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DEL ÁBACO AL MICROORDENADOR*
El ser humano siempre ha necesitado instrumentos para realizar cálculos y procesar información. La complejidad de éstos se ha ido acrecentando en el transcurso del tiempo, conforme iban surgiendo nuevas necesidades, y ha estado subordinada a los progresos de la tecnología, En cuanto al cálculo, primero surgieron los instrumentos aritméticos (el ábaco es el ejemplo más notable), de los que, por evolución, provienen las calculadoras. El origen del procesamiento automático de la información, es decir, de la informática, se remonta a 1886 con la tabuladora de Hollerith, el cual fundó una empresa que más tarde sería IBM. Las necesidades de cálculo y de procesamiento de inform ación fueron finalmente satisfechas por una sola máquina; el ordenador. Aunque el primer diseño data de 1832 (la m áquina analítica de Babbage), el primer ordenador (electromecánico) que funcionó fue el Z3 de Zuse (1941) y el primero electrónico, el e n i a c de Eckert y Mauchly (1945). Las generaciones segunda, tercera y cuarta de ordenadores electrónicos surgieron al sustituir los tubos de vacío por transistores (1958), circuitos integrados (1964) y microprocesadores (1974), respectivamente.
Instrumentos aritméticos y calculadoras
Resulta difícil fijar un punto de inicio para una síntesis histórica de la informática, por cuanto son muchos los trabajos y descubrimientos que, a corto o largo plazo, trajeron como consecuencia la construcción de la primera m áquina que mereció llamarse ordenador.
Un hecho importante a destacar es que, desde tiempo inmemorial, el ser hum ano se ha valido de elementos externos a su cerebro para realizar cálculos y para almacenar y procesar información. El hombre primitivo usaba piedrecillas para representar números y para realizar sumas sencillas. Por evolución apareció el ábaco, inventado y reinventado por culturas distantes en el tiempo y en espacio, como los sumerios y los aztecas.
Antes de llegar a las calculadoras surgieron otros instrumentos aritméticos. Cabe destacar dos en los que el matemático escocés John Neper (1550-1617) tuvo un papel destacado. Neper es conocido por la invención de los logaritmos (1614), los cuales dieron origen a la regla de cálculo, cuya paternidad es tem a de controversias; no obstante, el primero en usar una regla de cálculo muy primitiva fue el sacerdote inglés Wiiliam Oughtred (1621). En 1617 Neper dio a conocer un instrumento sencillo e ingenioso para realizar multiplicaciones, a base de sumas, llamado rodillos de Neper, aunque la idea tenia ya varios siglos de existencia (hay libros árabes que lo confirman), la form a práctica que le dio Neper tuvo repercusión en las primeras calculadoras multiplicadores anteriores a la de Leibniz.
La necesidad de calcular sin errores motivó la invención de la calculadora. Una calculadora mecánica es, en esencia, una especie de ábaco, pero con ruedas dentadas en lugar de varillas y fichas, y dotado de un mecanismo para el transporte de las unidades que se lleven, de una posición digital a la siguiente más significativa.
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* Artículo publicado por P. Ttaíguchi en la revista DATAMATION ti® 31, enero de 1988, y reproducido con permiso de Haymarket, S.A. Para más información consúltese la obra del mismo autor La Historia de los Ordenadores, Ed, Edunsa.
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H asta hace pocas décadas se creía que el filósofo francés Biaise Pascal (1623-1662) había sido el inventor de la calculadora. Pascal construyó su machina arithmetica (una sum adora- restadora, m ás tarde llam ada pascalina) a la edad de 19 años p ara que su padre, recaudador de im puestos, tuviese tiem po libre para jugar con él a la paume (una especie de com binación de tenis y pelo ta vasca).
Leonardo da Vinci (1452-1519) diseñó una sum adora que fue reconstru ida en 1967 p artien do de uno de sus códices. Por o tra parte, en 1935 el h is to riador Franz H am m er, revisando la correspondencia del astrónom o Kepler, descubrió que el alem án W ilhem Scbickard (1592- 1635) había inventado una calculadora que era una com binación de los rodillos de N eper con una sum adora-restadora sim ilar a la de Pascal. O bviam ente, esta calculadora no sólo era superior a la pascalina, sino anterior, ya que fue constru ida precisam ente el año en que nació Pascal: 1623.
El prim ero en constru ir una calculadora (1671) que m ultip licaba y dividía por sum as y restas reiteradas, fue el filósofo y m atem ático alem án G ottfried Leibniz (1646-1716), inventor del cálculo infinitesim al ju n to con N ew ton, aunque independientem ente de él. D enom inada calculadora universal, su elem ento característico es un tam bor cilindrico con nueve dientes de longitud variable, llam ado rueda escalonada, que se encuentra presente en prácticam ente todas las calculadoras m ecánicas posteriores, incluso las del siglo x x .
