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Entre las primeras máquinas mecánicas utilizadas para la computación se encuentra esta sumadora circular.
Las revoluciones en sentido inverso permitían restar. Sorprendente para su tiempo, esta máquina, llamada pascalina, nos parece ahora muy primitiva. No obstante, fue la primera calculadora propiamente dicha, y la base para muchos otros inventos que seguirnos usando hoy en día, como los odómetros de los coches y los contadores de gas y electricidad.
Máquina de calcular de Pascal
El concepto importante cuya introducción cabe atribuir a la pascalina fue el del «acarreo» o «arratre»: e1 dispositivo cambia diez unidades por una decena, y así sucesivamente, para efectuar unos cálculos correctos. Esta máquina fue el modelo en el que se basaron otras calculadoras construidas en Francia.
Los modernos computadores son herencia de las primeras máquinas de calcular
Con las tarjetas perforadas se inicia una nueva era
El modelo siguiente no parece en modo alguno un dispositivo calculador y, en realidad, no lo fue. En 1790, cuando Joseph-Marie Jacquard utilizó tarjetas perforadas en los telares para crear dibujos en los tejidos, no podía pensar que revolucionaría el proceso de datos. Charles Babbage adaptó el concepto de las tarjetas perforadas de Jacquard a su máquina analítica.
Invención del computador
La primera calculadora debe atribuirse a Charles Babbage quien, en 1820, creó un modelo piloto de la máquina de diferencias, y en 1822 recibió ayuda financiera del gobierno británico para construir una máquina utilizable. Babbage comprendió la necesidad de este dispositivo porque, en una época en que se hacía un uso creciente de las matemáticas, se cometían muchos errores en la elaboración de tablas de logaritmos.
Deseaba encontrar una alternativa al cálculo repetitivo y lento de esas tablas. La máquina de diferencias, resultado de los esfuerzos de Babbage, no solamente era mayor y más complicada que las anteriores, sino que también imprimía tablas. Desafortunadamente no funcionaba muy bien. Las varillas, los engranajes y los trinquetes del mecanismo, movido a vapor, se atascaban continuamente, y mientras que el modelo origind del inventor toleraba ligeras irregularidades, no ocurría lo mismo con los modelos mayores.
La Revolución industrial no había madurado suficientemente para permitir la construcción de una versión práctica de esa máquina. Después diseñó un sistema con una sección de entrada que debía leer los orif'icios de unas tarjetas perforadas, previendo también la impresión de las respuestas.
Y algo aún más importante: dotó a su invento de una unidad de control para operar la calculadora; de una «unidad central» para la realización de cálculos; y de una «unidad de almacenamiento» para guardar hasta 1000 números de 50 dígitos.
Parte de la llamada "Máquina de diferencias" creada por Babbage en 1852.
Por consiguiente, la «máquina analítica» podía acarrear, almacenar y cambiar instrucciones.
Fue, en efecto, el equivalente mecánico del computador electrónico digital de nuestros días. Con la ayuda de Lady Lovelace, Babbage pudo programar realmente la máquina analítica para efectuar cálculos. Por desgracia, el sistema se vio condenado al fracaso.
La máquina analítica fue víctima, sobre todo, de su tiempo. La tecnología de la época no estaba en condiciones de producir las 50.000 piezas necesarias para su construcción.
Otro suceso notable tuvo lugar alrededor de 1850, cuando George Boole ideó un sistema de lógica matemática llamado álgebra booleana. Este sistema se empleó más tarde para diseñar la unidad lógica aritmética de los actuales computadores.
En la década de 1880, y como resultado de un concurso patrocinado por la Oficina del Censo de los Estados Unidos, las tarjetas perforadas se utilizaron para tabular datos.
A pesar de que los destinados al censo se recogieron en 1880, su compilación no concluyó hasta 1887, debido a la carencia de tecnología para manejar datos estadísticos primarios.
Los tres finalistas del concsurso convocado fueron William C. Hunt, que ideó una serie de tarjetas de colores; Charles P. Pidgin, que diseñó fichas codificadas también en colores; y el ganador, Herman Hollerith, autor de un sistema de tarjetas perforadas, bautizadas con su nombre, y de un dispositivo tabulador, denominado máquina de censos. Cada uno de los m4todos se ensayó tabulando la información recibida en el censo de 1880 sobre 10.000 personas de St. Louise. El sistema de Hollerith demostró ser dos veces más rápido que el de su competidor más cercano. La información se perforó en tarjetas y los resultados fueron tabulados por esa «máquina de censos».
Antigua sistema de tarjetas perforadas.
La tarjeta de Hollerith tenía las medidas del antiguo billete de dólar, lo que presentaba la ventaja de poder utilizar las prensas de la Casa de la Moneda norteamericana. Los orificios de las tarjetas representaban características de la población (hombre o mujer, natural del país o extranjero, etc.).
Las tarjetas se movían sobre unos cepillos que cerraban un circuito eléctrico en los lugares donde había orificios. Cada vez que un circuito se cerraba, un contador aumentaba en 1.
Incluso el trabajo de clasificación podía hacerse con rapidez. El censo de 1890 se terminó al mes de haberse recibido la información en la Oficina del Censo de Washington.
En este censo se tabuló información sobre una población de 163 millones de personas! El éxito de Hollerith fue tan grande que en 1896 dejó la Oficina del Censo para formar su propia compañía. Ésta, unida más tarde a otras, dio origen a International Business Machines Corporation (IBM).
Sistema tabulador de Hollerith
Los comienzos de la era del computador electrónico
En 1939, John V. Atanasóff y Clifford Berry diseñaron el primer dispositivo computador electrónico digital. Casi al mismo tiempo, debido al bajo coste de los componentes electrónicos producidos masivamente, un grupo de científicos de la Universidad de Hardvard, encabezado por Howard Aiken y en colaboración con IBM, desarrolló el Mark 1.
La máquina, que se completó en 1944, era electrónica y funcionaba mediante interruptores mecánicos que se abrían y cerraban eléctricamente. El Mark 1 se consideró un computador porque utilizaba cinta de papel con instrucciones codificadas perforadas.
Estas instrucciones podían cambiarse con sólo sustituir la cinta. Las dimensiones del Mark 1 eran considerables: 15,5 m. de longitud, 5 Tm. de peso y 2,5 m. de altura. Al fabricarla se emplearon no menos de 1 millón de componentes, más de 800 km. de cable eléctrico y 3.000 interruptores activados eléctricamente.
El aparato era ruidoso a causa del repiqueteo de los relés, pero ya podía sumar tres números de 8 dígitos por segundo. A pesar del ruido y de sus grandes dimensiones, el Mark 1 situó a IBM en cabeza de la tecnología norteameticana de computadores.
Howard Aiken junto con su máquina calculadora Mark 2
La siguiente gran máquina fue el ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Computer; integrador y calculador electrónico numérico). Sus diseñadores John W Mauchly y J. Prospev Eckert Jr., pertenecían a la Escuela de Ingeniería Eléctrica Moore, de la Universidad de Pennsylvania. Fue concebida en 1945 para un fin militar: el cálculo de tablas de tiro de nuevas armas, Se programó mediante conexiones y conmutadores eléctricos, pesaba más de 220 toneladas y empleaba casi 20.000 válvulas de vacío.
Éstas generaban un calor enorme. Por otra parte, el sistema tenía un elevadísimo consumo de energía. A pesar de todo, la má uina trabajaba con rapidez y podía realizar 1 hasta 5.000 sumas por segundo, una velocidad 1.000 veces mayor a la del Mark 1. El ENlAC se utilizó durante muchos años en los terrenos de pruebas de Aberdeen, a pesar de que sólo podía almacenar una cantidad de información limitada, y los errores eran difíciles de descubrir.
Una de las personas que más han contribuido al desarrollo de los computadores ha sido John von Neumann. Huido de Hungría a raíz del levantamiento comunista de 1919.
Von Neumann se convirtió muy pronto en un matemático de talla internacional. Trabajó como consultor de los ENIAC y EDVAC e hizo algunas importantes aportaciones a la revolución informática. Quizá lo más fundamental de sus teorías es su descripción de lo que debe ser un computador. Von Neumann decía que un computador ha de constar de tres partes: una aritmética, una de control y una memoria. La primera sería la máquina calculadora propiamente dicha, capaz de realizar funciones aritméticas básicas.
La parte de control regularía los modos en que dicha máquina trataría las órdenes recibidas y la secuencia de sus instrucciones. El computador también debería ser capaz de leer información del mundo exterior (entrada de computador) y comunicar a su vez a ese mundo exterior los resultados obtenidos (salida de computador). Asimismo, debería poseer una memoria capaz de almacenar información para su uso posterior. Esto se lograría mediante programas codificados en forma de números, que se almacenarían como datos en la memoria del computador.
En realidad, la característica distintiva del EDVAC fue su propiedad de contener instrucciones almacenadas, y eso es lo que permite considerarlo un verdadero computador. Completado en 1949, no fue operativo hasta 1952.
El EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer, computador electrónico de variable-discreta) era capaz de almacenar instrucciones, eliminando la necesidad de intervención humana y reduciendo el tiempo en las operaciones.
Otra importantísima aportación de Von Neumann consistió en adoptar aritmética binaria (O y 1) para representar todos los números decimales.
Una conmutación eléctrica on (cerrado) se representa mediante un 1, mientras que una conmutación eléctrica off (abierto) se representa mediante un O. Así, todos los cálculos podían reducirse a una simple conmutación on-off lo que mejoró grandemente la fiabilidad de la transferencia de información y también los cálculos.
Aproximadamente en la misma época, algunos de los más avanzados países europeos realizaban por su parte progresos tecnológicos, muchos de ellos inspirados en el trabajo de los científicos norteamericanos.
En alemania, por ejemplo, Konrad Zuse construyó calculadoras de relés. Y en el Reino Unido, Kathleen H.V. Britten y Andrew D. Booth desarrollaron el concepto de núcleo magnético.
Hasta la década de 1950, los computadores eran utilizados principalmente por el gobierno de los Estados Unidos. En 1951, el UNIVAC 1 fue el primer computador de programa almacenado que se comercializó. En 1964, 13 años después de su instalación inicial, el UNIVAC se exhibía en la Smithsonian Institution, de Washington, a causa de su significación histórica.
Eckert y Mauchly trabajando con ENIAC
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