta època que van aparèixer els primers esforços en l'àrea del programari. Pertanyen a ella la primera versió del FORTRAN i els antecessors del ALGOL i el COBOL. L'organització del treball per lots va fer aparèixer els primers sistemes operatius amb les seves targetes de control i els problemes dels temps de resposta.

El 1953, Maurice Wilkes de la Universitat de Cambridge (Anglaterra) va plantejar una nova solució al control del computador. Amb això apareixia una nova tècnica, l'ús massiu de la qual no apareixeria fins deu anys més tarda, en els voltants de la tercera generació. Aquesta tècnica consistia en la interpretació, mitjançant una màquina de més sota nivell, de la màquina que veia el programador.

Generació 2:

La tecnologia és el criteri principal per al canvi de generació. El transistor, descobert per Bardeen i Brattain en 1948, irromp en els computadors en 1958, amb els seus avantatges de menor cost, menor grandària i menor dissipació d'energia.

L'iniciador d'aquesta època tampoc va ser IBM, sinó RCA, que en 1959 va lliurar la seva màquina model 501 amb COBOL i un voluminós sistema operatiu (relatiu a la dimensió de la memòria d'aquest computador). La reacció per part de IBM ara no es va fer esperar; va llançar la seva sèrie 7000, que comprenia els models 7070 i 7080 (compatible amb el 650 i el 705) de tipus comercial i els models 7040, 7044, 7090 i 7094 de tipus científic. També va introduir dues màquines que es van fer extraordinàriament populars pel nombre de vendes que van aconseguir: el 1620 (2000 unitats venudes) i el 1401 (20000 unitats venudes), màquines de tipus científic i comercial, respectivament. La sèrie 7000 introduïa un element important per a fer simultani el procés amb les operacions d'entrada-sortida: el canal amb un sistema associat d'interrupcions.

Durant aquest període de temps UNIVAC va perdre totalment la situació de privilegi que havia gaudit inicialment. La versió transistorizada del 1103, el 1107, va arribar tres anys després del 7090 i la seva única virtut va ser l'experiència que va permetre adquirir, experiència que va dur en la següent generació al disseny i fabricació del 1108. El UNIVAC III, versió transistoritzada dels seus homònims, era massa car per a les prestacions que oferia.

Diverses companyies van observar la importància de la compatibilitat per a la substitució de màquines. Exemple d'aquesta visió va ser Honeywell amb les seves sèries H-800 i H-200, compatibles amb el 1401, per a donar-li continuïtat a major escala.

Dues companyies van llançar en aquest període màquines que se separaven de la tradicional estructura de Von Neumann. van Ser CDC i Burroughs.

CDC, fundada el 1957 per UNIVAC, va llançar el seu barat 1604, en competència del IBM 7090 i, després, la revolucionària 3600 amb la seva connexió multiport-multibus entre CPU, canals d'entrada-sortida i memòria.

Burroughs, per la seva banda, amb el seu B-5000 va introduir tres novetats importants: l'organització de la memòria en pila (el que va permetre un tractament eficaç de llenguatges d'alt nivell tipus ALGOL, el direccionament basat en apuntador i l'enfocament segmentat de la memòria virtual.

Quatre màquines de poca repercussió comercial, però amb importants innovacions mereixen ser citades en aquest període: el ATLAS de la Universitat de Manchester, el IBM STRETCH, el UNIVAC LARC i el Burroughs D-825.

El ATLAS incorporava per primera vegada la memòria virtual per paginació entre una memòria principal de 16K paraules i un tambor de 96K paraules en pàgines de 512 paraules. La memòria estava distribuïda en 4 mòduls, el que permetia accedir a dues instruccions i dos “operandos” simultàniament, és a dir, que li permetia tenir fins un màxim de quatre instruccions en diverses fases d'execució. Disposava de dos ALU, una de 24 bits per al càlcul de les adreces i una altra de 48 bits per a operacions de punt fix i flotant. Les seves innovacions són doncs: memòria virtual paginada, anticipació (look-ahead) en l'execució d'instruccions i múltiples ALU.

El UNIVAC LARC tenia dos processadors: una CPU de punt flotant en representació decimal codificat en binari i un processador d'entrada-sortida amb memòria pròpia per als seus programes. Les seves innovacions són: memòria entrellaçada, anticipació en la CPU i separació de processadors. El IBM STRETCH incorporava, com els seus companys, anticipació en l'execució d'instruccions amb memòria entrellaçada, un extensíssim conjunt d'instruccions, que permetia el tractament de vectors booleans i sencers de longitud variable i suport maquinari a la protecció de memòria de tasques de multiprogramació mitjançant registres de dues cotes.

