Introducció

Els elements de maquinari de la computació han experimentat una millora significativa durant la seva història. Aquesta millora ha disparat l’ús mundial de la tecnologia, les prestacions han millorat i el preu ha baixat.

Primeres calculadores

Els primers indicis de càlcul numèric van ser introduïts el 3000 aC pels babilonis, que van habitar en l’Antiga Mesopotàmia. Aquests empraven unes petites boles fetes de llavors o petites pedres que utilitzaven per fer els seus comptes agrupant-les en carrils de canya. Més tard, els xinesos van desenvolupar l’àbac, amb el qual realitzaven càlculs ràpids i complexos.

Preordinadors: targetes perforades

El 1805 l’inventor i mecànic francès Joseph Marie Jacquard, inventà un telar automàtic que utilitzava un mecanisme per a copiar prototips de teles difícils de reproduir mitjançant la classificació, duplicació i còpia de targetes perforades.

Computadors analògics avançats

Abans de la Segona Guerra Mundial, els ordinadors analògics elèctrics i mecànics eren considerats l'»estat de l’art», i molts pensaven que era el futur de la computació. Els ordinadors analògics prenen l’avantatge de les grans similituds entre les matemàtiques de fenòmens a baixa-escala -la posició i el moviment de les rodes, o el voltatge i el corrent dels components electrònics- i les matemàtiques d’altres fenòmens a més gran escala, com ara les trajectòries balístiques, la inèrcia, la ressonància, la transferència d’energia, el moment, etc.

Primers computadors digitals

L’era de la computació moderna va començar amb un intens període de desenvolupament abans i durant la Segona Guerra Mundial, amb l’ús d’elements electronics com a substits dels seus equivalents mecànics, i amb els càlculs digitals substituint als càlculs analògics. Màquines com la Z3, l’Atanasoff-Berry Computer, els ordinadors Colossus, i l’ENIAC foren construïdes a mà usant circuits que contenien relés i vàlvules (vàlvules de buit) i sovint usavent targetes perforades o paper perforat com a entrada i com la principal (no-volàtil) memòria d’emmagatzement.

Ordinador Z3

L’ordinador Z3, creat per Konrad Zuse, va ser la primera màquina programable i completament automàtica de característiques usades per definir un ordinador. Estava construït amb 2200 relés, tenia una freqüència de refresc d’aproximadament 5 Hz, i una longitud de resposta de 22 bits.

Mark I

Entre 1939 i 1944, Howard H. Aiken de la Universitat Harvard, en col·laboració amb IBM, va desenvolupar el Mark I o ASCC, conegut com a Calculador Automàtic de Seqüència Controlada. Va ser un computador electromecànic de 15 metres de llarg i 2,40 d’alt, i pesava 5 tones. Tenia 700.000 elements mòbils i d’alguns centenars de kilòmetres de cables. Podia realitzar les quatre operacions bàsiques i treballar amb informació emmagatzemada en forma de cinta perforada.

ENIAC

El 1941, Mauchly es va matricular en uns cursos a l’Escola Moore d’Enginyeria Elèctrica de la Universitat de Pennsilvània, on va conèixer a John Presper Eckert, un instructor de laboratori.[3] L’escola Moore treballava llavors en un projecte conjunt amb l’exèrcit per realitzar unes taules de tir per a armes balístiques. La quantitat de càlculs necessaris era immensa, tant que es demorava uns trenta dies a completar una taula mitjançant l’ús d’una màquina de càlcul analògica. Tot i així, això era unes 50 vegades més ràpid del que tardava un home amb una de sumadora de sobretaula.

Màquines von Neumann de primera generació (1950-1960)

Durant la primera generació es van fabricar per primera vegada ordinadors amb finalitat comercial.
En 1946 John Von Neumann proposa una versió modificada de l’ENIAC; Von Neumann s’incorpora a l’equip de John Mauchly i J. Presper Eckert, i junts construeixen l’EDVAC, l’any 1952. Aquesta màquina presentava dues importants diferències respecte a l’ENIAC: En primer lloc empra aritmètica binària, la qual cosa simplifica enormement els circuits electrònics de càlcul. En segon lloc, permet treballar amb un programa emmagatzemat. L’ENIAC es programava endollant centenars de clavilles i activant un petit nombre d’interruptors. Quan calia resoldre un problema diferent, era necessari canviar totes les connexions, procés que requeria moltes hores.

La segona generació (1958-1964): Transistors

A la segona meitat dels anys 50, els transistors BJT substitueixen les vàlvules de buit. Això dóna lloc a la «segona generació» de computadors.
En un principi es creia que es produirien i s’usarien molt pocs computadors. Això era en part per la seva mida, el cost, i els coneixements necessaris per operar-lo o interpretar-ne els resultats. Els transistors van reduir enormement la mida dels ordinadors, el cost inicial, i el cost d’operació. El transistor de junció bipolar fou inventat el 1947.