BREVE HISTORIA DE LA
COMPUTADORA DIGITAL
1 LOGARITMOS
Uno de los acontecimientos
matemáticos que posibilitaron la realización de cálculos, fue el descubrimiento
del logaritmo. Esta operación permite reducir la potenciación a un producto, y
el producto a una suma. También reduce la radicación a un cociente, y el
cociente a una resta. Fue introducido en las matemáticas por John Napier en 1614. Las primeras
tablas de logaritmos fueron las realizadas por Henry Briggs.
El historiador B.V. Bowden
escribió: “La introducción de los logaritmos por Napier
y Briggs revolucionó el cómputo ordinario; nuestra
civilización, dependiente de la navegación, la agrimensura y la astronomía,
probablemente no habría podido desarrollarse sin ellos como lo hizo. Briggs dedicó toda su vida a calcular los logaritmos que Napier había inventado. Ambos se dieron cuenta de la
importancia de su trabajo; cuando ambos fueron presentados, en Edimburgo, un
amigo contaba que quedaron mirándose en una admiración silenciosa durante un
cuarto de hora, antes de que fuera roto el silencio” (Citado en “La máquina
analítica” de Jeremy Bernstein
– Ed. Labor SA)
2 PRIMERAS CALCULADORAS
La primera calculadora
mecánica fue la realizada por Blaise Pascal
(1623-1662). Era una sumadora y restadora constituida por varias ruedas
numeradas del 0 al 9, y funcionaba en forma similar a los cuentakilómetros de
los automóviles actuales. Es decir, luego de llegar la primera rueda al 9, le
sigue el 0 y simultáneamente avanza una unidad la rueda ubicada a su izquierda.
Fue conocida bajo el nombre de pascalina.
Los sistemas de numeración
pueden ser posicionales, o no. Así, el sistema de
numeración decimal está estructurado en base a sucesivas potencias de 10
(unidades, decenas, centenas, etc.), mientras que el sistema de numeración
romano no posee esa estructura, impidiendo realizar operaciones aritméticas con
la facilidad que nos brinda el primer sistema. También es posible realizar
sistemas de numeración que utilizan potencias de otros números, como es el caso
del 2, y que da lugar al sistema binario de numeración. Este sistema fue
utilizado por Francis Bacon en 1623. También fue
estudiado por Gottfried Leibniz
(1646-1716), quien perfecciona la máquina de Pascal y logra una máquina que
multiplica y divide. El “cilindro de Leibniz” es
utilizado en la actualidad en calculadoras mecánicas. Leibniz
escribió: “Es inapropiado de hombres excelentes perder horas como esclavos en
la labor de cálculo, que podría ser relegada seguramente a cualquier otro si se
empleasen máquinas”.
3 TELAR DE JACQUARD
En 1802, el industrial francés
Joseph Jacquard construye un telar que almacena los
patrones de tejido mediante tarjetas perforadas. Para cambiar la forma o los
dibujos de la tela a elaborar, sólo debía colocar la tarjeta correspondiente al
tejido deseado. Esta programación con tarjetas habría de utilizarse en las
primeras etapas de la computadora digital, ya en el siglo XX. Respecto del Principio
de Jacquard, V. Pékelis
escribió: “Un dispositivo que no tiene, al parecer, ninguna relación con las
máquinas calculadoras, tuvo particular importancia para el desarrollo de la
automatización de la técnica de cálculo”.
“En la terrible época para
Europa, cuando Napoleón conquistaba un país tras otro, el inventor francés
Joseph-Marie Jacquard, hijo de un tejedor de Lyon, decidió automatizar el trabajo del telar, lo que
logró conseguir tras arduo trabajo. Construyó una máquina tejedora que
posteriormente fue premiada con una medalla en
“Los agujeros representaban la
designación convencional del orden de trabajo de la máquina. Las fichas pasaban
bajo los palpadores. Cuando éstos penetraban en los orificios, los palpadores
descendían y con la ayuda de dispositivos especiales trasladaban los hilos en
el telar. En los tejidos se realizaban complicados dibujos. El principio de
perforación para el mando, con ayuda de orificios en fichas y cintas, se
justificó plenamente y poco tiempo después tuvo una amplia difusión en aquéllas
máquinas donde se exigía la concordancia de las operaciones complejas de los
mecanismos”.
