Historia de la computación y de las máquinas de calcular (Presentación PowerPoint)
2 • Esta presentación no pretende ser exhaustiva sino
que es necesariamente incompleta. • Es muy grande la
cantidad de datos y citas históricas que abarca este tema,
por lo que se ha optado por presentar solo lo que se considera
como mas relevante y en forma resumida. • Se pretende
destacar hitos importantes en los sistemas de cálculo y
computación. • Las explicaciones no son profundas y
solo se justifican ciertos detalles en algunos temas, debido a
que este trabajo está dirigido a “no
especialistas”. Historia de la Computación
3 Sin ser demasiado rigurosos, se puede comenzar la historia
citando al “Abaco”, que se supone fue inventado en
Asia (posiblemente en China) hace aproximadamente unos 4000
años. Se difundió en Japón, Rusia, Roma y en
occidente en la edad media. Actualmente sigue en uso en algunos
lugares del Asia. Historia de la Computación Ábaco
Chino El marco y las cuentas son de madera.
4 Ábacos antiguos Ábaco Romano hecho en bronce
Ábaco muy antiguo, de cerámica Historia de la
Computación
5 Ábaco Ruso Ábacos modernos Ábaco
Japonés actual Historia de la Computación
Se 6 • Con el invento de los logaritmos naturales en 1614
por el matemático escocés Juan Neper (o Napier)
(1550-1617) y de los logaritmos decimales por su alumno J. Briggs
en 1624, nació la matemática aplicada. • Una
inmediata aplicación de las propiedades de los logaritmos
fué, la adición y resta de regletas para efectuar
productos y cocientes. llamaron “Napier’s
Bones” y se basaron en la tabla de logaritmos recién
publicada. Historia de la Computación Foto original
Regletas modernas
7 • Es bueno aclarar que se pueden sumar dos números,
disponiendo de dos reglas normales y comunes ( las llamaremos A y
B) donde los números están igualmente espaciados.
Para ello se hace coincidir el “0” de la regla B con
el primer sumando en la regla A. Se busca luego en la B el
segundo sumando y en coincidencia, con la regla A se puede leer
el resultado de la suma. A B • Las reglas de cálculo
tienen escalas que muestran los números espaciados de
acuerdo a sus logaritmos. Al proceder de la misma forma anterior,
se están sumando los logaritmos de los números, de
manera que el resultado es la suma de los logaritmos de los
mismos. • Como el log (a . b ) = log a + log b ,(el log del
producto de dos números es igual a la suma de los log de
los factores), sumando longitudes de reglas con escalas
logarítmicas se obtiene fácilmente el producto de
los dos números dados. Historia de la
Computación
8 • Con el principio logarítmico, Oughtred alrededor
de 1621, diseñó y construyó la que se
llamó “Regla de Cálculos”. • Si
bien la primera regla de cálculos era rudimentaria,
permitía efectuar productos y cocientes. • Mas
adelante se le agregaron escalas, que facilitaron la
elevación al cuadrado y al cubo. • La imagen que se
muestra, es una Regla de Cálculos muy moderna, de 15 cm de
largo, de doble faz y de gran calidad, que permite realizar,
además de los cálculos señalados, la
búsqueda de valores para funciones trigonométricas
directas e inversas, funciones exponenciales de la forma xy ,
relaciones diámetro-circunferencia, logaritmos decimales y
naturales y valores recíprocos de un número. •
Es de destacar que la “Regla de Cálculos” fue
un instrumento utilizado como objeto normal absolutamente
confiable, por Ingenieros y técnicos, hasta alrededor de
los años 1975. Historia de la Computación
9 Regla de cálculos moderna, similar a la anterior, pero
de 30 cm, para uso en escritorio. Historia de la
Computación
10 Moderna Regla de Cálculos, similar a la anterior pero
de 30 cm para escritorio. Historia de la Computación
11 • En 1642, el joven francés Blas Pascal
(1623-1662) a la edad de 19 años, inventó una
máquina sumadora con ruedas dentadas, que puede
considerarse la primera máquina digital. • Aunque muy
complicada y muy costosa para la tecnología de esa
época, construyó varios ejemplares de la que se
llamó : Pascalina. • Se destaca que la Pascalina solo
permitía hacer sumas • Se muestran fotos de
Pascalinas de 6 y de 8 dígitos. Historia de la
Computación
12 • En 1694 el matemático alemán G. Leibniz
(1646-1716), perfeccionó la máquina de Pascal,
siendo el cambio fundamental, que la suya también
permitía multiplicar y dividir mediante sumas y restas