El Burroughs D-825, concebut per a aplicacions militars, és el primer multiprocessador genuí, doncs incorporava 4 CPU idèntiques treballant sobre 16 mòduls de memòria mitjançant un commutador de barres creuades (cross-bar switch).

Altres fites importants són l'aparició en el mercat de la Digital Equipment Corporation, amb els seus DEC PDP-1 (1960) i DEC PDP-5 (1963), miniprocessadors que arribaran a el seu ple desenvolupament en la generació següent, i de la Scientific Data Systems, introduint les seves màquines amb un sofisticat sistema d'interrupcions maquinari per a facilitar el funcionament de sistemes de temps compartit.

Dos treballs de tipus teòric, que no van produir cap realització directa, però que són precursors d'importants realitzacions posteriors, són l'article de Slotnick, Bork i McReynolds “The SOLOMON Computer”, i el de “Shooman Parallel Computing with Vertical Data” (1960); el primer anticipa els processadors vectorials i matricials i el segon els associatius i ortogonals.

Fruit d'aquesta època és la proliferació i normalització dels llenguatges de programació. La popularització del FORTRAN, els naixements del ALGOL 60 i del COBOL (afavorit pel Department of Defense), la definició de les especificacions del PL/I i l'aparició de llenguatges especialitzats com el APL (per a treballs conversacionals), el LISP (tractament de llistes), etc., són resultats d'aquest període.

Els canvis en l'arquitectura i, en particular, la simultaneïtat del procés d'entrada-sortida i la multiprogramació, van obligar a la consolidació dels sistemes operatius així com al desenvolupament de sistemes d'utilitat, de montadors i compiladors, que facilitessin l'ús del computador als nombrosos usuaris que podia atendre de forma aparentment simultània.

Generació 3:

Tres són els factors que determinen el pas a la tercera generació, a diferència de la transició anterior deguda sols a condicionants tecnològics, i que són: la incorporació de circuits integrats, la generalització dels sistemes operatius per a multiprogramació i l'aparició de sèries de màquines compatibles entre si. Altra fita és la desaparició, a partir del primer terç de la dècada dels 70, de les memòries de ferrites.

La fita que assenyala l'entrada a aquesta tercera generació és l'anunci de IBM, en 1964, de la sèrie de computadors denominada Sistema/360. Inicialment constava de sis models: 30, 40, 50, 60, 62 i 70 que, encara que estructuralment eren distints, responien a una mateixa arquitectura gràcies a l'ús intensiu de la microprogramació, i eren totalment incompatibles, salvo per emulació, amb les màquines 7000 i 1400 de la generació anterior.

Les principals novetats incorporades eren: un sistema d'interrupcions amb prioritats modificables pel programador, protecció de memòria i doble paraula d'estat del programa, tot això amb vista a facilitar la implantació de sistemes operatius de multiprogramació.

Ràpidament van desaparèixer els models 60, 62 i 70, sustituïts pel 65 i el 75. En 1967, IBM va introduir el model 67, que és el primer model de IBM d'ús general amb memòria virtual paginada, i el model 44 per a aplicacions científiques i de temps real. Les tècniques explorades en el STRETCH van conduir al disseny i construcció del model 91, que disposava d'unitats multifuncionals segmentades (pipe-line). L'aparició del model 85, construït utilitzant el concepte de memòria cache o tampó, va dur al model 195, que conjuminava els assoliments dels models 85 i 91. La sèrie es va completar amb els models 20 i 25 per a donar continuïtat a la base instal·lada de 1400. En 1970 es va anunciar la sèrie 370 i posteriorment les sèries 4300 i 3000 que no aporten grans novetats en nom de la compatibilitat.

RCA va introduir en 1965 la seva sèrie Spectra de computadors compatibles amb la sèrie 360, intentant especialitzar-se en l'àmbit del temps compartit, amb sistemes operatius basats en la memòria virtual paginada. A l'inici de la dècada dels 70, RCA va abandonar el camp dels computadors, venent aquesta faceta de la companyia a UNIVAC (controlada des de feia uns anys per la SPERRY Gyroscope) que, amb els computadors de la sèrie 1100, successora del citat 1107 i iniciada pel 1108, tenia una sòlida base, aprofitant la seva major facilitat de migració dels models 7000 de la generació anterior de IBM, incompatibles amb la sèrie 360.

Honeywell va capitalitzar la compatibilitat de la seva H-200 amb els 1400 de IBM i recollint les experiències i bases instal·lades de SDS, GE i Bull. Una de les majors bases és la seva participació en el desenvolupament del sistema operatiu MULTICS (conjuntament amb GE, MIT i Bell Laboratories).

