Historia De Las Máquinas De Calcular

HISTORIA DE LAS MÁQUINAS DE CALCULAR. DEL ÁBACO A LOS DISPOSITIVOS MÓVILES.

1. INTRODUCCIÓN Las computadoras no han nacido en los últimos años, en realidad el hombre siempre buscó tener dispositivos que le ayudaran a efectuar cálculos precisos y rápidos; una breve reseña histórica nos permitirá, comprender cómo llegamos a las computadoras actuales. Los chinos hace más de 3000 años a. C. desarrollaron el Abaco, con éste realizaban cálculos rápidos y complejos. Éste instrumento tenía un marco de madera cables horizontales con bolas agujereadas que corrían de izquierda a derecha, como muestra la figura. En el siglo XVII, el creciente interés, en Europa, por las nuevas ciencias, tales como la astronomía y la navegación, impulsó a las mentes creativas a simplificar los cálculos. Habría costado años a los primeros científicos calcular la vasta cantidad de datos numéricos cuyos patrones estaban intentando descubrir. En 1614, el escocés John Napier anunció su descubrimiento de los logaritmos, permitiendo que los resultados de complicadas multiplicaciones se redujeran a un proceso de simple suma. Muy poco después, en los años 20 del mismo siglo, se inventó la regla de cálculo, basada en los principios matemáticos descubiertos por Napier.

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Pascal en 1642 crea una máquina mecánica de sumar, parecida a los cuenta kilómetros que utilizan en la actualidad los automóviles. Pero ésta tenía algunos problemas con las sumas largas; pero en 1671 Leibnitz le agregó la posibilidad de: restar, sumar, multiplicar y dividir. Su máquina estaba formada Sobre ruedas dentadas, cada una de estas ruedas tenía diez dientes, éstos correspondían a los números de 0 al 9. Siendo el sistema de tal tipo que el paso de 9 a 0 daba lugar a un salto de la rueda. Los conceptos de esta máquina se utilizaron mucho tiempo, pero éstas calculadoras exigían intervención del operador, ya que éste debía escribir cada resultado parcial en una hoja de papel. Esto era sumamente largo y por lo tanto produce a errores en los informes Otra evolución en esta historia fue la que realizó Babbage. Éste diseño y desarrollo la primera computadora de uso general. Fue un genio pero la Época no lo ayudó para poder terminar de construirla. Llamo a su descubrimiento "Máquina de las diferencias". En 1833 concibió una segunda máquina que le Llevó 20 años. Esta era capaz de realizar una suma en segundos y necesitaba un mínimo tiempo de atención del operador. A esta segunda máquina la llamó "Analítica". Leibniz aplicó la lógica y la materializó en su exitosa máquina de calcular. En 1804, Joseph Jacquard empezó a utilizar un telar que se servía de tarjetas perforadas para controlar la creación de complejos diseños textiles, (La misma técnica se utilizaría posteriormente en pianolas y organillos, que empleaban" Tarjetas perforadas para copiar música de piano, tanto clásica como popular. La primera operación de procesamiento de datos fue Lograda en 1890 por Hernán Hollerith. Éste desarrolló un sistema mecánico para calcular y agrupar datos de censos. El nuevo sistema se basaba en tarjetas perforadas. Lo utilizaron en el censo de población en Estados Unidos en donde se logró por primera vez, que los resultados fueran conocidos a los dos años y medio, mientras que el censo anterior se tardó siete años para conocer estos datos.