4 CHARLES BABBAGE
“Uno de los pioneros en la
creación de las calculadoras automáticas, empleando las fichas perforadas, fue
el inglés Charles Babbage, decano de la cátedra de
matemática de
“Le vino a la memoria el nuevo
método para la elaboración de otras tablas, aplicado por los científicos
franceses. Ellos dividían el problema complicado en una serie de operaciones
sencillas de sumar y restar. Estas operaciones las realizaban personas que no
conocían nada de matemáticas, salvo las operaciones aritméticas más sencillas. Babbage decidió adaptar las máquinas para la realización de
tales sencillas operaciones”.
“En el año 1822 construyó un
pequeño modelo de trabajo. La idea fue acogida por
“Sin embargo, Babbage no se dio por vencido. Elaboró otro proyecto aún
más audaz que el anterior: la «máquina analítica», que sirvió de prototipo para
las computadoras modernas de acción rápida. De acuerdo con el proyecto,
constaba de tres partes: una fue llamada «depósito» que registraba y almacenaba
los números con la ayuda de un juego de contadores; la segunda era la «fábrica»
que debía realizar las operaciones con los números, tomados de los «depósitos»;
finalmente la tercera, a la que el inventor no le dio nombre, pero que
convencionalmente se podría llamar «oficina», regulaba la sucesión de las
operaciones, realizaba la selección de los números y entregaba en el sitio
necesario los resultados de los cálculos”.
“Babbage
tenía una idea clara sobre los campos de la posible aplicación de su máquina,
pensaba computar tablas matemáticas y marítimas, verificar las tablas de
logaritmos, comprobar los datos de las observaciones astronómicas, calcular la
duración media de la vida del hombre en Inglaterra y resolver otros muchos
problemas” (De “Pequeña Enciclopedia de
Las descripciones de
Respecto de ésta última
característica, Jeremy Bernstein
escribió: “Supongamos que llevase a cabo un cálculo y obtuviese una respuesta
negativa. Produciría, en tal caso, una ristra de nueves a la izquierda hasta
que le faltasen lugares. Lo que hizo Babbage fue
concebir un lugar extra, el cual se utilizaría, no para registrar otro nueve,
sino para poner en movimiento engranajes que podrían activar alguna otra parte
del calculador que, como resultado, seleccionaría un alternativo conjunto de
tarjetas perforadas. En otras palabras, la máquina de Babbage
podía modificar el curso de su acción de acuerdo con el resultado de cálculos
previos. Babbage describió este proceso como «la
máquina moviéndose adelante al comerse su propia cola», y pensó utilizarlo,
entre otras cosas, en la programación de la máquina para ejecutar ciclos de
operaciones” (De “La máquina analítica”).
La máquina de diferencias
utilizaba, para calcular potencias, por ejemplo el cubo de una variable (y = x3),
el siguiente proceso:
|
x |
x3 |
Diferencia primera |
Diferencia segunda |
Diferencia tercera |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
2 |
8 |
|
12 |
|
|
|
|
19 |
|
6 |
|
3 |
27 |
|
18 |
|
|
|
|
37 |
|
6 |
|
4 |
64 |
|
24 |
|
|
|
|
61 |
|
|
|
5 |
125 |
|
|
|
Nótese que la diferencia tercera es un valor constante, para todos los
casos (ya que la tercera derivada de y = x3) también es una
constante, precisamente 6. De esa forma, para obtener el cubo de 5, se parte
del 6 en rojo. Si le sumamos 18, nos da 24. Si al 24 le sumamos
37, obtenemos 61, luego sumamos 64 y así
llegamos al 125. Los primeros valores calculados
son los datos colocados en la máquina. Luego el proceso se sigue realizando
sólo con sumas.