Las poco eficientes técnicas de ingeniería de producción de la época im pidieron que el invento de Leibniz se fabricara m asivam ente. Se llegaron a constru ir más de 1.500 m odelos diferentes « tipo Leibniz», pero hubo que esperar hasta 1820 (m ás de un siglo después de la m uerte de Leibniz), año en que el alsaciano Charles Thomas, director de una com pañía de seguros, diseñó un m odelo capaz de ser constru ido a escala industrial y a ba jo coste.
En Í872 el norteam ericano Frank Baldwin construyó u n a calculadora a la que años más tarde le añadió la denom inada rueda Odhner. E sta calculadora es la an tecesora de la clásica calculadora de sobrem esa, con m anecilla lateral, universalm ente extendida a p a rtir de 1910 y que todavía se encuentra en «rastros», siendo Brunsviga y M onroe las m arcas más conocidas. De este tipo de calculadora deriva la popu la r caja registradora, inventada por Jam es Ritty en 1879 y com ercializada bajo la m arca N ational, y una sum adora provista de im presora inventada por W illiam Burroughs en 1884, fund ad o r de la em presa que llevó su apellido.
En 1878 el periodista y escritor gallego, afincado en EE.UU., R am ón Verea G arcía (1833- 1899) paten tó en Nueva York una calculadora por la que se le o torgó la m edalla de o ro de la Exposición de M atanzas (Cuba). Entrevistado por un periodista del New York H erald, Verea aseguró que «no había hecho la m áquina ni para em plearla ni para vender su patente, sino sim plem ente para dem ostrar que era posible que un español pudiera inventar tan bien com o un am ericano». A pa rtir de entonces Verea se dedicó de lleno al periodism o; com batió la política de colonialism o de EE.UU., p o r lo que tuvo que exiliarse, prim ero a G uatem ala y después a la A rgentina, donde finalm ente m urió en 1899.
El cálculo matemático
U na calculadora no es un dispositivo autom ático , esto es, requiere la constante acción de un operador, lo cual constituye un serio obstáculo para la velocidad y la fiabilidad de los resultados. continúa en página 102
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viene de página 86En 1812 el matemático inglés charles Babbage (1792-1871), habiendo constatado que las
tablas de logaritmos, trigonométricas, etc. de la época estaban plagadas de errores porque habían sido calculadas a mano, concibe su máquina de diferencias, un instrum ento mecánico para calcular e imprimir tablas de funciones. En realidad se trataba de una m áquina que calculaba el valor numérico de una función polinómica sobre una progresión aritmética, pues las funciones se pueden aproximar por polinomios.
Tras una sene de fracasos, en 1832 Babbage se embarcó en un proyecto mucho más am bicioso: la máquina analítica. Se trataba de un ordenador mecánico de propósito generaI (las calculadoras y la máquina de diferencias son de propósito particular) preparado para realizar cualquier tipo de cálculo mediante un programa adecuado. Sus elementos esenciales habían de ser: una memoria para 1.000 números de 50 cifras, una unidad aritmético-lógica para los cálculos, una unidad de control para que las operaciones se realizasen en el orden correcto, lectoras de fichas perforadas (que ya se usaban en los telares desde hacía un siglo) para la entrada de datos y programas, y una impresora para la salida de resultados.
Una amiga y colaboradora de Babbage, lady Ada Augusta Byron, condesa de Lovelace, publicó una serie de programas para resolver ecuaciones trascendentes e integrales definidas con la máquina analítica. En dichos programas se hacía uso de bifurcaciones, hacia adelante y hacia atrás, y de bucles: Ada fue sin duda la primera programadora de la historia; por ello, la Nasa puso su nombre ai lenguaje de programación que desarrolló.
Es sorprendente que hace más de un siglo y medio a alguien se le ocurriera diseñar un ordenador. Aunque esta máquina teóricamente funcionaba, nunca llegó a hacerlo debido a que no fue posible construir sus piezas con la precisión requerida. Babbage fue un hombre polifacético, prolífico en cuanto a la publicación de trabajos e inventos, e inmensamente rico. Sin embargo, tenía una manía persecutoria contra los organilleros; cuando murió los diarios londinenses, al hacerse eco de la noticia, resaltaron precisamente este detalle. Como suele ocurrir con los hombres adelantados a su tiempo, el reconocimiento de la obra de Babbage llegó con los primeros logros de sus sucesores; entre ellos destaca con luz propia el santande- rino Leonardo Torres Quevedo (1852-1936).
