procesamiento en paralelo,

redes neuronales y

computadoras ópticas

Actualmente se trabaja en la creación de la quinta generación de computadoras. Esta nueva generación seguramente incluirá dos cambios importantes. El primero consiste en un cambio fundamental en la manera de efectuar el procesamiento de la información, y por tanto, implica el diseño de arquitecturas conceptualmente diferentes.3 El segundo cambio que esperamos, consiste en el desarrollo y adaptación de nuevas tecnologías.

Las computadoras convencionales procesan la información en serie, efectúan una instrucción después de otra. Como consecuencia, la mayor parte de la computadora y de sus periféricos están ociosos gran parte del tiempo mientras esperan instrucciones del procesador central. Con el objeto de proceso, han sido diseñadas grandes máquinas, llamadas supercomputadoras, cuyo propósito es llevar a cabo el procesamiento de la información en paralelo; esto es, constan de varios elementos procesadores, cada uno de los cuales efectúa tareas de manera independiente y simultánea. De esta forma, el trabajo se divide en subtrabajos independientes, los cuales son asignados a diferentes elementos procesadores. Un ejemplo de estas máquinas es la computadora modelo CRAY 1, la cual consta de 64 elementos procesadores.

Estas supercomputadoras paralelas tienen un costo de producción muy alto, que se refleja en su costo de uso comercial;4 de manera que existen muy pocas en el mundo. Debido a esto, en los Estados Unidos de América se han organizado centros de supercomputación en los cuales se da servicio a un gran número de usuarios, a través de la línea telefónica.

Además de su elevado costo, este tipo de computación presenta algunas inconveniencias: es difícil programar una computación paralela, ya que el programador debe fraccionar el problema en pequeñas tareas independientes, y optimizar la manera de asignarlas. Además, la mayor parte de los problemas no son paralelos por naturaleza; es decir, no siempre es posible dividir un trabajo en subtrabajos independientes, o hacerlo de manera eficiente, pues algunos procesadores requieren de los resultados obtenidos por otros para poder continuar sus cálculos. Como consecuencia, a menudo nos encontramos con que la más veloz supercomputadora opera casi a la misma velocidad que un procesador en serie. Este problema es conocido como el cuello de botella de Neumann.

En los últimos años, ha aparecido un nuevo concepto en la computación, que probablemente proporcionará una solución a algunos de los problemas recién indicados. Este nuevo concepto, conocido con el nombre de redes neuronales, es radicalmente diferente al anterior: se utilizan elementos electrónicos que emulan neuronas simplificadas, los cuales se conectan entre sí formando redes similares a las que se encuentran en el cerebro, aunque a una escala mucho menor. Recientemente, los investigadores dedicados al desarrollo de las redes neuronales han logrado resultados sorprendentes, y todo parece indicar que, en el futuro, estos dispositivos podrán domar a las computadoras de capacidades similares a las humanas para la solución de problemas complejos. Más adelante explicaremos las bases de las redes neuronales y discutiremos algunas de las perspectivas inmediatas en cuanto a su aplicación a la computación.

El segundo cambio que creemos caracterizará a la quinta generación de computación consiste en el desarrollo y adaptación de nuevas tecnologías. No es posible continuar reduciendo indefinidamente el tamaño de los circuitos integrados, ni lograr que disipen menos energía, como tampoco es posible conseguir que los electrones se transporten con mayor rapidez. Si se desea hacer una mejora substancial, es necesario recurrir al desarrollo y adaptación de nuevas tecnologías que ofrezcan ventajas sobre las actuales. En este terreno, se avecina la era de las computadoras ópticas, las cuales utilizarán fuentes de luz coherente (rayos láser), lentes, y fibras ópticas para transportar a los fotones a lo largo de trayectorias no rectas. Por consiguiente, funcionarán con base en el transporte de fotones y no de electrones, como sucede en la actualidad. Por último, tal vez pronto veremos reflejado en las nuevas computadoras el hallazgo reciente de materiales que son superconductores a temperaturas relativamente altas (hasta ahora del orden de -150°C). Lo cual significa que si estos materiales se mantienen por debajo de una cierta temperatura, sus electrones son capaces de viajar sin disipar energía y por lo tanto, sin producir calor.5