5 MÁQUINAS BINARIAS
Si tenemos en cuenta que el sistema
binario de numeración requiere de mayor cantidad de posiciones para representar
cierta cantidad numérica, respecto del sistema decimal, y si, además, tenemos
presente que el sistema binario es mucho más simple que el decimal (requiere
sólo de dos símbolos), surge la pregunta acerca de si habrá un “sistema de
numeración óptimo”, que requiera pocos símbolos y que utilice relativamente
pocas posiciones. Ya se ha hecho tal estimación y dio como resultado la base e
= 2,71…, es decir, el más cercano a este óptimo caso es un sistema de
numeración con potencias de la base 3.
Sin embargo, hay dos razones fundamentales por las cuales se sigue
utilizando el sistema binario. En primer lugar, porque la codificación del 1 y
del 0 requiere sólo de dos estados eléctricos distintos, que, tecnológicamente
hablando, es algo fácil de conseguir. En segundo lugar, porque existe un
fundamento matemático establecido (álgebra de Boole)
asociado al comportamiento de entes regidos por la lógica bivalente.
6 GEORGE BOOLE
En el siglo XIX, el matemático George Boole establece una algebrización de la lógica. Asocia símbolos matemáticos a
los razonamientos del tipo verdadero o falso, y encuentra ciertas reglas que
cumplirán los razonamientos válidos. Boole escribió:
“El propósito de este tratado es investigar las leyes fundamentales de las
operaciones de la mente mediante las cuales se ejecuta el razonamiento;
expresarlas en el lenguaje simbólico del cálculo, y sobre este fundamento
establecer la ciencia de la lógica y construir su método: hacer del método
mismo la base de un método general para la aplicación de la teoría matemática
de las probabilidades; finalmente, extraer de los elementos de verdad sacados a
la luz en el curso de estas investigaciones algunos probables indicios con
respecto a la naturaleza y constitución de la mente humana” (De “Las leyes del
pensamiento”).
El álgebra de Boole fue iniciada por este pensador, pero fue completada
por otros matemáticos, entre los que podemos contar a De Morgan,
quien establece las leyes que llevan su nombre. Ernest
Schröder descubre la importante propiedad de la
dualidad, ya que las operaciones producto lógico y suma lógica cumplen un papel
igualitario en dicha estructura algebraica. Puede considerarse al año 1938 como
el del inicio de la electrónica digital, ya que en ese año Claude
Shannon asocia el producto lógico a los interruptores
eléctricos en serie y la suma lógica a los interruptores en paralelo. Descubre
que el álgebra de Boole es el fundamento matemático
de los circuitos digitales (construidos mediante simples interruptores). Por lo
que el fundamento de la computadora digital también es el simple interruptor
eléctrico (como el que usamos a diario para encender la luz).
7 HERMAN HOLLERITH
Otra de las aplicaciones de
las tarjetas perforadas la puso en práctica Herman Hollerith,
quien en 1890 realizó el censo de la población de EEUU. Hollerith
inventó el lector electromecánico de tarjetas, cuyo desarrollo llevaría liego a
la tabuladota. La tabuladota propiamente dicha acumulaba en las columnas los
totales de los datos y transfería la
información a una velocidad de 9.000 tarjetas por hora. Eso ocurría en la
década de los cincuenta. La empresa fundada por Hollerith
se convertiría, con el tiempo, en IBM (International Business Machines), mientras que la fundada por su
competidor, James Powers, se convertiría en
8 CRONOLOGÍA
Aparatos mecánicos de cálculo
|
1900
Motor analítico |
|
1908
Tabulador de Hollerith |
|
1911
Calculadora de Monroe |
|
1919
Tabulador de IBM |
|
1928
National Ellis
3000 |
Calculadoras electromecánicas (a base de relés)
|
1939
Zuse 2 |
|
1940
Bell Calculator Model I |
|
1941
Zuse 3 |
Calculadoras en base a tubos de vacío
|
1943
Colossus |
|
1946
Eniac |
|
1948
SSEC de IBM |
|
1949
BINAC |
|
1949
EDSAC |
|
1951
Univac |
|
1953
Univac 1103 |
|
1953
IBM 701 |
|
1954
EDVAC |
|
1955
Whirlwind |
|
1955
IBM 704 |
Calculadoras de transistores discretos
|
1958
Datamatic 1000 |
|
1958
Univac II |
|
1959
Mobidic |
|
1959
IBM 7090 |
|
1960
IBM 1620 |
|
1960
DEC PDP-1 |
|
1961
DEC PDP-4 |
|
1962
Univac III |
|
1964
CDC 6600 |
|
1965
IBM 1130 |
|
1965
DEC PDP-8 |
|
1966
IBM 360 Model 75 |
|
Calculadoras de circuito integrado 1968
DEC PDP-10 |
|
1973
Intellec-8 |
|
1973
Data General Nova |
|
1975
Altair 8800 |
|
1976
DEC PDP-11 Model 70 |
|
1977
Cray 1 |
|
1977
Apple II |
|
1979
DEC VAX 11 Model 780 |
|
1980
Sun-1 |
|
1982
IBM PC |
|
1982
Compaq PC |
|
1983
IBM AT-80286 |
|
1984
Apple Macintosh |
|
1986
Compaq Deskpro 386 |
|
1987
Apple
Mac II |
|
1993
Pentium PC |
|
1996
Pentium PC |
|
1998
Pentium II PC |
(De “La era de las máquinas espirituales” de Ray
Kurzweil – Ed PLANETA ARG. SAIC)
9 KONRAD ZUSE
El desarrollo de las computadoras
digitales se aceleró debido a los requerimientos militares de
10 ALAN TURING
En Inglaterra, durante la Segunda Guerra Mundial, se realizaron
computadoras para el descifrado de mensajes militares captados a los alemanes.
Estos códigos secretos eran cambiados diariamente, de ahí que se debían
interpretar con gran rapidez. La computadora mencionada era
Respecto de la pregunta acerca
de si una computadora es inteligente, o no, Turing
ideó una prueba que lleva su nombre y que consiste en dos personas (X e Y) y
una computadora, ubicados en tres habitaciones. Entonces, X hace preguntas a Y y a la computadora tratando de averiguar cuál es la máquina
y quién el hombre (ya que no puede verlos). Si no puede distinguirlos, se podrá
decir (en principio) que la máquina es inteligente.
Pero el estudio teórico de
mayor profundidad lo llevó a cabo proponiendo la existencia de la “máquina de Turing”: una máquina universal que puede, en principio,
realizar todos los problemas planteados. La máquina consiste en una cinta
infinita (para que no le falte espacio) con una cantidad infinita de cuadrados,
sobre los que se puede escribir y también borrar. Las instrucciones admitidas
son solamente cuatro:
1) R. Mover el cursor a la derecha
2) L. Mover el cursor a la izquierda
3) *. Borrar la raya inclinada, si hay una
4) /.
Imprimir una raya inclinada, si no hay una
Jeremy Bernstein escribió: “Turing
creó una abstracción mental de un ordenador que es tan profunda, que entraña
los principios generales de cualquier calculador
que haya sido construido o pueda construirse jamás” (De “La máquina
analítica”).
11 JOHN VON NEUMANN
Mientras Zuse construía computadores en
Alemania, y Turing investigaba con ellos en
Inglaterra, en los EEUU, Howard Aiken
(de
William Aspray
escribió: “La siguiente participación importante de von
Neumann en la computación se produjo en Los Alamos. El director del laboratorio, Robert
Oppenheimer, tomó a von Neumann como asesor científico debido a su conocimiento de
hidrodinámica”. “Era bien sabido desde que se iniciara el laboratorio que las
ecuaciones que gobernaban la hidrodinámica de las implosiones y las explosiones
no podían resolverse analíticamente sino que debían tratarse ya sea en forma
experimental o numérica” (De “John von Neumann y los orígenes de la
computación moderna” – Ed. GEDISA).
En la búsqueda de computadores
eficaces, von Neumann se
entera de la existencia del ENIAC (Integrador Numérico Electrónico y
Ordenador), realizado por J. Presper Eckert y John W. Mauchly (de
William Aspray
escribió: “Von Neumann se
interesó en presentar una descripción lógica
del ordenador con programa incorporado en lugar de una descripción de
ingeniería; es decir, su preocupación fue la estructura general del sistema de
computación, las partes abstractas de que se compone, las funciones de cada
parte y de qué manera las partes interactúan para procesar la información. Ni
los materiales específicos ni el diseño de implementación de las partes eran
pertinentes para su análisis. Puede utilizarse cualquier tecnología, o incluso
cualquier órgano biológico, que cumpla con las especificaciones funcionales sin
efecto sobre sus resultados. Esto explica en parte su decisión de comparar las
unidades del ordenador con las neuronas asociativas, sensoriales y motoras del
sistema nervioso humano y de introducir cierta terminología (como por ejemplo órgano y neurona) y simbolismo extraído de un informe escrito por Warren McCulloch y Walter Pitts sobre el sistema nervioso”.
Es interesante mencionar que
las primeras computadoras funcionaban en forma similar a las actuales
calculadoras, es decir, cuando se utiliza una calculadora, las decisiones
intermedias son tomadas por la persona que realiza cálculos. La computadora
propiamente dicha incluye tomas de decisiones internas, asociadas al programa
que se ejecuta. Este es uno de los aspectos importantes del trabajo de von Neumann, quien escribió:
“Existen diversos problemas importantes en la hidrodinámica, la aerodinámica,
la mecánica celeste y en otras áreas diversas…prácticamente inaccesibles para
los métodos actuales de análisis matemático abstracto, y para los cuales la
capacidad de un equipo de computación humano, o de las máquinas de computación
no electrónicas existentes, resulta por completo inadecuada. Esos problemas
sólo pueden ser resueltos con máquinas de velocidad intrínseca, la cual sólo
puede ser alcanzada con procesos electrónicos. Tal velocidad hará que resulte
imposible la intervención del ser humano inteligente durante el tiempo de
trabajo de la máquina; por lo tanto será necesaria su automatización absoluta.
Los problemas son tan variados, y en muchos casos con detalles tan
impredecibles, que no sería sensato construir una máquina de un solo propósito para un solo problema o grupo de problemas
relacionados. El objetivo debe ser un mecanismo para todo propósito. Finalmente, se requerirá una precisión
considerable (en muchos casos 10 dígitos decimales, en algunos casos incluso
más). Por ello ninguna máquina analógica
que represente números por medio de cantidades físicas (como el analizador
diferencial) será aplicable; el mecanismo propuesto deberá ser estrictamente
digital (al igual que las famosas multiplicadoras de escritorio)” (Citado en “John von Neumann
y los orígenes de la computación moderna”).
Como en todas las grandes
historias, aparecen los conflictos. Especialmente cuando existen derechos de
patentes de por medio. William Aspray escribió: “No
obstante, durante los dos años siguientes el documento constituyó un punto
central de tensión entre Goldstine y von Neumann por una lado y Eckert y Mauchly por el otro; ese
desacuerdo produjo la ruptura de relaciones entre ellos. Existían dos temas
íntimamente ligados: el crédito intelectual de las ideas expresadas en el
borrador y los derechos de autor de las ideas presentadas en el EDVAC. Al
parecer, con el transcurso del tiempo las actitudes referidas a ambos temas se
endurecieron”.
