Tercera generación de computadoras

¿Qué es la tercera generación de computadoras?

La tercera generación de computadoras es la etapa desarrollada entre 1964 y 1974, cuando la tecnología informática se fundamentó en los circuitos integrados. Los circuitos integrados combinaban varios componentes electrónicos, como transistores y condensadores, entre otros.

Se produjeron transistores muy pequeños, disponiéndose en un solo semiconductor, haciendo que el rendimiento general de los sistemas informáticos mejorara de forma contundente.

Estos circuitos superaban los tubos de vacío y los transistores, tanto en costo como en rendimiento. El costo de los circuitos integrados era muy bajo. Por tanto, el principal rasgo característico de las computadoras de tercera generación fue el uso de los circuitos integrados como dispositivos informáticos, que siguen utilizándose hasta la generación actual.

La tercera generación fue básicamente el punto de inflexión en la vida de las computadoras. Las tarjetas perforadas y las impresoras fueron sustituidas por teclados y monitores conectados a un sistema operativo.

En este momento las computadoras se hicieron más accesibles para la audiencia masiva, debido a su menor tamaño y a un costo más reducido.

Ley de Moore en la tercera generación de computadoras

La implementación de estas computadoras también estuvo alineada con la Ley de Moore, divulgada en 1965.

Esta ley expresaba que debido a que el tamaño del transistor se estaba reduciendo tan rápidamente, para los siguientes diez años se duplicaría cada dos años el número de transistores que cabrían en los nuevos microchips. Después de diez años, en 1975, fue reajustado este crecimiento exponencial a cada cinco años.

Durante la tercera generación el procesador se construía utilizando muchos circuitos integrados. En la cuarta generación se pudo ubicar un procesador completo en un solo chip de silicio, cuyo tamaño era menor que un sello postal.

Actualmente, casi todos los dispositivos electrónicos utilizan algún tipo de circuito integrado colocado en las placas de circuitos.

Origen e historia de la tercera generación de computadoras

Los transistores habían sido una gran mejora con respecto a los tubos de vacío, pero aun así seguían generando mucho calor, que causaba daños en partes de la computadora. Esta situación se resolvió con el cuarzo.

Los transistores se redujeron de tamaño para colocarse en semiconductores de silicio, llamados popularmente chips. De esta manera, los transistores se reemplazaron por el circuito integrado o chip. Los científicos lograron poner muchos componentes en un solo chip.

Como resultado, la computadora se hizo cada vez más pequeña a medida que se comprimían más componentes en un solo chip. También aumentaron la velocidad y la eficiencia.

• Circuito integrado. En la tercera generación, la tecnología del circuito integrado, o microelectrónica, se convirtió en la insignia principal. Jack Kilby, de Texas Instruments, y Robert Noyce, de Fairchild Semiconductor, fueron los primeros en desarrollar en 1959 la idea del circuito integrado. El chip es un dispositivo único que contiene internamente gran cantidad de transistores, registros y condensadores, construidos en una sola porción delgada de silicio. El primer circuito integrado solo contenía seis transistores. Se hace difícil de comparar con los circuitos integrados actuales, que contienen hasta cientos de millones de transistores. Un desarrollo extraordinario en menos de medio siglo. Por tanto, resulta innegable que el tamaño de la computadora se fuera reduciendo cada vez más. Las computadoras de esta generación eran pequeñas, de bajo costo, gran memoria y la velocidad de procesamiento era muy alta.

Características de la tercera generación de computadoras

– Confiabilidad y rapidez. Estas computadoras eran altamente confiables, rápidas y precisas, más económicas, aunque seguían siendo relativamente caras. No solo se redujo su tamaño, sino el requerimiento de energía y la generación de calor. Los usuarios podían interactuar con la computadora mediante teclados y monitores de pantalla tanto para la entrada como para la salida de datos, además de interactuar con un sistema operativo, logrando una integración de hardware y software. Se logró la capacidad de comunicación con otras computadoras, avanzando la comunicación de datos. Las computadoras se utilizaban en el cálculo del censo, al igual que en aplicaciones militares, bancarias e industriales.

– Tecnología. Los transistores fueron reemplazados por el circuito integrado en sus circuitos electrónicos. El circuito integrado era un componente único que contenía una gran cantidad de transistores.

– Velocidad de procesamiento. Debido al uso de circuitos integrados, el rendimiento de las computadoras se hizo más rápido y también más preciso. Su velocidad era casi 10.000 veces mayor que la de la primera generación de computadoras.

– Almacenamiento. La capacidad de memoria era mayor y se podían almacenar cientos de miles de caracteres, siendo anteriormente solo decenas de miles. Se utilizó como memoria primaria la memoria de semiconductores, como la RAM y ROM. Se usaban discos externos como medios de almacenamiento, cuya naturaleza de acceso a los datos era aleatorio, con una gran capacidad de almacenamiento de millones de caracteres.

– Software mejorado. Continuaron desarrollándose los lenguajes de programación de alto nivel. Se utilizan lenguajes de alto nivel como FORTAN, BASIC y otros para desarrollar programas. Capacidad para hacer multiprocesamiento y multitarea. Se desarrolló la capacidad de realizar varias operaciones simultáneamente, mediante la instalación de la multiprogramación.

Hardware de la tercera generación de computadoras

Esta generación marcó el comienzo del concepto de “familia de computadoras”, que desafiaba a los fabricantes a crear componentes de computadoras compatibles con otros sistemas.

La interacción con las computadoras mejoró notablemente. Se introdujeron los terminales de video para la salida de datos, reemplazando a las impresoras.

Para la entrada de datos se utilizaban teclados, en lugar de tener que imprimir tarjetas perforadas. Para el procesamiento automático se introdujeron nuevos sistemas operativos, al igual que la programación múltiple.

En cuanto al almacenamiento, para los terminales auxiliares los discos magnéticos comenzaron a reemplazar a las cintas magnéticas.

• Circuito integrado. En esta generación de computadoras se utilizaban los circuitos integrados como componente electrónico principal. El desarrollo de los circuitos integrados dio origen a un nuevo campo de la microelectrónica. Con el circuito integrado se buscaba solventar los complejos procedimientos utilizados para diseñar el transistor. Tener que conectar manualmente en los transistores los condensadores y diodos requería mucho tiempo, y no era totalmente confiable. Además de la reducción en el costo, al colocar múltiples transistores en un solo chip se aumentó enormemente la velocidad y el rendimiento de cualquier computadora. Los componentes del circuito integrado podían ser híbridos o monolíticos. El circuito integrado híbrido es cuando se coloca el transistor y el diodo por separado, mientras que el monolítico es cuando se colocan juntos en un solo chip transistor y diodo.

Software de la tercera generación de computadoras

• Sistema operativo. Las computadoras comenzaron a utilizar el software del sistema operativo para administrar el hardware y los recursos de la computadora. Esto permitió a los sistemas ejecutar diferentes aplicaciones a la vez. Además, se utilizaron sistemas operativos de procesamiento remoto. IBM creó el sistema operativo OS/360. El crecimiento del software mejoró mucho porque fue desagregado, vendiéndose el software por separado del hardware.
• Lenguajes de alto nivel. Aunque los lenguajes ensambladores habían demostrado ser de mucha ayuda para programar, se continuó indagando en mejores lenguajes que se acercaran más al inglés convencional. Esto familiarizó bastante al usuario común con la computadora, siendo el motivo principal del inmenso crecimiento de la industria informática. A estos lenguajes se les denominó lenguajes de alto nivel. Los lenguajes de tercera generación eran de naturaleza procedimental. Por tanto, también se conocen como lenguajes orientados a procedimientos. Los procedimientos requieren conocer cómo se resolverá un problema. Cada lenguaje de alto nivel era desarrollado para cumplir algunos requerimientos básicos para un tipo particular de problemas. Los diferentes lenguajes de alto nivel que podía utilizar un usuario eran FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 y otros más.
  • Programa fuente. El programa escrito con un lenguaje de alto nivel se llama programa fuente. Este es el elemento que el programador introduce en la computadora para obtener resultados. El programa fuente se debe convertir a un programa objeto, que es el lenguaje de 0 y 1 que la computadora puede entender. Esto se hace mediante un programa intermedio llamado compilador. El compilador depende tanto del lenguaje como de la máquina utilizada.

Inventos de la tercera generación de computadoras y sus autores

• Circuito integrado. Es un circuito que consta de una gran cantidad de componentes electrónicos colocados en un solo chip de silicio mediante un proceso fotolitográfico. Fue diseñado en 1959 por Jack Kilby en Texas Instrument y por Robert Noyce en Fairchild Corporation, de forma independiente, siendo un invento importante en el campo de la informática. Kilby construyó su circuito integrado en germanio, mientras que Noyce lo construyó en un chip de silicio. El primer circuito integrado fue utilizado en 1961.
• IBM 360. IBM inventó esta computadora en 1964. Se utilizaba con fines comerciales y científicos. IBM gastó aproximadamente $5 mil millones para desarrollar el Sistema 360. No era simplemente una nueva computadora, sino un nuevo enfoque para el diseño de computadoras. Introdujo una misma arquitectura para una familia de dispositivos. Es decir, un programa diseñado para ejecutarse en alguna máquina de esta familia también podía ejecutarse en todas las demás.
• UNIX. Este sistema operativo lo inventaron en 1969 Kenneth Thompson y Dennis Ritchie. UNIX fue uno de los primeros sistemas operativos para computadoras, escrito en un lenguaje llamado C. Al final, hubo muchas versiones diferentes de UNIX. Se ha convertido en el sistema operativo líder para las estaciones de trabajo, pero ha tenido baja popularidad en el mercado de las PC.
• Pascal. Este lenguaje lleva el nombre de Blaise Pascal, matemático francés del siglo XVII que construyó una de las primeras máquinas sumadoras mecánicas. Fue desarrollado por primera vez como herramienta de enseñanza. Niklaus Wirth desarrolló este lenguaje de programación a fines de los 60. Pascal es un lenguaje altamente estructurado.

Ejemplos de la tercera generación de computadoras

• IBM 360. La tercera generación comenzó con la introducción de la familia de computadoras IBM 360. Podría decirse que fue la máquina más importante construida durante este período. Los grandes modelos tenían hasta 8 MB de memoria principal. El modelo de menor capacidad era el modelo 20, con solo 4 Kbytes de memoria. IBM llegó a entregar catorce modelos de esta serie de computadoras, incluyendo modelos excepcionales para la NASA. Un miembro de esta familia, el modelo 50, podía ejecutar 500.000 sumas por segundo, y era aproximadamente 263 veces más rápida que la ENIAC. Fue una computadora bastante exitosa en el mercado, ya que permitía elegir entre diferentes tipos de configuraciones. Sin embargo, todas las computadoras de la serie IBM 360 utilizaban el mismo conjunto de instrucciones.
• Honeywell 6000. Los diferentes tipos de modelos en esta serie incluían una función mejorada del conjunto de instrucciones, que agregaba aritmética decimal a las operaciones. La CPU de estas computadoras funcionaba con palabras de 32 bits. El módulo de memoria contenía 128k palabras. Un sistema podía soportar uno o dos módulos de memoria para un máximo de 256k palabras. Utilizaban varios sistemas operativos, como GCOS, Multics y CP-6.
• PDP-8. Fue desarrollada en 1965 por DEC. Fue una minicomputadora exitosa comercialmente. En ese momento estas computadoras fueron las más vendidas de la historia, disponibles en modelos de escritorio y en montajes de chasis. Tenía un conjunto de instrucciones más pequeño. Utilizaba 12 bits para el tamaño de la palabra. Tenían varias características, como bajo costo, simplicidad y capacidad de expansión. El diseño de estas computadoras hizo que programar fuera fácil para los programadores.

Ventajas y desventajas de la tercera generación de computadoras

Ventajas

• Chips. La principal ventaja de los circuitos integrados no era solo su pequeño tamaño, sino su rendimiento y confiabilidad, superiores a los circuitos anteriores. El consumo de energía era mucho menor.
• Velocidad. Tenía una mayor velocidad de cálculo. Gracias a su rapidez para computar eran muy productivas. Podían calcular datos en nanosegundos.
• Tamaño. Las computadoras eran más pequeñas o en comparación con las generaciones anteriores. Por tanto, eran fáciles de transportar de un lugar a otro. Se podían instalar muy fácilmente y se requería de menos espacio para su instalación.
• Menos calor. Producían menos calor en comparación con las dos generaciones anteriores. Se comenzó a utilizar un ventilador interno para la descarga de calor y así evitar daños.
• Confiabilidad y mantenimiento. Eran mucho más confiables y por eso requerían un mantenimiento menos frecuente. Por tanto, el costo de mantenimiento era bajo.
• Menos costosas. La producción comercial aumentó considerablemente.
• Almacenamiento. Tenían una gran capacidad de almacenamiento.
• Uso ampliado. Su uso era para propósitos generales.
• Ratón y teclado. Se comenzó a utilizar el ratón y el teclado para la entrada de comandos y datos.
• Lenguajes. Podían usarse con lenguajes de alto nivel.

Desventajas

• Generaban calor. Se requería tener aún un aire acondicionado.
• Tecnología sofisticada. La tecnología requerida para la fabricación de los chips de circuitos integrados era altamente sofisticada.
• Mantenimiento de chips. Los chips no eran fáciles de mantener.

Referencias

1. The Generations of Computers since 1940 to Present. Kenyaplex. Recuperado de kenyaplex.com.
2. Generations, Computers. Recuperado de encyclopedia.com.
3. Generations of Computers. Recuperado de includehelp.com.
4. Generation of Computer and their Features. Recuperado de kullabs.com.
5. Five Generations of Computers. Recuperado de byte-notes.com.