Introducción

La Internet ha significado una revolución sin precedentes en el mundo de la informática y de las comunicaciones y que ha transformado a la humanidad. Han contribuido a ello los inventos del teléfono, la radio, los satélites, las computadoras, dispositivos de hardware, los protocolos o estándares de comunicaciones y software especializados, tales como navegadores, correo electrónico, FTP, video conferencias, etc. 

Su historia reúne 3 aspectos fundamentales: Tecnológico, Organizacional y Social Comunitario.

Orígenes de Internet

El 4 de Octubre de 1957 la antigua Unión Soviética puso en órbita el primer satélite artificial, llamado SPUTNIK, adelantándose a los Estados Unidos de América que 2 años antes había anunciado el inicio de una carrera inter-espacial. Este importante hecho marca el comienzo del uso de las comunicaciones globales.

Un año después el presidente Dwight Eisenhower ordenó la creación de la Advanced Research Projects Agency (ARPA) creado por el Departamento de Defensa de los EUA así como la NASA. 

1961 El Director del Defense Research and Engineering (DDR&E) asigna las funciones del ARPA.

Pasaron 5 años y en lo que se llamó la época de la Guerra Fría entre las más grandes potencias del mundo. El gobierno de los Estados Unidos encargó en Octubre de 1962 a JCR Licklider, del Massachusetts Institute of Technology (MIT) que liderase a un grupo de investigadores y científicos para emprender el proyecto, ARPA, con fines de proteccionismo bélico en la eventualidad de un conflicto mundial. La primera descripción documentada está contenida en una serie de memorándums escritos por J.C.R. Licklider, en Agosto de 1962, en los cuales   expone su concepto de Galactic Network (Red Galáctica). El concibió una red interconectada globalmente a través de la que cada uno pudiera acceder desde cualquier lugar a las información y los programas. En esencia, el concepto era muy parecido a la Internet actual.

Licklider fue el principal responsable del programa de investigación en computadores de la DARPA desde Octubre de 1962. Mientras trabajó en ARPA convenció a sus sucesores Ivan Sutherland, Bob Taylor, y el investigador del MIT Lawrence G. Roberts de la importancia del concepto de trabajo en red.

Entre 1962 y 1968 se trabajó el concepto de intercambio de paquetes, desarrollado por Leonard Kleintock y su origen y uso fue meramente militar. La idea consistía en que varios paquetes de información pudiesen tomar diferentes rutas para uno o más determinados destinos, consiguiendo con ello una mejor seguridad en el trasporte de la información.

Se siguieron conectando computadores rápidamente a la ARPANET durante los años siguientes y el trabajo continuó para completar un protocolo host a host funcionalmente completo, así como software adicional de red. En Diciembre de 1970, el Network Working Group (NWG) liderado por S.Crocker acabó el protocolo host a host inicial para ARPANET, llamado Network Control Protocol (NCP). Cuando en los nodos de ARPANET se completó la implementación del NCP durante el periodo 1971-72, los usuarios de la red pudieron finalmente comenzar a desarrollar aplicaciones.

En Septiembre de 1972, Ray Tomlinson, de BBN (Bolt, Beranek and Newman), escribió el software SENDMSG, de envío-recepción de mensajes de correo electrónico, impulsado por la necesidad que tenían los desarrolladores de ARPANET de un mecanismo sencillo de coordinación.

En Octubre de 1972, Kahn organizó una gran y muy exitosa demostración de ARPANET en la International Computer Communication Conference. Esta fue la primera demostración pública de la nueva tecnología de red. Fue también en 1972 cuando se introdujo la primera aplicación "estrella": el correo electrónico.