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La primera mujer programadora fue Ada augusta Byron (1815 - 1852) se interesó por los descubrimientos de Babbage a quién ayudó en los estudios de esta gran filosofía. En 1930, el norteamericano Vannevar Bush diseñó en el MIT (Massachusetts Institute of Technology) el analizador diferencial, marcando el inicio de nuestra era de computadoras; el "analizador" era una máquina electrónica que media grados de cambio en un modelo. La máquina ocupaba la mayor parte de una gran sala, Para analizar un nuevo problema, un grupo de ingenieros debía cambiar las proporciones, y só1o aparecían, tras dos o tres días, con las manos cubiertas de aceite. Aun la capacidad de la máquina para. Resolver complicados cálculos sobrepasaba cualquier invento anterior. En 1936, el científico independiente Alan Turing, de Gran Bretaña, captó la atención de los científicos con un trabajo que sobre un estudio sobre los números y las computadoras, propuso, soluciones a problemas hasta entonces no resueltos.' ''; La primera computadora totalmente electrónica fue la Eniac (Electric Numeric Integrator And Calculator), fue construida en 1943 y 1945 por John Manchi y J. Proper Eckut. Podía multiplicar 10.000 veces más rápido que la máquina de Aiken, pero ten/a sus problemas. Como estaba construida con casi 18,000 válvulas era enorme la energía que consumía y el calor que producía. Esto hacia que las válvulas se quemaran rápidamente y que las casas de alrededor tuviera cortes de luz. La Segunda Guerra Mundial vio a Alemania y a los otros países occidentales en competencia por desarrollar una mayor velocidad de cálculo, junto a un aumento de la capacidad de trabajo, para así lograr decodificar los mensajes enemigos. 'En respuesta a su presión´EE.UU, desarrolló en Harvard el enorme computador Mark I, con una altura de 2,5 m, inspirado por las ideas de Babbage, y el Mark I se dedicó a problemas balísticos de la Marina. En Alemania, se estaba comprobando las aerodinámicas proyectadas en el computador. El primer intento de sobreponerse a las limitaciones de velocidad y errores fue de Howard Aiken. Trabajó con ingenieros de I.B.M, crearon una calculadora

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automática Llamada Mark I (en 1944). Luego se construyó Mark II. (Estas máquinas no pudieron satisfacer las necesidades de ese momento ya que eran millones los datos para guardar y resolver, aunque sirvieron de base para que cuando se crearan las válvulas al vacío comenzara la computación electrónica. Tres científicos de los laboratorios Bell, William Bardeen y Walter Bratt, inventaron el transistor, recibiendo el premio novel de Física en 1956. A continuación se desarrolló el circuito integrado o "IC" que pronto recibiría el sobrenombre de "chip". Se atribuye el mérito de este invento a Robert Noyce. La fabricación del microchip 6,45 mm2 (la décima parte de una pulgada cuadra da), pronto fue seguida por la Capacidad de integrar hasta 10 transistores miniaturizados y eventualmente 1.000 piezas varias en el mismo espacio. Alrededor de 1971, el microprocesador había sido desarrollado por la nueva compañía de Noyce, Intel. Esta novedad colocó en un finito microchip los circuitos para todas las funciones usuales de un computador. Fueron integrados ahora en el chip en una serie de delgadísimas capas. Esto hizo que la computación fuera más rápida y más flexible, al tiempo que los circuitos mejorados permitieron al computador realizar varias tareas al mismo tiempo y reservar memoria con mayor eficacia. La contribución de estos inventos ha sido incalculable en cuanto a la disponibilidad de Computadoras personales de difícil uso. Los Usuarios dan por hecho rápidas y fiables respuestas a sus comandos, y un gran almacenamiento de memoria, tanto en términos de memoria de trabajo RAM como en espacio de almacenamiento en disco duro para trabajos terminados. Los pioneros cuentan cómo en los años 60, cuando utilizaban sistemas centrales, estaban limitados a 4 K de memoria de trabajo, aproximadamente 1.5 páginas escritas. Escribiendo programas, tenían que mantener las líneas de instrucciones cortas; sus comandos. Eran enviados por dispositivos de memoria que só1o podían retener una cantidad limitada de información antes de que se perdiera.

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2. LOS PRIMEROS CÁLCULOS Por siglos los hombres han tratado de usar fuerzas y artefactos de diferente tipo para realizar sus trabajos, para hacerlos más simples y rápidos. La historia conocida de los artefactos que calculan o computan, se remonta a muchos años antes de Jesucristo.

Dos principios han coexistido con la humanidad en este tema. Uno es usar cosas para contar, ya sea los dedos, piedras, semillas, etc. El otro es colocar esos objetos en posiciones determinadas. Estos principios se reunieron en el ábaco, instrumento que sirve hasta el día de hoy, para realizar complejos cálculos aritméticos con enorme rapidez y precisión.

Históricamente, los métodos de cálculo más antiguos conocidos se basan en la anatomía humana, esencialmente en la digitación y el uso de las manos para contar e incluso para calcular operaciones simples. Desde el punto de vista instrumental conviene recordar que para los griegos, quizá nuestros antepasados científicos y filosóficos más venerados, la Aritmética no incluía para nada el cálculo, era un estudio de las propiedades de los números. El cálculo era Logística, y estaba relegado poco menos que al uso por los esclavos. Pero es evidente que los puentes habían de construirse, las máquinas funcionar y el comercio desarrollarse. Esta situación desembocó en el uso de un instrumento mecánico: el ábaco.

