Mecatrónica

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP – DC – 227 – PU. Computadora en la palma de tu mano

Asesor: Verónica Padilla

Resumen

En este trabajo de investigación se pretende demostrar que con los nuevos microcomponentes se puede crear una computadora del tamaño de la palma de una mano. Se puede crear una computadora totalmente funcional con un sistema operativo, controladores, con puertos USB, salida de audio y video y conexión Wi-Fi. 

Pregunta de Investigación

¿Puede existir una computadora que quepa en la palma de tu mano?

Planteamiento del Problema

La influencia de los microcomponentes modernos para la creación de dispositivos a menor escala.

Antecedentes

La primera computadora de uso comercial

En febrero de 1951 apareció la Ferranti Mark 1, una versión moderna de la

computadora norteamericana del mismo nombre que estaba disponible

comercialmente. Fue sumamente importante en la historia del computador,

pues contaba con un índice de registros, que permitía la lectura más fácil de un

conjunto de palabras en la memoria. 

La primera computadora moderna.

La primera computadora moderna apareció en otoño de 1968, como un

prototipo presentado por Douglas Engelbart. Tenía por primera vez un ratón o

puntero, y una interfaz gráfica de usuario (GUI), cambiando para siempre el

modo en que los usuarios y los sistemas computarizados interactuarían de ese momento en adelante.

Generaciones de computadoras

Primera Generación de computadoras (1946 a 1955)

Para esta época, la tecnología empleada eran los tubos al vacío, esos mismos

son famosos por haber posibilitado el desarrollo de la electrónica hacia la mitad

del siglo XX.

Por esta razón, los ordenadores eran desarrollados con válvulas electrónicas

de vacío. Se caracterizaban principalmente por tener un tamaño enorme, no

disponer de sistema operativo, sino de una tarjeta perforada para almacenar

toda la información, y eran utilizados exclusivamente por las fuerzas militares y

la industria científica.

Las computadoras que marcaron el hito de la primera generación fueron:

  • Zuse Z1: diseñada por el ingeniero alemán Konrad Zuse en 1936 bajo el

sistema electro-mecánico y con financiamiento propio de su inventor y el

de sus allegados. Se dice que fue construida en el departamento de los

padres de Zuse, debido a que el gobierno Nazi no confiaba en el trabajo

de este informático.

  • Zuse Z2: como todo lo que se crea por primera vez no es perfecto, Zuse

decidió mejorar entre los años 1936 y 1939 su gran invento. 

Segunda Generación de computadoras (1958 a 1964)

La gran hazaña de esta generación fue la sustitución de válvulas de vacío por

los transistores, acompañada del uso de memorias de núcleo de ferritas y

tambores magnéticos para almacenar la información, los cuales permitieron la

fabricación de computadoras de menor tamaño, caracterizadas por una mejor

potencia, rapidez y fiabilidad.

En este periodo se empezaron a utilizar lenguajes de alto nivel como ALGOL,

FORTRAN y COBOL, siendo estos dos últimos los lenguajes de programación

que ayudó a desarrollar la gran científica de la computación, Grace Hopper,

gracias a sus conocimientos sobre FLOW-MATIC.

Las computadoras más destacadas durante este tiempo fueron:

  •  IBM 1401: fue una computadora de propósito general lanzada en 1959

por IBM que poseía un sistema basado en transistores y tarjetas

perforadas. Debido a la gran cantidad de ejemplares vendidos (alrededor

de 12.000) se consideró como una de las máquinas más exitosas del

momento.

  • IBM 1620: fue un ordenador creado principalmente para uso científico y

el primero de este tipo en ser estimado como económico. Poseía una

memoria de núcleo magnético y se lanzó al mercado en 1959.

Tercera Generación de computadoras (1964 a 1971)

Con la invención del circuito cerrado o chip por parte de los ingenieros

estadounidenses Jack S. Kilby y Robert Noyce, se revoluciona por completo el

diseño de las computadoras.

Aparecen los primeros discos magnéticos y los componentes electrónicos se

integran en una sola pieza o chip que albergan en su interior condensadores,

transistores y diodos, los cuales ayudan a aumentar notablemente la velocidad

de carga y a reducir el consumo de energía eléctrica.

En esta generación, las computadoras se caracterizan por tener mayor

flexibilidad y fiabilidad, ser de menor tamaño y ocupar poco espacio.

Las máquinas más sobresalientes de la época fueron:

  • CDC 6600: fue creado en el año 1965 por el estadounidense Seymour

Cray y se le destinó un uso principal para la investigación de la física de

alta energía nuclear.

  • IBM 360: diseñada por la empresa IBM, fue una de las computadoras

que influyó en el desarrollo de toda la tercera generación de

ordenadores.

Cuarta Generación de computadoras (1971 a 1981)

A partir de esta etapa las computadoras personales se convierten en las

protagonistas de la informática.