En Julio, Roberts expandió su valor añadido escribiendo el primer programa de utilidad de correo electrónico para relacionar, leer selectivamente, almacenar, reenviar y responder a mensajes. Desde entonces, la aplicación de correo electrónico se convirtió en la mayor de la red durante más de una década. Fue precursora del tipo de actividad que observamos hoy día en la World Wide Web, es decir, del enorme crecimiento de todas las formas de tráfico persona a persona.

A fines de 1972 el ARPANET fue renombrado como DARPANET (The Defense Advanced Research Projects Agency)

1973 se empezó el desarrollo del protocolo que más tarde se llamaría TCP/IP desarrollado por Vinton Cerf de la Universidad de Standford.

1976 el Dr. Robert M. Metcalfe desarrolla Ethernet, cuyo sistema permite el uso de cables coaxiales que permiten transportan la información en forma más rápida.

1976 es cuando recién DARPANET empieza a usar el protocolo TCP/IP

Ese mismo año se crea en los Laboratorios de la Bell de AT&T el UUCP (Unix to Unix Copy) distribuido con UNIX un año más tarde.

1979 se crea USENET, una red para intercambio de noticias grupales, y que fuera creado por Steven Bellovin y los programadores Tom Truscott y Jim Ellis, bajo la tecnología de UUCP.

1979 IBM crea BITNET (Because it is Time Network) que sirve para mensajes de correo y listas de interés.

1981 La National Science Foundation crea una red de comunicaciones llamada CSNET que transmite a 56 kbps, sin necesidad de acceder a ARPANET y es en este año que se empieza a independizar el control científico civil del control militar.

1983 se crea el Internet Activities Board. Para Enero de ese año todos los equipos conectados a ARPANET tenían que usar el protocolo TCP/IP que reemplazó al NCP, por completo.

La Universidad de Winsconsin creó el Domain Name System (DNS) que permitía dirigir los paquetes de datos a un nombre de dominio, cuyo servidor se encargaría de traducir la correspondiente dirección IP de cada equipo.

1984 la ARPANET se dividió en 2 redes centrales: MILNET Y ARPANET. La primera era de uso estrictamente militar y la segunda servía para mantener la investigación científica. Sin embargo el Departamento de Defensa de los EUA seguía controlando ambas.

1985-86: La National Science Foundation (NSF) conectó seis centros de super computación a través del país. Esta red es llamada la NSFNET, o sea la troncal (backbone) de la NSF.

Para expandir el acceso a Internet, la NSF auspició el desarrollo de redes regionales, las cuales fueron conectadas al troncal de la NSFNET. Sumándolo a esto la NSF apoyó a instituciones, tales como universidades y centros de investigación, en sus esfuerzos para conectarse a las redes regionales.

1987 - La NSF otorgó una concesión a Merit Network,Inc., para operar y administrar futuros desarrollos de la troncal de la NSFNET. Merit Network Inc. en una asociación con IBM, Corp. y con MCI Telecomunications, emprendieron investigaciones para el rápido desarrollo de nuevas tecnologías para redes.

1990 - La ARPANET es disuelta.

1991 - El Gopher es creado por la Universidad de Minnesota. El Gopher provee al usuario de un método basado en un menú jerárquico, que es capaz de localizar información en la Internet. Esta herramienta facilita enormemente el uso de la Internet.

1992 Se funda la Internet Society.

1993 - El European Laboratory for Particle Physics in Switzerland (CERN) libera el World Wide Web (WWW), desarrollado por Tim Berners-Lee. El WWW usa el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) y encadena hipertextos muy fácilmente, cambiando así la ruta o camino de la información, la cual entonces puede ser organizada, presentada y accedida en la Internet.

1995 - La troncal de la red NSFNET es reemplazado por una nueva arquitectura de redes, llamada vBNS (very high speed backbone network system), esto significa sistema de redes con troncal de alta velocidad, que utiliza los Network Service Providers, (Proveedores de Servicios de Redes), redes regionales y Network Access Points (NAPs).

El resto es historia conocida y de mucha actualidad