sucesivas. • Pese a que la Máquina de Leibniz
utilizaba numeración decimal, se considera que fue
él quien abogó por el uso de la numeración
binaria (sistema utilizado hoy en forma exclusiva por la
totalidad de las máquinas de cálculo y
computadoras. Historia de la Computación
13 • En 1779 fue diseñada y construida por Mattieu
Hahn, una máquina de calcular que se cree, fue la primera
capaz de realizar las cuatro operaciones aritméticas en
forma directa. Historia de la Computación
14 • En 1820, Inspirada en los trabajos de Leibniz y de
Hahn, un tal Thomas construyó una máquina
mecánica que permitía realizar las cuatro
operaciones. • Desde entonces empezaron a producirse en
serie y se difundieron por todo el mundo con una gran cantidad de
variantes • León Bollee en 1887, construyó una
máquina diseñada solo para multiplicar en forma
directa, es decir sin recurrir a la repetición de
adiciones Historia de la Computación
15 • En 1823, el matemático ingles Charles Babbage
(1791 – 1871), inició un proyecto que tenía
como objetivo construir una máquina que calculara e
imprimiera tablas matemáticas. La llamó
Máquina Diferencial • Ideó un mecanismo que
debía realizar sumas y restas, luego de introducir datos
iniciales y finalmente daría los resultados impresos.
• Por ineficiencias y defectos de la tecnología de
esa época, no alcanzó a construir esa
máquina. Abandonó el proyecto en 1842. Historia de
la Computación
16 Hace pocos años (1991) la Máquina Diferencial de
Babbage fue construida de acuerdo con los planos originales y
funcionó sin inconvenientes. La foto muestra una parte del
mecanismo utilizado. Historia de la Computación
17 • El mismo Babbage en 1834, concibió la llamada
Máquina Analítica para que no solo hiciera tablas,
como la anterior, sino que además efectuara cualquier
clase de cálculo matemático. • En Francia
(1801), Joseph-Marie Jacquard (1753 – 1834), inventó un
sistema basado en plantillas metálicas perforadas, que
permitió hacer que un telar convencional para la
época, tejiera telas con diseños diferentes en cada
caso, con solo cambiar la plantilla perforada. • La condesa
inglesa Ada Augusta Byron ó Ada Lovelace (1815-1851),
matemática, sugirió en 1843 la idea de que las
plantillas perforadas permitirían que la máquina de
Babbage “repitiera” ciertas operaciones. Por esto se
considera que ella fue la primera programadora. Colaboró
asimismo con él en todos los planteos teóricos.
• Babbage, adoptó para la entrada de su
máquina, las plantillas perforadas de los telares de
Jacquard. Luego un procesador aritmético que calculaba
números, una unidad de control que determinaba la tarea a
realizar, una memoria interna y finalmente un mecanismo de
salida. Historia de la Computación
18 • Un diseño absolutamente funcional fue presentado
en aquellos años, pero por iguales razones
tecnológicas que en el caso de la máquina
diferencial, la construcción de la Máquina
Analítica fue abandonada. • Se considera que
conceptualmente, la Máquina Analítica de Babbage
fue la primera computadora programable del mundo. El mecanismo de
salida, era realmente una impresora moderna. Algunos piensan que
Babbage es el padre de la computación y de las impresoras
actuales. • Construidas con la tecnología moderna,
funcionaron en forma satisfactoria tanto la Máquina
Analítica como la Impresora. • A partir del invento
de las plantillas de Jacquard, se generaron aplicaciones basadas
en cartulinas con perforaciones y se hicieron pianos
automáticos (pianolas), muñecos y diversos juguetes
mecánicos. Historia de la Computación
19 • En 1893, el ingeniero español Torres Quevedo,
intentó hacer una adaptación eléctrica de la
máquina analítica de Babbage, pero solo
alcanzó a probar las posibilidades teóricas de la
idea. • Entre los años 1890 y 1940 hubo varios e
ingeniosos modelos comerciales de máquinas de calcular
mecánicas, como las que se muestran. Historia de la
Computación
20 Máquina mecánica manual marca Facyt –
permitía hacer las cuatro operaciones. (el autor la
utilizó entre 1955 y 1961). Hubo también varios
modelos de máquinas accionadas eléctricamente con
un pequeño motor. (una muy empleada fue la llamada
“Divisumma” de Olivetti.) Historia de la
Computación
21 • Entre 1879 y 1889, el estadístico estadounidense
Herman Hollerit (1860–1929), ideó una máquina