Burroughs va introduir al final dels seixanta el seu model B-6700, versió millorada del B-5500, especialment per a sistemes operatius de multiprogramació, que posteriorment ha seguit millorant i ampliant amb el B-6800 i el B-7800. En 1972 va introduir el B-1700 que ha estat el primer (mini) computador que permet, almenys des del punt de vista del programador, el direccionamient de la memòria a nivell de bit. A més, per la seva estructura intensament microprogramda, pot considerar-se com la primera màquina comercial capaç d'interpretar directament una varietat de llenguatges d'alt nivell.

CDC, impulsada per Seymour Cray, va llançar en 1964 el seu 6600 amb grans novetats, com el seu conjunt d'unitats funcionals controlades per un maquinari que li permetia l'execució d'instruccions independents fora de seqüència, la seva pila d'instruccions per a accelerar la captació de les mateixes, el seu ús sistemàtic de memòries entrellaçades i els seus processadors perifèrics (PPU) amb memòria privada. No obstant, és l'última de les grans màquines que no disposava de sistema d'interrupcions. En 1969 va aparèixer el 7600 que incorporava, respecte al 6600, un conjunt d'unitats funcionals segmentades, interrupcions i una interacció distinta entre CPU i PPU. Les actuals sèries CYBER són evolucions dels citats computadors.

L'última sèrie de computadors, dintre del que podia considerar-se com extensions de l'estructura de Von Neumann, és la Amdahl 470, creada pel dissenyador de la sèrie 360, totalment compatible amb ella però millorant-la en tecnologia, velocitat i capacitat, encara que sense novetats dignes d'esment.

Abandonant l'arquitectura de Von Neumann i entrant en màquines orientades a aplicacions molt determinades (HOCK81) (meteorologia, simulació tridimensional del vol, radar, etc.) que requereixen, en general, una gran quantitat de càlcul matricial en punt flotant (prop de desenes o centenes de milions d'operacions per segon), vam trobar computadors vectorials segmentats capaços de tractar vectors amb una sola instrucció del seu ALU, com el Texas Instruments Advanced Scientific Computer (TU-ASC) (1973), el CDC Star/ 100 (1973), el CRAY-1 (1976) dissenyat pel creador dels CDC 6600 i 7600, dels quals pot considerar-se uneixo dels successors i del que han aparegut posteriorment nous models més ràpids, i el CDC Cyber 205 (1981), també descendent dels anteriorment citats.

Anticipats pel no construït SOLOMON, els computadors matricials paral·lels que disposen de nombrosos processadors, tots ells realitzant la mateixa instrucció sobre distintes dades, podem citar entre altres el ILLIAC-IV (dissenyat en 1967 i construït el 1972) que va ser una fita en la història del paral·lelisme. va Ser el precursor del PEPE (Parallel Element Processor Ensemble) (1976), del BSP (Burroughs Scientific Processor) (1977), del ICL-DAP (Distirbuted Array Processor) (1980) i dels futurs PHOENIX, dissenyats pel Institute of Advanced Computation (creació d'ARPA i NASA) i per CDC-NASF (Numerical Aerodynamic Simulation Facility).

Finalment, entre els processadors associatius i ortogonals capaços de tractar les dades de la memòria o per paraules o per rodanxes de bits de totes les posicions de la memòria, vam trobar el OMEN (Orthogonal Mini Embedment) (1972), el Goodyear STARAN (concebut en 1962 i completat en 1972) i el Goodyear MPP, que treballa amb processadors associats a cada bit de la memòria.

La popularització de la tecnologia VLSI obre nous camps d'aplicació per a tot tipus de supercomputadores, entre altres el de les xarxes sistóliques, on les dades flueixen a través d'una xarxa de processadors idèntics que efectuen tots el mateix programa, com la sang bombada per un cor.

En l'altre extrem del mercat, aquest període es caracteritza per la divulgació i popularització dels mini i microcomputadores. DEC, continuant amb les seves sèries PDP, va llançar el PDP-8, amb memòria de 12 bits, i la línia PDP-11 (10000 unitats venudes entre 1972 i 1975) amb memòria de 16 bits. Les seves majors limitacions deriven de l'estructura unibus, l'absència de canals d'entrada-sortida i la limitació de 64K direccionables amb una paraula de 16 bits. Durant aquest període apareixen nombroses companyies que disputen a DEC, encara que sense aconseguir-lo, el predomini en aquesta zona de mercat; entre elles cap citar Data General, General Automation, Hewlett-Packard, Interdata, Varian, etc. En el llindar dels anys vuitanta fan la seva aparició els superminis o minis amb paraula de 32 bits, que alliberen una de les majors limitacions citades (la de programes de 64K). Exemples d'ells són la sèrie VAX de DEC i el Interdata 8/32.

