Orígenes y primeras computadoras

 

La computadora no es un invento de alguien en particular, sino el resultado evolutivo de ideas y realizaciones de muchas personas relacionadas con áreas tales como la electrónica, la mecánica, los materiales semiconductores, la lógica, el álgebra y la programación.

A continuación se mencionan una serie de dispositivos que fueron dando forma lo que conocemos hoy en día como computadora.

 

Primeras calculadoras

El dispositivo de contar más temprano fue probablemente una cierta forma de palito de contar. Posteriores ayudas para mantener los registros incluyen la arcilla de Fenicia que representaban conteos de artículos en contenedores, probablemente ganado o granos. Una máquina más orientada hacia la aritmética es el ábaco. La forma más temprana de ábaco, el ábaco de polvo, había sido usado en Babilonia tan temprano como en 2.400 A.C. Desde entonces, muchas otras formas de tablas de contar han sido inventadas, por ejemplo en una casa de cuenta medieval, un paño a cuadros sería colocado en una mesa, como una ayuda para calcular sumas de dinero, y los marcadores se movían alrededor en ella según ciertas reglas.

 

Computadoras análogas

Un número de computadores análogos fueron construidos en épocas antiguas y medievales para realizar cálculos astronómicos. Éstos incluyen el mecanismo de Anticitera y el astrolabio de la Grecia antigua (c. 150-100 A.C.). Estos dispositivos son usualmente considerados como las primeras computadoras análogas. Otras versiones tempranas de dispositivos mecánicos usados para realizar ciertos tipos de cálculos incluyen el Planisferio; algunas de las invenciones de Al-Biruni (c. AD 1000); el Equatorium de Azarquiel (c. AD 1015); y los computadores astronómicos análogos de otros astrónomos e ingenieros musulmanes medievales.

 

Huesos de Napier

John Napier (1550-1617) observó que la multiplicación y la división de números pueden ser realizadas por la adición y la sustracción, respectivamente, de los logaritmos de esos números. Mientras producía las primeras tablas logarítmicas Napier necesitó realizar muchas multiplicaciones, y fue en este punto que diseñó los huesos de Napier, un dispositivo similar a un ábaco usado para la multiplicación y la división. Además del dispositivo anterior, Napier construyó un ábaco de fichas. Ambos, reunidos en un único aparato constituyen una joya histórica, única en Europa, que posee el Museo Arqueológico Nacional español.

 

Calculadoras

En 1623, Wilhelm Schickard construyó la primera calculadora mecánica digital y por lo tanto se convirtió en el padre de la era de la computación. Puesto que su máquina usó técnicas tales como dientes y engranajes desarrollados primero para los relojes, también fue llamada un 'reloj calculador'. Fue puesto en uso práctico por su amigo Johannes Kepler, quien revolucionó la astronomía.Una calculadora de Pascal original (1640) es presentada en el museo de Zwinger. Siguieron las máquinas de Blaise Pascal (la Pascalina, 1642) y de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671). Alrededor 1820, Charles Xavier Thomas de Colmar creó la primera calculadora mecánica exitosa producida en serie, El Aritmómetro de Thomas, que podía sumar, restar, multiplicar, y dividir. Estaba basado principalmente en el trabajo de Leibniz. Las calculadoras mecánicas, como el Addiator de base diez, el Comptómetro, la calculadora Monroe, el Curta y el Addo-X permanecieron en uso hasta los años 1970.Leibniz también describió el sistema de numeración binario, un ingrediente central de todas las computadoras modernas. Sin embargo, hasta los años 1940, muchos diseños subsecuentes fueron basados en el difícil de implantar sistema decimal, incluyendo las máquinas de Charles Babbage de los años 1800 e incluso el ENIAC de 1945.

 

Telares y tarjetas perforadas

Tan temprano como en 1725, Basile Bouchon, quien fue alumno de Carlos Bruné, usó un lazo de papel perforado en un telar para establecer el patrón a ser reproducido en la tela, y en 1726 su compañero de trabajo, Jean-Baptiste Falcon, mejoró su diseño al usar tarjetas perforadas de papel unidas una a la otra para la eficacia en adaptar y cambiar el programa. El telar de Bouchon-Falcon era semiautomático y requería la alimentación manual del programa.En 1801, Joseph Marie Jacquard desarrolló un telar en el que el patrón que era tejido era controlado por tarjetas perforadas. La serie de tarjetas podría ser cambiada sin cambiar el diseño mecánico del telar. Esto fue un hito en programabilidad.

 

Maquina diferencial y analítica

En 1833, Charles Babbage avanzó desde desarrollar su máquina diferencial a desarrollar un diseño más completo, la máquina analítica, que, para su programación, tomaría prestada directamente las tarjetas perforadas del telar Jacquar. En 1835 Charles Babbage describió su máquina analítica. Era el plan de una computadora programable de propósito general, empleando tarjetas perforadas para la entrada y un motor de vapor para la energía.Su idea inicial era usar las tarjetas perforadas para controlar una máquina que podía calcular e imprimir con precisión enorme las tablas logarítmicas (una máquina de propósito específico). La idea de Babbage pronto se desarrolló en una computadora programable de propósito general, su máquina analítica.

