Computadoras Mexicanas

Por: Oscar Toledo Esteva

Parte de la conferencia para la comunidad de Cuautitlán Izcalli, Estado de México, organizada por el Centro de Calidad, Productividad y Asesorías (CECAP&A), el día 27 de noviembre del 2004.

La educación ya no es un capítulo que se termine, debe ser puesta al día constantemente, toda nueva tarea implica una nueva situación, que requiere conocimiento nuevo, el día 27 de noviembre del 2004, la Familia Toledo participó en una plática, sobre como construir y programar Computadoras Mexicanas, para la comunidad de Cuautitlán Izcalli, Estado de México, organizada por el CECAP&A, Centro de Calidad, Productividad y Asesorías.

Con la concepción del transistor en 1947 y el inicio de su fabricación en serie en 1955, se facilitó radicalmente su aplicación en el diseño de familias lógicas para sistemas digitales, abriendo el camino en 1957 para la revolución de las computadora con circuitos integrados, donde varios transistores se integran en una oblea de silicio para formar el circuito integrado funcional; algunos de estos circuitos operaban como cerrojos, que permitían mantener un estado lógico binario en las salidas de las computadoras el tiempo suficiente para ser visible por el ojo humano; otros circuitos de tres estados lógicos enviaban y recibian rápidamente información que sería procesada en el núcleo de las computadoras. Estos componentes básicos se mezclaron con contadores, multiplexores y unidades aritmético-lógicas que atrapaban, manipulaban y liberaban los primeros datos, las primeras computadoras estaban montadas sobre tablillas tapizadas por circuitos integrados discretos, en 1971 estos circuitos se concatenaron en un solo circuito de alta integración para producir el primer microprocesador central.

Los primeros microprocesadores manejaban un solo canal de datos o información, y prontamente fueron conocidos como microprocesadores centrales de un bit, con el tiempo evolucionaron a capacidades exponenciales de 4, 8, 16, 32, 64 y 128 bits o canales de datos en paralelo.

El microprocesador se asemeja a un cerebro ordenador con un conjunto de instrucciones incorporadas, de acuerdo al concepto de John Von Neumann, llamado Stored-Program Computer, que dicta como deben interpretarse los datos para una computadora. El componente microprocesador no funciona por si solo, debe acoplarse con otros circuitos de diversas lógicas, que se conectan entre si para formar un diseño integral de una compleja arquitectura en particular. No todos los microprocesadores son iguales, difieren en sus núcleos, capacidades y sus conjuntos de instrucciones, pero en una cosa son idénticos, todos operan con impulsos binarios, incluso las supercomputadoras.

Son necesarios programas y subprogramas compuestos de microclaves, creados por un usuario, para convertir los impulsos binarios a una información tratable y reconocible para las personas, estos datos binarios pueden a la vez tener un significado al ser convertidos en letras y números decimales, hexadecimales, imagenes, sonidos y videos.

A su vez el programa para el microprocesador está compuesto de módulos, subprogramas o subrutinas para procesar y trasladar las ideas intangibles representadas como números binarios en un formato inteligente, visible o tangible, para obtener los resultados que deseamos. El programador humano se familiariza con las instrucciones del microprocesador para proceder a crear las primeras líneas de código para pruebas, así como herramientas de software para visualizar, ordenar, depurar, compilar y posteriormente crear programas o diseñar lenguajes para un objetivo preciso.

Al programador no le basta comprender el microprocesador de su interés, requiere estudios previos con prácticas de matemáticas aplicadas a las ciencias de la computación, para que sea capaz de realizar un programa, implementar algoritmos lógicos o aritméticos eficientes capaces de trasladarse a las instrucciones del microprocesador para formar la tarea definida, la cual no es más que un programa hecho paso a paso, diseñado en base al conjunto de microclaves del microprocesador. Conforme las personas van adquiriendo más conocimientos, sus prioridades se pueden ampliar al siguiente nivel, donde el conocimiento físico de las familias de lógicas digitales, le permitirá formar y manejar lógicas programables, para un mejor desempeño de su labor en el tratamiento de señales de audio y video, así como señales de control en sistemas de instrumentación.

Aún si se va a trabajar con una computadora comercial, es menester contar con una lista de puertas reservadas o de operación del fabricante, el mapa de la memoria, la capacidad del BIOS para el manejo de memorias secundarias o ciertos dispositivos, conexiones y detección de tarjetas, claves del fabricante para ubicar la memoria de trabajo, los números de interruptores disponibles en la tarjeta madre, aparte la documentación del microprocesador central, antes de empezar a programar con la ayuda del sistema operativo.