Todos los elementos que conforman la CPU ahora se almacenan en un circuito

integrado conocido como microprocesadores y empiezan a surgir una gran

gama de estos elementos fabricados por la compañía Intel, reconocida en la

actualidad como la mayor fabricante de circuitos integrados del mundo.

El primer microprocesador denominado 4004 lo desarrolla Intel en 1971, y en

1974 se presenta al mercado el primero diseñado para uso general. Es en esta

generación donde aparece el disquete.

Quinta Generación de computadoras (1982 a 1989)

Dos hechos históricos marcan el inicio de esta etapa.

Por un lado, el proyecto quinta generación comandados por Japón en 1982,

cuya finalidad principal era construir ordenadores con tecnología más avanzada

bajo lenguajes de programación más potentes para las máquinas y menos

complejos para los usuarios.

Por otro lado, la construcción del primer superordenador con capacidad de

proceso paralelo por parte de Seymour Cray y su compañía Control Data

Corporation, denominado CDC 6600.

En esta generación, las computadoras empiezan a realizar tareas que aún en

la actualidad predominan, como la traducción automática de una lengua a otra.

Asimismo, el almacenamiento de información digital se procesa en gigabytes y

surge el DVD.

Sexta Generación de computadoras (1990 hasta la actualidad)

Aunque se presentan algunos desacuerdos sobre la existencia de una sexta

generación de computadoras, lo cierto es que la informática no se ha detenido

y cada día avanza a mayor escala.

La inteligencia artificial, la arquitectura vectorial y paralela de los ordenadores y

la incorporación de chips de procesadores especializados para llevar a cabo

ciertas tareas, predominan en la actualidad.

Sin embargo, aún queda un largo camino por recorrer para la tecnología digital

y de acuerdo con expertos de la industria como el gran Stephen Hawking, la

próxima generación estará marcada por el máximo desarrollo de la informática

cuántica y su puesta en marcha.

El futuro de las computadoras

El futuro de las computadoras depende totalmente de los avances

tecnológicos que se tengan en materia de componentes y materiales para

su construcción, cada cambio generacional implicó una reducción en el

tamaño de los componentes de una computadora lo que al final resultó en

computadoras a menor escala.

Objetivo

Utilizar los microcomponentes más actuales para elaborar una computadora que quepa en la palma de la mano.

Justificación

La idea de poder crear tecnología a menor escala y con componentes de última generación.

Hipótesis

Si existiera una computadora que quepa en la palma de una mano la industria de la informática y la vida cotidiana cambiaría de manera exponencial, se reducirían espacios de trabajo, costos de manufactura y existiría una verdadera portabilidad para los usuarios.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales: 

  • Ventilador mini
  • Disipadores
  • Cargador 5V
  • Memoria MicroSD 128 GB
  • Placa Raspberry Pi B 4GB
  • Case 
  • Pantalla LCD Touch 3.5 pulgadas
  • Lápiz para pantalla
  • Sistema operativo Windows 10 o distribución de Linux

Procedimiento: 

  • Conectar la placa Raspberry Pi a una computadora para instalar los controladores (hacer que la computadora reconozca la placa). 
  • Seleccionar desde la computadora el sistema operativo y cargarlo a la placa Raspberry Pi con el software Raspberry Tools.
  • Esperar a que se complete el proceso de instalación del sistema operativo.
  • Desconectar la placa Raspberry Pi del ordenador y comenzar a ensamblar los disipadores de calor. 
  • Conectar ventilador de extracción de calor en la placa Raspberry Pi 4.
  • Conectar el cable de corriente de 5V a la placa, encenderla y conectarla nuevamente al ordenador. 
  • Desde el ordenador instalar los drivers para pantalla externa LCD de Raspberry. 
  • Instalar drivers  de Bluetooth y Wi-Fi para la placa. 
  • Desconectar la placa Raspberry del ordenador.
  • Instalar cuidadosamente la pantalla LCD en la placa Raspberry Pi 4.
  • Encender el Raspberry Pi y configurar la resolución de la pantalla con el lápiz óptico.
  • Probar la conexión al Wi-Fi y dispositivos Bluetooth como teclados y mouse. 

Galería Método

Resultados

El resultado que obtuvimos fue la creación de una computadora del tamaño de la palma de una mano, personal, funcional y lista para usarse como cualquier computadora que actualmente existe.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

En conclusión, con la reducción de componentes que actualmente existen, se pueden crear dispositivos electrónicos de menor escala, como el caso de una computadora.

Bibliografía

https://humanidades.com/historia-de-la-computadora/

Breve historia de la computación – Paul E. Ceruzzi

‎Editorial: Fondo de Cultura Económica; Edición 1st (27 noviembre 2018)

https://www.unilibre.edu.co/bogota/ul/noticias/noticias-universitarias/256-la-evolucion-del-computador

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography