El nacimiento del ordenador actual

Ante la necesidad de agilizar el proceso de datos de las oficinas del censo se contrató a James Powers un estadístico de Nueva Jersey para desarrollar nuevas máquinas para el censo de 1.910. Powers diseñó nuevas máquinas para el censo de 1.910 y de modo similar a Hollerith decidió formar su propia compañía en 1.911; la Powers Accounting Machine Company que fue posteriormente adquirida por Remington Rand la cual a su vez se fusionó con la Sperry Corporation formando la Sperry Rand Corporation. John Vincent Atanasoff nació en 1903 su padre era un ingeniero eléctrico emigrado de Bulgaria y su madre una maestra de escuela con un gran interés por las matemáticas que transmitió a su hijo. Atanasoff se doctoró en física teórica y comenzó a dar clases en Iowa al comienzo de los años 30. Se encontró con lo que por entonces eran dificultades habituales para muchos físicos y técnicos; los problemas que tenían que resolver requerían una excesiva cantidad de cálculo para los medios de que disponían. Aficionado a la electrónica y conocedor de la máquina de Pascal y las teorías de Babbage, Atanasoff empezó a considerar la posibilidad de construir un calculador digital. Decidió que la máquina habría de operar en sistema binario, hacer los cálculos de modo totalmente distinto a como los realizaban las calculadoras mecánicas e incluso concibió un dispositivo de memoria mediante almacenamiento de carga eléctrica. Durante un año maduró el proyecto y finalmente solicitó una ayuda económica al Consejo de Investigación del Estado de Iowa. Con unos primeros 650 dólares contrató la cooperación de Clifford Berry estudiante de ingeniería y los materiales para un modelo experimental. Posteriormente recibieron otras dos donaciones que sumaron 1460 dólares y otros 5000 dólares de una fundación privada. Este primer aparato fue conocido como ABC Atanasoff- Berry-Computer.

En diciembre de 1940 Atanasoff se encontró con John Mauchly en la American Association for the Advancement of Science (Asociación Americana para el Avance de la Ciencia) abreviadamente AAAS. Mauchly que dirigía el departamento de física del Ursine College cerca de Filadelfia se había encontrado con los mismos problemas en cuanto a velocidad de cálculo que Atanasoff y estaba convencido de que habría una forma de acelerar el cálculo por medios electrónicos. Al carecer de medios económicos construyó un pequeño calculador digital y se presentó al congreso de la AAAS para presentar un informe sobre el mismo. A raíz de aquello Atanasoff y Maunchly tuvieron un intercambio de ideas que muchos años después ha desembocado en una disputa entre ambos sobre la paternidad del computador digital.

En 1941 Maunchly se matriculó en unos cursos sobre ingeniería eléctrica en la escuela Moore de Ingeniería donde conoció a un instructor de laboratorio llamado J. Presper Eckert. Entre ambos surgió una compenetración que les llevaría a cooperar en un interés común: el desarrollo de un calculador electrónico. El entusiasmo que surgió entre ambos llegó a Maunchly a escribir a Atanasoff solicitándole su cooperación para construir un computador como el ABC en la escuela Moore.

Atanasoff prefirió guardar la máquina en un cierto secreto hasta poder patentarla; sin embargo nunca llegó a conseguirlo. Maunchly fue más afortunado. La escuela Moore trabajaba entonces en un proyecto conjunto con el ejército para realizar unas tablas de tiro para armas balísticas.
La cantidad de cálculos necesarios era inmensa tardándose treinta días en completar una tabla mediante el empleo de una máquina de cálculo analógica. Aun así esto era unas 50 veces más rápido de lo que tardaba un hombre con una sumadora de sobremesa.

El 9 de abril de 1943 se autorizó a los dos hombres a iniciar el desarrollo del proyecto. Se le llamó ENIAC (Electronic Numerical integrator and Computer). El presupuesto inicial era de 150.000 dólares) cuando la máquina estuvo terminada el costo total había sido de 486.804 22 dólar.

El ENIAC tenía 70 000 resistencias, 7.500 interruptores y 17.000 tubos de vacío de 16 tipos distintos, funcionando todo a una frecuencia de reloj de 100.000 Hz. Pesaba unas 30 toneladas y ocupaba unos 1.600 metros cuadrados. Su consumo medio era de unos 100.000 vatios (lo que un bloque de 50 viviendas) y necesitaba un equipo de aire acondicionado a fin de disipar el gran calor que producía.

Tenía 20 acumuladores de 10 dígitos era capaz de sumar, restar, multiplicar y dividir; además tenía tres tablas de funciones. La entrada y la salida de datos se realizaba mediante tarjetas perforadas.