12 JOHN ATANASOFF
Nótese que en la cronología anterior no aparece la máquina ABC (Atanasoff-Berry Computer), que fue la primera computadora electrónica
digital que utilizó válvulas termoiónicas. John Atanasoff no solicitó ninguna patente de invención, pero se
reconoce que su máquina fue terminada en1939. La memoria operativa estaba
compuesta de simples capacitores, a los que debía
recargar antes de que perdieran la tensión almacenada. Este proceso de
“refresco” se utiliza ampliamente en las computadoras actuales.
Atanasoff
recuerda que hizo un viaje de unos
13 CIRCUITOS INTEGRADOS
La integración a gran escala presenta varias ventajas; una de ellas es
la reducción de costos de fabricación, otra es la reducción de las dimensiones
de una computadora. A menor longitud, menor ha de ser el tiempo de propagación
de las señales eléctricas en su interior, y mayor ha de ser la frecuencia a la
que podrá funcionar. Y a mayor frecuencia, mayor cantidad de operaciones podrá
realizar en cierto tiempo, aumentando la velocidad de cómputo.
Los circuitos integrados se
deben a Jack Kilby y a Robert Noyce. El proceso de
fabricación del circuito integrado requiere que cada capa del circuito
(realizado con materiales adecuados) sea depositada por separado sobre la
superficie de una lámina de silicio. Esta técnica es muy parecida a la forma en
que se imprimen las ilustraciones en color. Así, cada fotografía en color es
descompuesta en tres colores y en negro. Las cuatro películas se imprimen, una
sobre otra, con mucha precisión, para conseguir el efecto deseado. En el
proceso de fabricación del chip se emplean capas de silicio dopado y otros
materiales en vez de tinta, pero el procedimiento de impresión es más sencillo
que el de recubrimiento con plantillas y tratamiento químico.
14 COMPUTADORAS PERSONALES
La aparición de los ordenadores personales permitió la realización de
la mayor red informática mundial, Internet. Para quienes crecimos sin Internet,
nos hubiese resultado poco creíble, hace unos años, que alguien nos hubiera
dicho que en el futuro podríamos comunicarnos tan fácilmente, con todo el mundo,
desde nuestra propia casa.
Uno de los primeros
ordenadores personales, aparecido en 1978, fue el TI99/4A, de
15 INTERNET
Las iniciales WWW provienen del
inglés y significan World (mundo) Wide (amplio, ancho) Web
(de “spider web”, tela de
araña). Lo que puede traducirse como “Red de todo
el mundo”, mientras que Internet
proviene de International Net (Red
internacional).
La forma de red no jerárquica
(que no tiene un centro de distribución de información) proviene de una medida
de seguridad, tal la de evitar concentrar la información en un lugar que pueda
ser alcanzado y destruido por un bombardeo aéreo, o por un ataque terrorista.
El Pentágono (sede de las decisiones militares de EEUU) financió su Agencia de
Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA).
En 1972 se hace la primera
demostración pública y aparece el primer programa para el establecimiento del
correo electrónico. Se considera al año 1983 el del nacimiento de Internet, al
separarse la parte civil de la militar. En ese año se crean los nombres de los
dominios (.com, .edu, etc, más las siglas de los países). En 1989, Tim Berners-Lee, investigador del
CERN (Centro europeo para la investigación nuclear), elabora su propuesta de un
hipertexto compartido. El propósito era poner en comunicación a los
científicos. En un comienzo, intenta bautizar a sus programas como “Tim”, aunque cambia de opinión y opta por algo más
representativo, como WWW.
En 1992, con más de 1.000.000
de usuarios, se crea
16 PINCELADAS HISTÓRICAS
(De MÁQUINAS DE CÓMPUTO – Investigación y ciencia – Ed.
Prensa Científica SA)