tabuladora eléctrica, basada en tarjetas perforadas, que
se usó en un censo en Estados Unidos en 1890. • En
aquella época los censos de población demandaban
muchos años; entonces Hollerit creó un sistema que
permitía responder con un “SI” o un
“NO” de manera rápida. Esto haría mas
fácil el proceso del censo. • Las “punched
card”, eran tarjetas que tenían ciertas
perforaciones en posiciones determinadas y de acuerdo a estas se
contestaban las preguntas. • La máquina tabuladora
eléctrica de Hollerit, patentada en 1889, es la madre de
las modernas máquinas de tratamiento de datos Historia de
la Computación
22 Máquina tabuladora de Hollerit Tarjeta perforada y
operadoras Historia de la Computación
23 • Hollerit fundó la “Tabulating Machine
Company”, que impulsó la tecnología de las
máquinas tabuladoras, • En 1919 esta empresa
fabricó una “máquina impresora y
listadora” a partir de las tarjetas perforadas. Tuvo un
gran éxito comercial a punto tal que absorvió a
otras empresas y cambió su nombre por de
“Internacional Bussines Machines ( IBM )” Historia de
la Computación
24 • Se crearon en forma sucesiva toda una familia de
máquinas de contabilidad electromecánicas:
perforadoras, verificadoras, reproductoras, clasificadoras,
calculadoras e impresoras, todas ellas basadas en las tarjetas
perforadas, que se convirtieron en un “standard”.
• Grandes reparticiones estatales y privadas, tenían
departamentos de contabilidad cuyo funcionamiento estaba basado
en esta tecnología, que se mantuvo en funcionamiento hasta
mediados de la década de los años 60 del siglo
pasado. • Si bien estas máquinas no eran propiamente
“máquinas de cálculo” ni
“computadoras”, contribuyeron al desarrollo de la
tecnología de la “computación” en forma
destacable. Historia de la Computación
25 Máquina perforadora IBM con teclado Historia de la
Computación
26 • Tarjeta de cartón perforada, utilizada en las
máquinas electromecánicas “clasificadoras de
tarjetas”, en uso en los años 1950 / 1970. Debe
observarse el corte en el ángulo superior izquierdo que no
le permitían desordenarse cuando estaban en conjunto.
• Con estas tarjetas se podían almacenar datos en
forma masiva, que después se grabarían en
“cintas magnéticas”. • Fueron usadas en
nuestro país, también para apuestas en juegos
masivos como el ”PRODE” (pronósticos
deportivos). Historia de la Computación
27 • Entre 1925 y 1930, el estadounidense Vannevar Bush
(1890-1974) creó una máquina analógica a la
que le llamó “Analizador Diferencial” y que
permitía solucionar ecuaciones diferenciales. Esta era
parcialmente electrónica y se la considera como la
culminación de las máquinas analógicas
(creyó que no había futuro para las máquinas
de calcular mecánicas). • Los anteriores dispositivos
mecánicos utilizados como elementos de cálculo,
utilizaban necesariamente numeración decimal. Conjuntos de
engranajes con ruedas dentadas de diez ó de cien dientes,
levas, ejes, electroimanes tragantes, etc. y eventualmente,
pequeños motores eléctricos para impulsar al
sistema. • En reemplazo de la numeración decimal
anterior, la “numeración binaria” que fue
desarrollada por Leibnitz alrededor de 1690, permitió
expresar cualquier número como una combinación de
ceros y unos (“0” y “1”) que son por
supuesto, dos elementos claramente diferentes. • El
“Algebra de Boole”, definida también entre
elementos de dos estados claramente diferenciados, había
sido enunciada entre 1847 y 1854, por el matemático
inglés George Boole (1815-1864) como una
“lógica simbólica formal ”. Historia de
la Computación
28 • Claude E. Shannon (1916-2001), ingeniero electricista y
matemático, presentó en 1937 su tesis de
maestría en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT) sobre la aplicación del álgebra
boolena al análisis y síntesis de sistemas de
conmutación. • Desarrolló así una
“aritmética” basada en elementos de dos
estados o elementos binarios, que fue calificada, años mas
tarde, como “una de las mas importantes contribuciones a la
computación”. • El elemento binario que primero
se utilizó fue el “rele” que consiste en una
bobina eléctrica con núcleo de hierro, tal que al
ser energizada, atrae magnéticamente a una armadura, que
cierra o abre un juego de contactos. Estos se comportan
así, como “llaves” ó
“interruptores” accionados eléctricamente.