En un test de prueba, en febrero de 1946, el Eniac resolvió en 2 horas un problema de física nuclear que previamente habría requerido 100 años de trabajo de un hombre. Lo que caracterizaba al ENIAC, como a los ordenadores modernos, no era simplemente su velocidad de cálculo, sino el hecho, de que combinando operaciones, permitía realizar tareas que antes eran imposibles.
En 1946 el matemático húngaro John Von Neumann propuso una versión modificada del Eniac; el EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) que se construyó en 1952. Esta máquina presentaba dos importantes diferencias respecto al Eniac: En primer lugar, empleaba aritmética binaria, lo que simplificaba enormemente los circuitos electrónicos de cálculo.

En segundo lugar, permitía trabajar con un programa almacenado. El Eniac se programaba enchufando centenares de clavijas y activando un pequeño número de interruptores. Cuando había que resolver un problema distinto era necesario cambiar todas las conexiones proceso que llevaba muchas horas.

Von Neumann propuso cablear una serie de instrucciones y hacer que éstas se ejecutasen bajo un control central. Además propuso que los códigos de operación que habían de controlar las operaciones se almacenasen de modo similar a los datos en forma binaria. De este modo el Edvac no necesitaba una modificación del cableado para cada nuevo programa pudiendo procesar instrucciones tan deprisa como los datos. Además el programa podía modificarse a sí mismo ya que las instrucciones almacenadas como datos podían ser manipuladas aritméticamente.

Eckert y Mauchly, tras abandonar la universidad fundaron su propia compañía, la cual tras diversos problemas fue absorbida por Remington Rand. El 14 de junio de 1951 entregaron su primer ordenador a la Oficina del Censo el Univac-I.

Posteriormente aparecería el Univac-II, con memoria de núcleos magnéticos lo que le haría claramente superior a su antecesor, pero por diversos problemas, esta máquina no vio la luz hasta 1957 fecha en la que había perdido su liderazgo en el mercado frente al 705 de IBM.

En 1953 IBM fabricó su primer computador para aplicaciones científicas el 701. Anteriormente había anunciado una máquina para aplicaciones comerciales, el 702, pero esta máquina fue rápidamente considerada inferior al Univac-I. Para compensar esto IBM lanzó al mercado una máquina que resultó arrolladora el 705 primer ordenador que empleaba memorias de núcleos de ferrita IBM superó rápidamente a Sperry en volumen de ventas gracias una eficaz política comercial que actualmente la sigue manteniendo a la cabeza de todas las compañías de informática del mundo en cuanto a ventas. 

A partir de entonces fueron apareciendo progresivamente más y más maquinas. Veamos las etapas que diferencian unas máquinas de otras según sus características. Cada etapa se conoce con el nombre de generación. 

Calculadoras analógicas y digitales

El primer calculador mecánico apareció en 1642 tan sólo 25 años después de que Napier publicase una memoria describiendo su máquina. El artífice de esta máquina fue el filósofo francés Blaise Pascal (1.623-1.662) en cuyo honor se llama Pascal uno de los lenguajes de programación que más impacto ha causado en los últimos años. A los 18 años Pascal deseaba dar con la forma de reducir el trabajo de cálculo de su padre que era un funcionario de impuestos.

La calculadora que inventó Pascal tenía el tamaño de un cartón de tabaco y su principio de funcionamiento era el mismo que rige los cuentakilómetros de los coches actuales; una serie de ruedas tales que cada una de las cuales hacía avanzar un paso a la siguiente al completar una vuelta. Las ruedas estaban marcadas con números del 0 al 9 y había dos para los decimales y 6 para los enteros con lo que podía manejar números entre 000.000 01 y 999.999 99.

Las ruedas giraban mediante una manivela con lo que para sumar o restar lo que había que hacer era girar la manivela correspondiente en un sentido o en otro el número de pasos adecuado. 

Leibnitz (1646-1716) fue uno de los genios de su época; a los 26 años aprendió matemáticas de modo autodidacta y procedió a inventar el cálculo. Inventó una máquina de calcular por la simple razón de que nadie le enseñó las tablas de multiplicar. · La máquina de Leibnitz apareció en 1672; se diferenciaba de la de Pascal en varios aspectos fundamentales el más importante de los cuales era que podía multiplicar, dividir y obtener raíces cuadradas.

Leibnitz propuso la idea de una máquina de cálculo en sistema binario base de numeración empleada por los modernos ordenadores actuales. Tanto la máquina de Pascal como la de Leibnitz se encontraron con un grave freno para su difusión: la revolución industrial aún no había tenido lugar y sus máquinas eran demasiado complejas para ser realizadas a mano. La civilización que habría podido producirlas en serie estaba todavía a más de 200 años de distancia.

Entre 1673 y 1801 se realizaron algunos avances significativos el más importante de los cuales probablemente fue el de Joseph Jacquard (1.752-1.834) quien utilizó un mecanismo de tarjetas perforadas para controlar el dibujo formado por los hilos de las telas confeccionadas por una máquina de tejer.

