historia completa de las computadoras

HISTORIA DE LAS COMPUTADORA

¿Quién fue el inventor de la primera computadora? 

Antes de llegar a la primera computadora electrónica hubo muchos logros de diferentes personas que intentaron fabricar un dispositivo para ayudar al hombre a efectuar cálculos. [VIS98]

La Utilización de los dedos para representar las cosas poseídas por una persona, una familia o un grupo, se remonta a los años del hombre primitivo, pues no se conocía ningún otro medio o forma para este tipo de operación.  Por tal motivo, durante una época fueron los dedos el medio primitivo de conteo; pero esto tenía el inconveniente de que cuando los objetos pasaban de 5, ya había que utilizar las dos manos, y cuando pasaban de 10, era necesario pedir la cooperación de un miembro más de la familia o del grupo, lo que traía como resultado que el método fuera bastante deficiente.

Posteriormente se utilizaron las marcas en los árboles, a las cuales se les asignó un objeto poseído.  Este método tenia el inconveniente de que cualquier miembro de la familia podía agregar una marca o más al árbol y distorsionar el resultado anterior.  También se empleó el método de las marcas en el suelo, que no prosperó porque tanto los animales, las personas y la naturaleza las podían destruir con facilidad. [BUE86]

EL ABACO

Un paso importante dado por las civilizaciones antiguas fue el representar los números en grupos de diez, pues con dos personas podían simbolizar hasta 100 unidades.  Esto se hacía de la siguiente manera: uno de los miembros contaba las unidades con sus dedos, hasta diez, y el otro contaba los grupos de 10.  Esta última forma de contar o representar las cantidades fue lo que dio origen al ábaco en su forma más elemental, el cual consistió en una bandeja cubierta de polvo o arena, donde se hacían surcos.  También se utilizó un tablero de madera con hendiduras talladas; en ellas se ponían piedras hasta llegar a diez en la primera fila; después se ponía una piedrecita en la segunda fila y se retiraban todas las de la primera, y así se representaban el primer grupo de 10 objetos o casas poseídas.  De esta forma fue como se inventó este instrumento [BUE86], que aún se sigue utilizando en la educación para demostrar los principios del conteo y la aritmética.

BLAS PASCAL

A mediados del siglo XVII, el filósofo, matemático y teólogo francés, Blas Pascal, inventó la primera calculadora mecánica que tenía una serie de engranajes o ruedas dentadas que le permitían realizar sumas y restas.  Al girar 10 dientes de la primera rueda, avanzaba un diente de la segunda; al girar 10 dientes de la segunda, avanzaba un diente de la tercera, y así sucesivamente.  Evidentemente, dicha máquina sólo servía para sumar y restar; además, su utilización era tan complicada que no suponía ninguna ventaja práctica respecto al cálculo manual.

Aunque “La Pascaline” se desechó por ser poco práctica, su diseño de ruedas de conteo se usó en todas las calculadoras mecánicas hasta mediados de la década de los sesenta, cuando se tornaron obsoletas ante el surgimiento de las calculadoras electrónicas.

LEIBNITZ

En 1694, el científico alemán tomó como base la máquina inventada por Pascal y creó un modelo que permitía multiplicar y dividir mediante sumas y restas sucesivas.  A pesar de esto, la máquina no era mecánicamente rápida ni segura.

BABBAGE

El primer paso serio en la creación de una computadora lo dio el matemático inglés Charles Babbage en 1935, quien inició la construcción de una máquina de diferencias y una máquina analítica.

Ya en el siglo XIX, Charles Babbage dio un gran impulso al diseño de máquinas matemáticas, como él mismo las denominaba.  Dedicó toda su vida a dichas máquinas y encontró problemas insalvables a la hora de llevar a la práctica sus proyectos, ya que la complejidad mecánica que conllevaban era excesiva para aquella época.  Su obsesión por sus máquinas fue tan grande que se convirtió en una persona huraña y amargada; él mismo llegó a afirmar que no había conocido ni un solo día feliz en su vida.