• Los dos estados diferentes “cerrado” y
“abierto” correspondientes a la exitación
eléctrica ó no de la bobina, fueron aprovechados
para elaborar “circuitos sumadores” que con cierto
ingenio, se ampliaron a “restadores”,
“multiplicadores” y “divisores”. •
Se señala que los “conectivos lógicos”
que se emplearon fueron solo tres: conjunción
lógica ó compuerta “Y”;
disyunción lógica ó compuerta
“O” é inversión. Esto se verá
mas claramente en el tema: “Lógica
Matemática”. Historia de la Computación
29 •El ingeniero alemán Konrad Zuse (1910–1995)
intentó entre1936 y 1939 construir una “computadora
electromecánica binaria programable”. La
llamó “Z1” y solo realizó un prototipo,
que no alcanzó a funcionar por dificultades
mecánicas. • Pero en 1940 Zuse construyó la
“Z2”, que sí funcionó y al año
siguiente, 1941, terminó la “Z3” que se
accionaba con un programa de control. •Todas trabajaban con
relés electromecánicos y con lógica y
numeración binaria. Se considera que estas fueron las
primeras computadoras programables del mundo. Lamentablemente
fueron destruidas durante la segunda guerra mundial en 1944.
Historia de la Computación
30 • A partir de 1933, el profesor de física John
Vincent Atanasoff (1903-1995) en EEUU, concibió
también la idea de utilizar numeración binaria para
diseñar una computadora digital. • Desde 1937 y hasta
1942, trabajando con el ingeniero Clifford Berry en la
Universidad del Estado de Iowa, lograron construir el prototipo
de la “ABC” (Atanasoff- Berry-Computer). • La
ABC fue diseñada especialmente para resolver sistemas
lineales de “n” ecuaciones con “n”
incógnitas. • También utilizaba
aritmética binaria, con componentes
electromecánicos. Historia de la Computación
31 Atanasoff–Berry–Computer – ABC Prototipo
año 1942 • La “ABC”, no tuvo buenos
resultados y se duda de que estuviera alguna vez completamente
operativa. Sus inventores no la patentaron. Historia de la
Computación
32 •Entre los años 1938 y 1944, el profesor Howard H.
Aiken (1900-1973) de la Universidad de Harvard, construyó
con la colaboración de IBM, una enorme máquina
computadora electromecánica, basada en la máquina
analítica de Babbage. • Sus medidas eran
impresionantes: 15,5 m de largo; 2,40 m de altura y 60 cm de
ancho, con un peso de 5 toneladas; era accionada por dos potentes
motores eléctricos de 5 HP. Tenía unas 750 000
piezas móviles y las interconexiones demandaron alrededor
de 800 km de cables. • La programación se efectuaba
mediante cinta de papel perforado y entregaba los resultados
mediante tarjetas de cartón. • Operaba con
números de hasta 23 cifras y podía hacer sumas y
restas en 0,3 segundos, multiplicaciones en 6 s y divisiones en
unos 12 s. También era capaz de calcular logaritmos y
funciones trigonométricas en alrededor de 60 segundos.