Ingeniero de caminos de profesión, Torres Quevedo tuvo renombre universal gracias a sus inventos. Construyó transbordadores (uno en las cataratas del Niágara), un aparato teledirigido por ondas de radio, un globo dirigido semirrígido usado por franceses e ingleses durante la Primera Guerra Mundial y un sinfín de calculadoras para cálculo científico. De éstas destacan sus aritmómetros (1920) en los que introdujo la aritmética de coma flotante; eran máquinas de cálculo matemático, a base de relés, y dotadas de memoria, que se gobernaban a distancia mediante una m áquina de escribir con contactos en las teclas, la cual servía para entrar operandos y operaciones, y también para escribir los resultados. Asimismo, realizó estudios sobre los que hoy llamamos robots y sus aplicaciones en la industria, por lo cual no sólo es considerado un precursor de la informática sino también de la cibernética; como ejemplo práctico construyó su ajedrecista, un autóm ata capaz de dar mate de rey y torre contra rey y que reaccionaba ante las jugadas antirreglamentarias del contrario.
En los años 20 Torres Quevedo tuvo en sus manos la posibilidad de dar a España la prim acía en la construcción de un ordenador. Si no lo hizo fue porque en aquella época no hacía falta y por eso dedicó sus esfuerzos a otras invenciones que él consideró más útiles y necesarias. La necesidad de un ordenador surgió con la Segunda Guerra Mundial, por lo que en
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viene de página 102el transcurso de ésta se construyeron los primeros ordenadores, tom ando como base la obra de Torres Quevedo y en particular sus estudios sobre las máquinas de Babbage.
El tratamiento automático de la información
Informática significa «tratamiento automático de la información». La primera persona que construyó una máquina capaz de «hacer inform ática» (aunque todavía no era un ordenador) fue el estadístico norteamericano Hermán Hollerith (1860-1929). En 1886, cuando trabajaba para la US Census Bureau, se percató de que el proceso de los datos del censo de 1880 no se acabaría antes de 1890, año en que se debía realizar un nuevo censo.
Para resolver el problema diseñó una tarjeta que se debía perforar con los datos de cada uno de los encuestados. Las fichas se introducían en una lectora que detectaba las perforaciones mediante un baño de mercurio que, al introducirse por los agujeros, provocaba contactos eléctricos. Finalmente, los datos se registraban en una tabuladora. Con ello, Hollerith multiplicó por 100 la velocidad de proceso; 200 ítems por minuto frente a sólo 2 por minuto, cuando se hacía manualmente.
Hollerith fundó su propia empresa, la Tabulating Machine Co. (1896), más tarde convertida en la Computing Thbulating Recording (1911) la cual, tras pasar a manos de Thomas Wat- son, se llamará (1924) International Business Machines (la todopoderosa IBM de nuestros días).
Otra gran empresa, UNISYS, tiene su remoto origen en esta época. Al salir Hollerith de la Census, le sustituyó James Powers, quien fundó (1911) la Powers Accouting Machine Co., la cual pasó a formar parte (1927) de la Remington-Rand Corp. Esta empresa años más tarde construirá los primeros ordenadores UNIVAC.
Hasta 1950, las empresas fundadas por Hollerith y Powers se dedicarán a la fabricación de tabuladoras, las cuales se aplicarán en la gestión de grandes empresas y ministerios. La primera tabuladora llegó a España en 1925 y se instaló en la c t n e . En 1926 se instaló otra en el Ayuntamiento de Barcelona. A finales de los años cincuenta, el parque español de tabuladoras era de unas setenta unidades.
Los primeros ordenadores
Los primeros ordenadores fueron electromecánicos (a base de relés). Aunque George Sti- biz construyó en los Laboratorios Bell una m áquina programable que trabajaba con números complejos; el Complex Calculator (1949), se considera que el primer ordenador fue el Z3 (1941) del alemán Konrad Zuse. Le siguió el Mark I (1944) de Howard Aiken, construido en la Universidad de Harvard c o n la colaboración de i b m . Pesaba 5 toneladas y tenía más de 750.000 piezas y 800 km de cables.