Entre sus innumerables trabajos podemos citar la elaboración de una tabla de logaritmos que obtuvo gran éxito, así como unas tablas de mortandad con las que pretendió popularizar los seguros de vida.  Personas de todo tipo, desde los banqueros hasta navegantes dependían de estas tablas matemáticas durante la Revolución Industrial.  Debido a la gran cantidad de cálculos que tenía que efectuar con operaciones rutinarias y repetitivas, pensó en la posibilidad de efectuarlas automáticamente, por lo que su principal objetivo era construir máquinas que calculasen e imprimiesen tablas matemáticas.  Ideó un pequeño modelo que consistía en 96 ruedas y 24 ejes, al que denominó “máquina diferencial”, y en 1822 tenía ya un pequeño modelo funcionando para su demostración.  Babbage estimó necesario tres años para construir dicha máquina para el gobierno británico.  Esta máquina sería de vapor, totalmente automática, hasta el grado de obtener las tablas resultantes impresas, controlada por un programa basado en instrucciones.  Babbage continuó trabajando en este proyecto 10 años, pero en 1833, perdió interés porque “tenía una idea mejor”, a medida que avanzaba en su construcción ideaba nuevos sistemas que hacían inútil todo el trabajo realizado anteriormente.  Pronto olvidó el viejo proyecto para iniciar uno nuevo al que denominó “máquina analítica” y que, según él, era “una máquina que se muerde su propia cola”, ya que los resultados que producía podían ser utilizados como datos de entrada para un nuevo cálculo

La máquina analítica estaba diseñada para ser capaz de realizar cualquier operación matemática y se puede considerar como la primera máquina programable, aunque el programa era externo a la máquina.  Según el diseño, debía disponer de una memoria capaz de almacenar 1000 números de 50 cifras, podía utilizar funciones auxiliares que constituían su propia biblioteca, podía comparar números y actuar de acuerdo con el resultado de la comparación; en definitiva, su estructura era muy parecida a la de las primeras computadoras electrónicas.  Precisamente, su principal limitación era que para todo su funcionamiento no podía contar con la electrónica, teniendo que conformarse con la mecánica.  Toda la información se almacenaba en grandes tarjetas perforadas que contendrían los datos y los programas y el mecanismo de funcionamiento se basaba en alambres, que según pudieran atravesar o no los orificios de las tarjetas, ponían en marcha los engranajes oportunos.

Los fracasos, debidos a la gran complejidad del sistema, fueron continuos y el proyecto quedó abandonado.  No obstante, Babbage estaría hoy orgulloso si pudiera comprobar cómo su lógica ha sido adoptada en las modernas computadoras electrónicas.

Después de Babbage hubo una pérdida temporal de interés sobre las computadoras digitales automáticas, ya que las máquinas de vapor tuvieron auge en la manufactura, transporte y comercio, ocasionando mucho trabajo que requería de física y matemáticas.  El diseño de vías y la construcción de barcos de vapor, máquinas textiles y puentes, requerían de cálculo diferencial para determinar cantidades, tales como centros de gravedad, momentos de inercia, etc.  Surgió entonces una fuerte necesidad de desarrollar una máquina que pudiera efectuar cálculos repetitivos.

HOLLERITH

Un paso hacia la computación automática fue la introducción de tarjetas perforadas, las cuales fueron utilizadas por primera vez con éxito en 1890 por Herman Hollertih y James Powers, para llevar a cabo el censo de Estados Unidos.

Desarrollaron dispositivos que pudieran leer automáticamente la información que estaba perforada en las tarjetas, sin intervención humana.  Esto ayudó a disminuir considerablemente errores de lectura, incrementando el flujo de trabajo.  También se utilizaron grandes pilas de tarjetas perforadas como medio de almacenamiento de información de capacidad ilimitada.  Además se podían tener almacenados en tarjetas diferentes problemas para utilizarse cuando se requirieran.

Todas estas ventajas atrajeron intereses comerciales y llevaron pronto al desarrollo de sistemas mejorados de tarjetas perforadas, elaborados por International Business Machines (IBM), Remington-Rand, Burroughs y otras empresas.  Estos sistemas utilizaban dispositivos electromecánicos, en los cuales con energía eléctrica proveían movimiento mecánico, tal como girar los engranes de una máquina sumadora.  A estos sistemas pronto se les agregaron dispositivos para alimentar automáticamente un número específico de tarjetas; para sumar, multiplicar y ordenar, y para perforar tarjetas con los resultados.

La familia de aparatos con base en tarjetas perforadas de la máquina de contabilidad electromecánica incluye la perforadora de tarjetas, la verificadora, la reproductora, la perforadora de resumen, la interpretadora, la clasificadora, el cotejador y la máquina de contabilidad.  La mayor parte de los dispositivos del cuarto de máquinas de la década 1940 se “programaba” para realizar una función particular por medio de la inserción de un panel de control precableado.  A un operador del cuarto de máquinas de una instalación con base en tarjetas perforadas correspondía el trabajo desafiante, en términos físicos, de transportar pesadas cajas con tarjetas perforadas y salida impresa, en carretillas de un dispositivo hacia el siguiente.