Baixant encara més en l'espectre, vam trobar el activísim camp dels micros que en una mica més de deu anys (1971-1983) han travessat, al seu torn, quatre generacions (NOYC81). Des del llançament en 1971 del Intel 4004, nombroses empreses competeixen amb Intel en aquest mercat; entre elles cap citar: Motorola, Texas Instruments, Zilog, RCA, etc. A continuació anem a enumerar algunes fites en aquest sorprenent camp de la història dels computadors.

El 1968, Intel, a petició de Busicom (un fabricant japonès de calculadores), va desenvolupar en tecnologia MOS un conjunt de 12 xips, que, en terme mitjà, tenien uns 2000 transistors cadascun. Fabricat en exclusiva per a Busicom el 1969, es va comercialitzar en 1971. va Ser el 4004, el primer processador en un sol xip. Els restants eren RAM, ROM, etc. Era una màquina de 4 bits que permetia el direccionamient a través de 16 bits. Dissenyat el 1969 i comercialitzat al 1972, el Intel 8008 va ser el primer microprocesador de 8 bits, inicialment pensat com suport del terminal Datapoint 2000. La tecnologia del processador era PMOS i la de les memòries, TTL .

Disseny dels primers microprocessadors:

L'any 1973 va ser el dels grans anuncis. Intel va proposar el 8080, que agrupava uns 5000 transistors, era deu vegades més ràpid que el 8008 i tenia doble nombre d'instruccions i possibilitat de direccionamient de 64K. Motorola va introduir el seu 6800, el primer microprocesador amb una alimentació de 5V. National Semiconductor va iniciar el canvi a la tecnologia CMOS amb el seu 1802. A partir d'aquest any el mercat de micros es va ampliar i aquest dispositiu es va convertir en un element real de disseny.

El 1976 Intel va introduir el seu 8048, un microcomputador d'un sol xip.

Un altre any significatiu va ser el 1978, en el qual Intel va introduir el 8086 amb tecnologia NMOS, amb direccionamient de 1M i que agrupava 29K transistors. va Ser seguit per la competència amb el Motorola 68000, El Zilog Z-8000, la sèrie 16000 de National, etc.

L'anunci del iAPX432 de Intel, microprocesador de 32 bits i amb una potència similar a la del IBM 370/158, obre el que podria considerar-se la quarta generació de microprocesadors, que va constituir un fracàs comercial. Això va fer que Intel promocionés la línia interna de competència i així el 8086 va evolucionar cap als Intel 80286 i 80386. En aquest camp dels microprocesadors de 32 bits no cal oblidar la forta competència que Intel ha trobat en Motorola. No obstant, aquests esdeveniments pertanyen ja a l'època corresponent a la següent generació.

Generació 4:

La fita que marca l'entrada en aquesta nova generació és la introducció dels computadors en la vida quotidiana, provocada per la difusió dels microprocesadors; l'abaratiment dels seus preus ha permès la invasió dels computadors personals, els populars PC, en tots els nivells de les organitzacions i en la vida familiar. Aquesta difusió està produint un impacte social les conseqüències del qual són difícils de preveure.

Fets significatius d'aquesta època són també:

• La difusió del procés gràfic amb l'aparició d'estacions de treball especialitzades (SUN, DE-stations, Apollo, etc.).

• L'aparició d'entorns LISP (normalment estacions de treball microprogramades per a facilitar la implantació d'aquest llenguatge per a la resolució pràctica de problemes reals d'intel·ligència artificial.

• L'aparició com alternativa per al tractament de problemes de sistemes experts de la màquina de connexió amb una clara arquitectura de tipus SIMD.

• L'aparició de màquines amb un conjunt d'instruccions reduït (RISC) treballant normalment entre registres i amb una unitat de control cablejada per a aconseguir una màquina senzilla i ràpida amb l'objectiu de facilitar la implantació de llenguatges d'alt nivell i sistemes operatius ( SUN SPARC, DECSYSTEMS, HP 9XXX...)

Entretant, l'apreciació de problemes lligats a la intel·ligència artificial exigeix el tractament massiu de nous problemes amb màquines controlades pel fluix de les dades (Data-Flow), construïdes experimentalment en la generació anterior i l'aparició comercial de la qual provocarà, probablement, el pas a la cinquena generació.

Evolució dels microprocessadors Història de les computadores

i els seus perifèrics

25