Durante los años 50 Aiken trabajó activamente con investigadores españoles del Instituto de Electricidad y Automática (fundado por Torres Quevedo) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
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La primera generación de ordenadores electrónicos
La sustitución de los relés por tubos de vacio dio origen a los ordenadores electrónicos. El primero fue, sin duda, el e n ia c (Eíectronical Numerical Integrator and Calculator) de los estadounidenses John Eckert y John Mauchly (1945) que se aplicó en el cálculo de trayectorias de proyectiles; acabada la guerra, se utilizó para calcular ir con 2.000 decimales y para hacer los primeros diseños de la bomba H. Tenía 18.000 tubos y pesaba 30 toneladas. Era netamente superior al Mark I: 300 veces más veloz y «sólo» costó 400.000 dólares (el otro había costado 5 millones). Sin embargo, únicamente tenia 20 registros de memoria, de 10 dígitos decimales; estaba, pues, muy lejos de cualquier microordenador personal de nuestros días.
Cierto es que antes del e n ia c h u b o otras máquinas electrónicas; u n pequeño calculador (1940) de 240 tubos del físico norteamericano John Atanosoff, que no era autom ático ni pro- gramable, y varias máquinas británicas para descifrar los mensajes del ejército alemán, por ejemplo el Colossus (1943). La batalla legal por el titulo de «com puter’s inventor» la ganó póstumamente Atanosoff en 1973,
Eckert y Mauchly fundaron su propia empresa, la Electronic Control Co., que en 1950 fue adquirida por la Remington-Rand; allí diseñaron el primer ordenador electrónico de gestión: el u n iv a c I (UNIVersal Automatic Computer), El aparato tuvo un sonado éxito y copó el mercado, que hasta entonces había sido feudo de ib m La reacción de IBM consistió en una serie de ordenadores con unos acabados excelentes (el ib m 705 de 1952, por ejemplo) y una política comercial agresiva acom pañada de una campaña publicitaria que magnificaba sus productos; ello le permitió desbancar al u n iv a c . Desde luego que los de la Remington-Rand también «colaboraron»: se durmieron en sus laureles y, así, el u n iv a c II no salió hasta 1958, cuando ya ib m hacía tiempo que había recuperado su liderato. De poco les había servido una fusión (1955) con la Sperry Giroscope Co. para construir la Sperry Rand Corp.
En 1945, mientras se construía el e n ia c , se incorporó al equipo de Eckert y Mauchly el prestigioso matemático y físico hungaronorteamericano Johannes von Neumann (1903-1957), el cual propuso que los programas se almacenasen en la memoria como si fuesen datos, y no en una memoria especial, como se hacía desde el diseño de Babbage. Ingenuamente, von Neumann se dedicó a publicar informes sobre cómo debía ser su nuevo ordenador, que se iba a llamar EDVa c . Los informes fueron tan precisos que otros se adelantaron y, asi, el primer ordenador de von Neumann (en contraposición a ordenador de Babbage) fue el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), construido por el británico Maurice Wil- kes en la Universidad de Cambridge (1949).
La segunda generación
La segunda generación de ordenadores electrónicos surgió en 1958 con la sustitución de los tubos por transistores. Los primeros ordenadores transistorizados fueron dos pequeños modelos de NCR y r c a . Los primeros de ib m y Sperry Rand fueron el ib m 7070 (1960) y el u n iv a c 1107 (1962), respectivamente. Durante esta época se introdujeron las unidades de cintas y discos magnéticos, y las lectoras de fichas e impresoras de alta velocidad; asimismo,
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aparecieron el C obol (1959), el A lgol (1960) y el Lísp (1962) (el Fortran fue creado en 1954 p o r John Backus p a r a IBM).
El segundo ordenador instalado en E spaña, y prim ero de segunda generación, fue un Uní» vac UCT (1959), con tra tado por la Jun ta de Energía Nuclear. La E ra de la Inform ática llegó realm ente a este país en 1961 con la exhibición en la Feria de M uestras de Barcelona de un IBM 1401 Los prim eros ejem plares se instalaron en 1962 p o r este orden: Sevillana de E lectricidad, G alerías Preciados y M inisterio de H acienda. En 1967 ib m obsequió a la U niversidad C om plutense de M adrid un potente ordenador científico: el IBM 7094
La tercera generación
El elem ento característico de la tercera generación es el circuito integrado, que se incorporó a los o rdenadores a m ediados de los años sesenta. D estaca la fam ilia ibm 360 (1964) y sobre todo la IBM 370 (1970), la gran vedette de esta generación. En cuan to a Sperry R and, in trodu jo su fam osa serie 1100 en 1965.