Para los requerimientos modernos, estas máquinas de tarjetas perforadas eran lentas, generalmente procesaban de 50 a 250 tarjetas por minuto, y cada tarjeta podía almacenar hasta 80 números decimales.  Pero para esas épocas, las tarjetas perforadas fueron un avance enorme porque proveían un medio de entrada, de salida y de almacenamiento a gran escala.  Por más de 50 años se emplearon estas máquinas para el proceso pesado en los grandes negocios del mundo y para el trabajo de cálculo que requería la ciencia.

MARK I

En 1930 las técnicas empleadas en las máquinas de tarjeta perforada estaban tan bien dominadas y confiables, que Howard Hathaway Aiken, en colaboración con ingenieros de IBM, se dedicaron a la labor de la construcción de una gran computadora digital automática, utilizando partes electromecánicas IBM.  Esta máquina, llamada Mark I, manejaba números de 23 dígitos decimales y podía efectuar las cuatro operaciones aritméticas; además tenía programas internos especiales, o subrutinas, que podían manejar logaritmos y funciones trigonométricas.  La Mark I se controlaba con una cinta perforada, de tal manera que sus instrucciones no podían tener “transferencia de control”  automática.  La salida era en tarjetas perforadas o en impresor eléctrico.  Esta máquina requería de 3 a 5 segundos para una multiplicación, pero era totalmente automática y podía efectuar grandes cálculos sin intervención humana.  La Mark I fue la primera de una serie de computadoras diseñadas y construidas bajo la dirección de Aiken.

EL ABC

En 1939, el doctor John V. Atanasoff, profesor de la Universidad Estatal de Iowa y un estudiante graduado, Clifford E. Berry, ensamblaron un prototipo del ABC, máquina que reducía el tiempo que los estudiantes de física debían pasar realizando cálculos complicados.  En 1942 se terminó un modelo que funcionaba.  Las decisiones de Atanasoff (de usar un medio electrónico con tubos al vacío, el sistema de numeración con base en el 2 y circuitos de memoria y lógica) determinaron la dirección de la computadora moderna.  Irónicamente, el estado de Iowa no pudo patentar el aparato y cuando se estableció comunicación con IBM acerca del ABC, ésta respondió con un dejo de frivolidad que “IBM jamás se interesará en una máquina de computación electrónica”.  En 1973, un tribunal federal otorgó en forma oficial a Atanasoff los créditos de la invención de la computadora digital electrónica automática.

LA ENIAC

La Segunda Guerra Mundial trajo una desesperada necesidad de capacidad de cómputo, especialmente en el área militar.  Eran necesarias nuevas armas para las cuales se requerían tablas con trayectorias y datos que no se tenían.  En 1942, John P. Eckert, John W Mauchly, y sus asociados en la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Pennsylvania, decidieron construir una computadora electrónica de alta velocidad, que pudiera hacer este trabajo.  Esta máquina era conocida como ENIAC, y podía multiplicar dos números de 10 dígitos decimales a una velocidad de 300 productos por segundo, buscando el valor de cada producto en una tabla de multiplicaciones almacenada en su memoria.  La ENIAC era aproximadamente 1000 veces más rápida que la generación anterior de computadoras, utilizaba 18,000 bulbos que ocupaban 167.3 m² de espacio en el piso, y consumía aproximadamente 180,000 watts de energía eléctrica.  Tenía entrada y salida para tarjetas perforadas, el programa de instrucciones ejecutables estaba conectado en unidades separadas de la ENIAC, las cuales se conectaban para formar una ruta a la máquina para el flujo de cálculos.  Estas conexiones tenían que efectuarse cada vez para cada problema diferente.  Esta técnica de alambrar cada programa era inconveniente, por lo que difícilmente se consideraba programable.  Aún así, era muy eficiente para manejar los programas particulares para los que había sido diseñada.  Se dice que ENIAC es reconocida como la primera computadora digital de alta velocidad, y fue utilizada desde 1946 hasta 1955.

VON NEWMANN

En 1945, el matemático John Von Newmann llevó a cabo un estudio teórico que demostraba que una computadora podría tener una estructura física muy sencilla y ser capaz de ejecutar eficientemente cualquier tipo de cálculo, a través de control programado sin necesidad de efectuar cambios al hardware.  Von Newmann contribuyó a un nuevo entendimiento de cómo deberían de organizarse y construirse prácticas computadoras.  Sus ideas son referidas como la “técnica del programa almacenado”, y fueron fundamentales para las futuras generaciones de computadoras digitales de alta velocidad que fueron adoptadas universalmente.