Siendo una organización orientada a la alta tecnología, siempre seremos los primeros en valorar cuando surge algo nuevo, ayudamos a que esto sea posible, como la interfaz para tu Computadora Fase I —el proyecto educativo más sobresaliente de México— imaginate pasar de un sistema con 6 dígitos LED, a un sistema LCD, gráficos, teclado alfanumérico y un lenguaje de alto nivel. Nuestra creatividad y diseños originales nos impulsan a aumentar las características de nuestros desarrollos existentes.

Una vez conseguido el sistema operativo deseable o adecuado al trabajo, es indispensable obtener programas que permitan manejar un lenguaje de alto nivel para empezar a programar cómodamente. Los expertos programadores buscan rapidez en los resultados, y para que esto suceda, invierten tiempo en aprender el lenguaje original del microprocesador para practicarlo intensivamente, pero para manejar estas microclaves primitivas se requiere crear o conseguir un programa ensamblador, capaz de convertir los nemónicos a microclaves, ordenarlos, listarlos, y estudiar con el macroensamblador los módulos que serán convertidos en cadenas transformadoras para la creación de un programa en particular. Otra forma de hacerlo es conseguir un lenguaje de alto nivel que ya dominen, para poder escribir o manipular módulos que serán traducidos o compilados al lenguaje de microclaves o lenguaje máquina, con la desventaja de que ningún compilador o intérprete de lenguaje de alto nivel logra traducir o compilar óptimamente las microclaves del microprocesador. De ahí los montones de programas que jamás pasaron de la versión cero, y sin documentación, que no se lograron finalizar o ser utilizados por el usuario final, muchos de los cuales se encuentran en Internet de forma gratuita, como un mar de sargazos que solo ocupa memoria innecesaria, sin función aparente para los navegantes y los buenos programadores.

Otro impedimento técnico para el avance de las ciencias de la computación, pudieran ser las diferencias que los fabricantes incluyen en el núcleo mismo de cada microprocesador, la velocidad o cadencia de pulso no siempre está a la par con sus instrucciones internas, algunos están orientados para manipular memorias, otros se enfocan en los registros, en puertas de entrada y salida (I/O port), o en la construcción de un lenguaje de alto nivel, lo cual les resta versatilidad para otros fines universales o para un espectro más amplio del quehacer humano.

Para programar, practicar y comprender cabalmente el microprocesador central es preciso crear un entorno básico que llamamos computadora, tómese cinco componentes y montelos en la placa de un circuito impreso, estas piezas serían: 1º. Un microprocesador central, 2º. Una memoria programable con el programa de arranque del sistema, 3º. Incluya una memoria para guardar temporalmente los programas, 4º. Después conecte una lógica tri-estado para recibir las instrucciones o datos del exterior, 5º. Y por último conecte una lógica tipo cerrojo para enviar los datos tratados al exterior. De las instrucciones que se incluyan en la memoria de arranque dependerá el programa monitor o el programa definitivo para la tarea específica, esto es lo que algunos llaman BIOS (Basic Input/Output System) o firmware. Naturalmente si usted no puede construir este proyecto, lo invitamos a nuestro curso viendo y haciendo para que usted construya uno con sus propias manos, o le suministramos el equipo armado enteramente, montado en una plaqueta de circuito impreso de doble capa, con teclado para suministrar órdenes, datos e instrucciones, visualización en 6 caracteres para ver los resultados, conector para comunicaciones con cualquier computadora, conector para interfazar todo tipo de experimentos, conector para impresoras, además un instructivo con ejemplos, y opcionalmente un libro con 102 programas de autoenseñanza para adquirir más conocimientos, y así ampliar más sus capacidades creativas.

Hace tiempo, antes de que surgieran las computadoras comerciales, con los conocimientos y materiales necesarios construí la computadora evolutiva generación uno que dio inicio a la nueva plataforma de computadoras para todo uso, diseñada en México con una arquitectura circuital original, también creamos un sistema operativo y software grabado en un cassette de audio, desde aquel momento esta primera generación de computadoras era revolucionaria en todos los aspectos, con ella se obtuvo la capacidad estratégica de la administración del conocimiento que se construye a través del tiempo, de ese portento se creó una nueva metodología de trabajo, una labor impulsada por los nuevos avances con un enfoque a largo plazo, que se está publicando en nuestra página de Internet, para la difusión de la innovación con claras ventajas competitivas. Su importancia se equipara a la de las fuentes tradicionales del capital y a la misma tecnología emergente, pero esta técnica diferente de producción con nuevas prácticas de trabajo, tiene una importancia fundamental por los notables avances en los nuevos conocimientos y ganancias que pueden obtenerse en la calidad y la productividad.

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