Necesitaba muy poco tiempo en reparaciones ya que se estimaban
unos 20 minutos cada 10 días seguidos de marcha. Historia
de la Computación
33 Fotografías de la Computadora Electromecánica
MARK I 1944 . Historia de la Computación
34 Máquina electromecánica “Colossus”,
para descifrar códigos criptográficos. Gran
Bretaña – durante la 2º guerra mundial
(l939-l945) Historia de la Computación
35 • Conviene señalar ahora que luego del relé
electromecánico. el segundo elemento binario o de dos
estados, utilizado en computación fué la
“válvula termoiónica”;
“válvula de vacío”;
“válvula electrónica” ó
simplemente “válvula”, componente que ya se
utilizaba (1913) desde el comienzo de la electrónica en
las comunicaciones por “radio” y en la incipiente
“televisión”. Pero en esas aplicaciones eran
usadas en forma “analógica”. Se
encontró que las válvulas permitían ser
empleadas también como elemento de dos estados, ó
en forma “digital” ya que podían conducir una
corriente eléctrica o no, según el potencial de un
electrodo de control. Su comportamiento era así
absolutamente similar a una “llave” ó
“interruptor”, con la gran ventaja de que su
fucionamiento era puramente electrónico (sin partes
móviles). • Se adaptó así a estos
dispositivos toda la “lógica y aritmética
booleana”, ganándose en velocidad de
operación en forma significativa. • La
adopción de la válvula marcó una
“nueva” etapa en la historia de la
computación. Historia de la Computación
36 •La primera computadora digital electrónica fue
construida en la Universidad de Pensilvania (EEUU) y presentada
en funciones el 15 de febrero de 1946. • Su nombre
“ENIAC” era el acrónimo del inglés
Electronic Numerical Integrator And Computer (computador e
integrador numérico electrónico). • Sus
creadores fueron los ingenieros John P. Eckert (1915-1995) y John
W.Mauchly (1907-1980), secundados por seis mujeres
matemáticas que se ocuparon principalmente de la
programación (el autor no pudo detectar sus nombres).
• Esta máquina era exclusivamente electrónica
y estaba compuesta por unas 17468 válvulas de
vacío, distribuidas en 40 paneles de 2,40 m por 0,60 m.
Tenía un consumo eléctrico del orden de 200 kw.
• La ENIAC podía efectuar 5 000 sumas o 360
multiplicaciones en 1 segundo. Historia de la
Computación
37 • Las medidas de la ENIAC eran de 30 m de largo, 2,40 m
de altura y 0,60 m de ancho y su peso del orden de las 27
toneladas. Ocupaba 167 m2 . • Fue utilizada para resolver
problemas de balística por el ejército de EEUU.
• Finalmente se desactivó en octubre de 1955.
Historia de la Computación
38 Fotografías de la ENIAC, primera computadora digital
electrónica 1946 Historia de la Computación
39 • Poco tiempo antes de terminarse la construcción
de la ENIAC, los doctores Eckert y Mauchly se aliaron con el
brillante matemático John Von Neumann y en el laboratorio
de balística de la Universidad de Pensilvania comenzaron
el desarrollo de la computadora que se llamó EDVAC
(Electronic Discrete Variable Automatic Computer –
Calculadora Discreta Electrónica Automática y
Variable). • La idea fundamental de Von Neumann fue que el
programa que manejara la máquina, estuviese almacenado en
la propia memoria interna y leído a velocidad
electrónica, a diferencia de la ENIAC que exigía
una larga programación externa. • Además la
EDVAC resolvía muchos inconvenientes que presentaba la
ENIAC, por ejemplo utilizó numeración y
aritmética binaria, en lugar de la numeración
decimal de su antecesora. • Utilizó 6 000
válvulas y 12 000 diodos sólidos. Ocupaba 45,5 m2 y
pesaba 7 850 kg . • Fué terminada en agosto de 1949 y
luego de algunas modificaciones, operó con éxito
hasta 1961. Historia de la Computación
40 EDVAC – 1947 / 1949 El diseño conceptual de
“programa almacenado”, es considerado un éxito
en la historia de la informática y se destaca que todas
las computadoras que le siguieron, incluyendo a las actuales,
funcionan con este principio. Durante su vida útil, la
EDVAC recibió varias actualizaciones. Historia de la
Computación