Von Newmann ideó las instrucciones para transferencia condicional de control, las cuales permiten al programa interrumpir una secuencia y reiniciar en cualquier otro punto, y también el almacenar los programas junto con los datos en la misma unidad de memoria, de tal manera que puedan ser modificados cuando se desee.

Como resultado de éstas y otras técnicas, la programación se hizo más rápida, flexible y eficiente.

LA COMPUTADORA UNIVAC I

Se considera que la primera generación de computadoras (1951-1959), que se caracterizó por el uso de tubo al vacío, empezó con la introducción de la primera computadora digital electrónica comercialmente viable.  La Universal Automatic Computer (UNIVAC I), desarrollada por Mauchly y Eckert para la Remington-Rand Corporation, se instaló en la oficina de censos de Estados Unidos en 1951.  Más tarde en el mismo año, CBS News expuso la UNIVAC I a nivel nacional cuando pronosticó de manera correcta la victoria de Dwight Eisenhower sobre Adlai Stevenson en las elecciones presidenciales con sólo 5% de los votos contados.

LA IBM 650

Hasta que la UNIVAC I tuvo éxito IBM se comprometió a desarrollar y vender computadoras.  La primera participación de IBM  en el mercado de las computadoras comerciales fue con la IBM 701, en 1953.  Sin embargo, la IBM 650 que se lanzó al mercado en 1954, es tal vez la razón por la que IBM disfruta de una participación tan amplia en el mercado actual de las computadoras.  IBM estimó vender 50 computadoras, una cifra mayor que el número total de computadoras instaladas en todo el país en esa época, pero en realidad instaló 1000 computadoras.  El resto es historia.

LA HONEYWELL 400

La invención del transistor señaló el inicio de la segunda generación de computadoras (1959-1964).  Las computadoras transistorizadas eran más potentes y confiables, menos costosas y más fáciles de operar que sus predecesoras, cuya base eran tubos al vacío.  Honeywell se estableció como uno de los principales fabricantes de la segunda generación de computadoras.

MINICOMPUTADORAS

Durante la década de 1950 y principios de la siguiente, sólo las compañías más grandes podían pagar las macrocomputadoras, cuyos precios ascendían a miles y decenas de miles de dólares.  En 1963, Digital Equipment Corporation lanzó la PDP-8, la cual se considera la primera minicomputadora con base en transistores que tuvo éxito, con un precio de sólo $ 18,000 dólares.  Fue un éxito inmediato que confirmó la tremenda demanda de computadoras pequeñas para aplicaciones empresariales y científicas.  Para 1971, más de 25 empresas estaban fabricando minicomputadoras.

IBM 360 Y LA TERCERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS

La tercera generación se caracterizó por computadoras construidas con base en circuitos integrados.  De éstas, algunos historiadores consideran la línea de computadoras 360 de IBM, que se lanzó al mercado en 1964, como la innovación más importante de la historia de las computadoras.  La System 360 fue concebida como una familia de computadoras con compatibilidad escalable; es decir, cuando una compañía excedía la capacidad de un modelo podía pasar al siguiente sin preocuparse por traducir sus datos.  Las líneas de computadoras construidas con base en circuitos integrados hicieron que todas las computadoras anteriores se tornaran obsoletas, pero las ventajas eran tan amplias que la mayoría de los usuarios deducía los costos de la conversión como el precio del progreso.

LA PC DE IBM

La aceptación entusiasta de la Altair 8800 en 1975 y el éxito de Apple Computer con su Apple II terminó por convencer a IBM de que existía un mercado para las microcomputadoras.  IBM respondió lanzando su IBM Personal Computer o PC en 1981.  Para finales de 1982, se habían vendido 835,000 computadoras.  Cuando los vendedores de software empezaron a enfocar sus productos a la PC de IBM, muchas compañías empezaron a ofrecer compatibles o clones para la PC de IBM.  En la actualidad, la PC de IBM y sus clones se han convertido en un poderoso estándar representativo de la industria de las microcomputadoras.

BIBLIOGRAFIA

[VIS98]          Villareal Sonia, Introducción a la Computación, Editorial Mc. Graw Hill, México, 1998.

[BUE86]         Bueno Sánchez, Eramís, Introducción a la Computación, Editorial Pueblo y Educación, Ciudad de La Habana, 1986.