La máquina de tejer de Jacquard presentada en 1.801 supuso gran éxito comercial y un gran avance en la industria textil. La antesala de la informática. 

  

Aunque hubo muchos precursores de los actuales sistemas informáticos para muchos especialistas la historia empieza con Charles Babbage matemático e inventor inglés que al principio del siglo XIX predijo muchas de las teorías en que se basan los actuales ordenadores. Desgraciadamente al igual que sus predecesores, vivió en una época en la cual ni la tecnología ni las necesidades estaban al nivel de permitir la materialización de sus ideas.

En 1822 diseñó su máquina diferencial para el cálculo de polinomios. Esta máquina se utilizó con éxito para el cálculo de tablas de navegación y artillería lo que permitió a Babbage conseguir una subvención del gobierno para el desarrollo de una segunda y mejor versión de la máquina.

Durante 10 años Babbage trabajó infructuosamente en una segunda máquina sin llegar a conseguir completarla y en 1833 tuvo una idea mejor.

Mientras que la máquina diferencial era un aparato de proceso único Babbage decidió construir una máquina de propósito general que pudiese resolver casi cualquier problema matemático. Todas estas máquinas eran por supuesto mecánicas movidas por vapor. De todas formas la velocidad de cálculo de las máquinas no era tal como para cambiar la naturaleza del cálculo además la ingeniería entonces no estaba lo suficientemente desarrollada como para permitir la fabricación de los delicados y complejos mecanismos requeridos por el ingenio de Babbage.

Otro inventor digno de mención es Herman Hollerith. A los 19 años. En 1879 fue contratado como asistente en las oficinas del censo norteamericano que por aquel entonces se disponía a realizar el recuento de la población para el censo de 1880. Este tardó 7 años y medio en completarse manualmente. Hollerith fue animado por sus superiores a desarrollar un sistema de cómputo automático para futuras tareas.

El sistema inventado por Hollerith utilizaba tarjetas perforadas en las que mediante agujeros se representaba el sexo, la edad, raza, etc.... En la máquina, las tarjetas pasaban por un juego de contactos que cerraban un circuito eléctrico activándose un contador y un mecanismo de selección de tarjetas. Estas se leían a ritmo de 50 a 80 por minuto.

Desde 1880 a 1890 la población subió de 5O a 63 millones de habitantes, aun así el censo de 1890 se realizó en dos años y medio gracias a la máquina de Hollerith. Ante las posibilidades comerciales de su máquina, Hollerith dejó las oficinas del censo en 1896 para fundar su propia Compañía, la Tabulating Machine Company. En 1900 había desarrollado una máquina que podía clasificar 300 tarjetas por minuto una perforadora de tarjetas y una máquina de cómputo semiautomática. En 1924 Hollerith fusionó su compañía con otras dos para formar la Internacional Bussines Machines hoy mundialmente conocida como IBM.

                          

Origen del Cálculo

Origen del cálculo El dispositivo de cálculo más antiguo que se conoce es el ábaco. Su nombre viene del griego abakos que significa superficie plana. Se sabe que los griegos empleaban tablas para contar en el siglo V antes de Cristo o tal vez antes. El ábaco tal como lo conocemos actualmente esta constituido por una serie de hilos con cuentas ensartadas en ellos. En nuestro país este tipo de ábaco lo hemos visto todos en las salas de billar.

Esta versión de ábaco se ha utilizado en Oriente Medio y Asia hasta hace relativamente muy poco. A finales de 1946 tuvo lugar en Tokio una competición de cálculo entre un mecanógrafo del departamento financiero del ejército norteamericano y un oficial contable japonés. El primero empleaba una calculadora eléctrica de 700 dólares el segundo un ábaco de 25 centavos. La competición consistía en realizar operaciones matemáticas de suma, resta, multiplicación y división con números de entre 3 y 12 cifras. Salvo en la multiplicación el ábaco triunfó en todas las pruebas incluyendo una final de procesos compuestos. Mecanismo de Antikythera es un artefacto mecánico 

primitivo. Es el primer mecanismo de engranajes conocido. El dispositivo era una computadora astronómica capaz de predecir las posiciones del Sol y de la Luna en el zodíaco, aunque estudios 

posteriores sugieren que el dispositivo era bastante más inteligente.

Simulación en 3D del mecanismo de Antikythera

John Napier (1550-1617, S.XVI) fue un matemático escocés famoso por su invención de los logaritmos, funciones matemáticas que permiten convertir las multiplicaciones en sumas y las divisiones en restas. Napier inventó un dispositivo consistente en unos palillos con números impresos que merced a un ingenioso y complicado mecanismo le permitía realiza operaciones de multiplicación y división.