D urante esta época surgieron la multiplicación y el tiempo compartido. También tuvo lugar la llam ada crisis del software (un elevado coste de los program as en com paración con el precio de los ordenadores); p ara paliarla se sugirieron diversas m etodologías de la program ación, siendo la programación estructurada la que ha tenido m ás éxito (después aparecerían los generadores de programas, com o por ejem plo r p g y Last O n e). Paralelam ente se realizó un in tento de creación de lenguajes universales: el p l/I (1964), por ejem plo, y se estandarizaron los lenguajes m ás utilizados: el Fortran (1966), el A lgol (1968) y el C obol (el C obol , \n s de 1970). También de esta época da tan el Basic (1964) y el Pascal (1971).
En E spaña, du ran te el trienio 1964-1967 las tabu ladoras fueron sustituidas m asivam ente por ordenadores, y prácticam ente desaparecieron al en tra r en los años setenta. En 1970 el parque de ordenadores se d istribuía así; M adrid 50% y Barcelona 34%; el 16% restante estaba en su m ayor parte en m anos de los grandes bancos del norte y algunas cajas de ahorros.
Los microordenadores surgieron a finales de los sesenta, com o elemento de transición entre la tercera generación y l a cuarta , gracias a los circuitos integrados a m edía escala (m s i) Sus destinatarios fueron grandes y m edianas empresas. D isponían de varias term inales y se organizaron en redes, para así responder a la necesidad de descentralización y repartición de la inform ática al nivel de los usuarios. D estaca la fam ilia p d p 11 (1970) de D igital E quipm ent C orp.
La cuarta generación
A unque existen controversias sobre cuál es el elem ento constitutivo de la cuarta generación, m uchos autores opinan que se tra ta del microprocesador, el primero, el 1-4004, fue creado por Intel en 1971. E l p rim er m icroordenador personal fue el A ltair 8800 (1974), de la empresa MiTS. La entonces desconocida em presa M icrosoft tuvo el acierto de constru ir un Basic para él. M irs sobrevivió du ran te un par de años, pero M icrosoft inició un despegue im parable con su Basic M icrosoft; en 1981 daría o tro gran salto hacia adelante al encargarle ibm el sistem a operativo PC-DOS (MS-DOS) para su PC
En 1977 aparecieron el p e t 2001 de C om m odore, el trs-80 de Radio Shack y el A pple II,
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cuyo primer prototipo había sido fabricado en un garaje por dos jóvenes norteamericanos: Steven Jobs y Stephen Wozmak. A partir de 1980 se produce una eclosión de marcas y modelos. Destacan el Sinclair zx 80 (d primer microordenador verdaderamente popular, predecesor del zx 81 y el Spectrum), la familia Amstrad y sobre todo el IBM p c y sus compatibilidades.
La historia de la microinformática empieza en España en 1973 (fíjense en el año) con la invención de un microordenador personal, el Kentelek-8, a cargo de M anuel Puigbó Roca- fort, de la empresa Distesa (Anaya). Tfenía 16 Kb de memoria, entradas y salidas por teletipo (al igual que el Altair 8800), y se programaba en ensamblador, el cual se encontraba en una memoria ROM. Fue exhibido en ia feria Didastec de Valencia. Más éxito tuvieron los modelos fabricados más tarde por e in a (Granollers, Barcelona), diseñados por Jordi Ustrell.
PROGRAMA PARA CALCULAR EL DÍA DE LA SEMANA CORRESPONDIENTE A LA FECHA*
10 REM DIA DE LA SEMANA CORRESPONDIENTE A UNA FECWÍ DADA20 DIM I FOR I ■ I TO 12 1 READ h W * ( t) i NEXT I30 DATA •n # « -o , - f* b r« ro ,m » rx o ,* d s r 11 ,m *yo , Jurt i o , J u l I o40 DATA I *mbr# , o e t u b r * ,r»ov 1 , di c I #mbr«50 FOR I - 1 TO 7 I READ ND*<1> i NEXT I<S0 DATA lu r> # * ,m » i r t» * , in i é i - c o l# * , J u « v * » ,v i# r f > # *70 DATA »4b * d o ,d o m ) n g o00 INPUT * D fa , m«* <ridm»ro> y *f!o <4 c i Tr**> * jD,M,A90 N « H I 6 « ft i I F M<«2 THEN N-N+12 I &=B-1100 N a N -2 i C o INT<R/10Q> I ftS ■ 0 - lOOttC110 D8 <=> D + I N T < 2 . 1 9 9 > + A S + I N T < A 8 / 4 > + J N T < C / 4 > - 2 « C 120 08 » 08 - INT<DS/7) * 7 i IF DS-0 THEN OS-7130 CL8 1 PRINT * E l* > D j* d * * S" d # « |A140 PRINT "eO M 'ta p o n d # * un “ jNM<D8> | * . *
* Extraído de la obra de P, Tàniguchi: BASIC COMPLETO, Ed Edunsa.
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