 

Maquina tabuladoras

En 1890, la Oficina del Censo de los Estados Unidos usó tarjetas perforadas, las máquinas de ordenamiento, y las máquinas tabuladoras diseñadas por Herman Hollerith para manejar la inundación de datos del censo decenial ordenado por la constitución de Estados Unidos. La compañía de Hollerith eventualmente se convirtió en el núcleo de IBM. La IBM desarrolló la tecnología de la tarjeta perforada en una poderosa herramienta para el procesamiento de datos de negocios y produjo una extensa línea de máquinas tabuladoras especializadas. Por 1950, la tarjeta de IBM había llegado a ser ubicua en la industria y el gobierno.

 

Z1

El Z1 está considerado como el primer computador mecánico programable del mundo. Fue diseñado por el ingeniero alemán Konrad Zuse entre 1935 y 1936, construido entre 1936 y 1938, y destruido junto a todos sus planos de construcción en diciembre de 1943 durante el bombardeo aliado de Berlín en la segunda guerra mundial. Contenía casi todas las partes de una computadora moderna, es decir, unidad de control, memoria, lógica micro-programada, unidad artimética en coma flotante (la unidad de lógica booleana no se realizó) y dispositivos de entrada-salida. La Z1 era programable parcialmente mediante un programa en cinta perforada y un lector de cinta perforada. Hay una clara separación entre el lector de cinta perforada, la unidad de control para la supervisión de toda la máquina y la ejecución de las instrucciones, la unidad aritmética, y la de entrada/salida.

 

Mark I

Fue el primer ordenador electromecánico, construido en IBM y enviado a Harvard en 1944. Tenía 760.000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la máquina analítica de Charles Babbage.El computador empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de 3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico. Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de papel perforado.

 

ENIAC

Fue construida en la Universidad de Pensilvania por John Presper Eckert y John William Mauchly, ocupaba una superficie de 167 m² y operaba con un total de 17.468 válvulas electrónicas o tubos de vacío que a su vez permitían realizar cerca de 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. Físicamente, la ENIAC tenía 17.468 tubos de vacío, 7.200 diodos de cristal, 1.500 relés, 70.000 resistencias, 10.000 condensadores y 5 millones de soldaduras. Pesaba 27 Toneladas, medía 2,4 m x 0,9 m x 30 m; utilizaba 1.500 conmutadores electromagnéticos y relés; requería la operación manual de unos 6.000 interruptores, y su programa o software, cuando requería modificaciones, demoraba semanas de instalación manual.La ENIAC elevaba la temperatura del local a 50 °C. Para efectuar las diferentes operaciones era preciso cambiar, conectar y reconectar los cables como se hacía, en esa época, en las centrales telefónicas, de allí el concepto. Este trabajo podía demorar varios días dependiendo del cálculo a realizar. La computadora podía calcular trayectorias de proyectiles, lo cual fue el objetivo primario al construirla. En 1,5 segundos era posible calcular la potencia 5000 de un número de hasta 5 cifras. Podía resolver 5000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo.

 

EDVAC

Fue una de las primeras computadoras electrónicas. A diferencia de la ENIAC, no era decimal, sino binaria y tuvo el primer programa diseñado para ser almacenado. Este diseño se convirtió en el estándar de arquitectura para la mayoría de las computadoras modernas.El diseño de la EDVAC es considerado un éxito en la historia de la informática. La computadora fue diseñada para ser binaria con adición, sustracción y multiplicación automática y división programada. También poseería un verificador automático con capacidad para mil palabras (luego se estableció en 1.024). Físicamente la computadora fue construida de los siguientes componentes: Un lector-grabador de cinta magnética, una unidad de control con osciloscopio, una unidad para recibir instrucciones del control y la memoria y para dirigirlas a otras unidades, una unidad computacional para realizar operaciones aritméticas en un par de números a la vez y mandarlos a la memoria después de corroborarlo con otra unidad idéntica, un cronómetro, y una unidad de memoria dual.

 

UNIVAC

Fue la primera computadora comercial fabricada en Estados Unidos. Fue diseñada principalmente por J. Presper Eckert y John William Mauchly, también autores de la primera computadora totalmente electrónica estadounidense, la ENIAC. Era una computadora que pesaba 7.250 kg, estaba compuesta por 5000 tubos de vacío, y podía ejecutar unos 1000 cálculos por segundo. Era una computadora que procesaba los dígitos en serie. Podía hacer sumas de dos números de diez dígitos cada uno, unas 100.000 por segundo. Funcionaba con un reloj interno con una frecuencia de 2,25 MHz, tenía memorias de mercurio. Estas memorias no permitían el acceso inmediato a los datos, pero tenían más fiabilidad que las memorias de tubos de rayos catódicos, que son los que se usaban normalmente. Uno de estos ejemplares fue usado por la cadena de televisión CBS para predecir la elección presidencial estadounidense de 1952. Con una muestra de apenas el 1% de la población votante predijo correctamente que Eisenhower ganaría, algo que parecía imposible.