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La base del ábaco es sencilla: se usan un conjunto de elementos de señalización, ya sean piedrecitas (calculus en latín, de ahí cálculo), marcas en una tablilla, varillas de bambú, fichas coloreadas etc. Y, a través de una serie de manipulaciones mecánicas que dependen de la estructura del aparato, se consigue efectuar operaciones sin un desarrollo formal del algoritmo de cálculo. Esto último es importante, hasta el siglo XIII, los sistemas de numeración no eran posicionales, y desconocían el valor operacional del cero, cuando no su existencia. Esto imposibilitaba el desarrollo de algoritmos de cálculo, y era el ábaco el elemento que permitía el avance científico, técnico e industrial. Al aparecer el sistema indo-arábigo de numeración, se produjo una profunda transformación. Aunque la transición del sistema romano de numeración al decimal fue sorprendentemente lenta, debido a lo engorroso de los algoritmos con lápiz y papel ante el uso de los ábacos, Pero la mayor versatilidad de los métodos algorítmicos hizo que la batalla entre abacistas y algoristas se decantara finalmente hacia el lado de estos últimos en el siglo XVI, aunque el ábaco siguió siendo el instrumento comercial por excelencia. El diseño del ábaco ha variado poco en los últimos 3000 años.

De la estructura de los ábacos descritos por Cicerón, que describe incluso ranuras adicionales para el cálculo de fracciones, hasta el soroban japonés, desarrollado en fecha tan cercana como los años treinta de nuestro siglo, las diferencias son insignificantes, y de índole operativa, nunca de planteamiento, lo que demuestra una vitalidad que hace del ábaco un instrumento de uso común en muchos países orientales, en la antigua Unión Soviética, e incluso en

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nuestras casas, cuando enseñamos a contar a nuestros hijos o marcamos una jugada de billar. Tiene 3000 años y goza de buena salud.

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3. LAS PRIMERAS MAQUIENAS DE CLACULAR

3.1. El ábaco.

Históricamente se considera el ábaco como la primera herramienta eficaz para ayudar en el cálculo. El ábaco es un invento que está por encima de las culturas, forzado por una etapa determinada del desarrollo de la especie humana. Fue inventado independientemente entre unas culturas y otras, aunque eso sí, en diferentes etapas. Se cree que el origen del ábaco se encuentra en China, aunque la época de origen es indeterminada. En China su uso todavía es muy común al igual que en Japón. El ábaco chino, también llamado suanpan, estaba dividido en dos partes por una varilla horizontal, en la superior denominada cielo, las fichas representaban 5 unidades (o decenas, centenas, etc., lo que correspondiera) y en la parte inferior, denominada tierra, cada ficha representaba una unidad. El ábaco chino se introdujo en Japón con el nombre de soroban. Llegó a través del comercio, sin embargo su propagación no fue fácil, aun así reemplazó con rapidez a los sistemas anteriores. En las sociedades mediterráneas, el ábaco ya se utilizaba en la antigua Grecia. Los ábacos griegos eran tableros de varias columnas en los que colocaban piedras o fichas. Las columnas tenían un valor correspondiente a las potencias de 10. Había otras columnas para las fracciones. El ábaco sumaba añadiendo piezas de acuerdo a la posición. Cuando se tenían 5 unidades en la parte inferior, se sustituían por una pieza en la parte superior, y, de igual manera, 2 piezas en la parte superior se reemplazaban por una pieza en la unidad siguiente. Los romanos utilizaban a modo de ábaco un tablero de metal o de madera con surcos, donde se colocaban piezas pequeñas o piedras para denotar los números. Ábaco romano. También lo utilizaban comúnmente las sociedades precolombinas. El ábaco azteca se componía de unas varillas metálicas paralelas, sujetas a una pieza de madera, en las que se ensartan las cuentas que les servían para realizar sus cálculos.

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El ábaco ha sido uno de los logros más importantes en la historia del cálculo por su gran utilidad y difusión. Además, el ábaco introduce el concepto algebraico de valor posicional, definiéndolo como una representación polinómica de los números.

3.2. Neper y los logaritmos.

En el siglo XVII se aceptó por muchos países de Europa el sistema decimal, lo que hizo que el uso del ábaco se viese relegado a un segundo plano. A pesar de que aún se tardó en comprender y practicar el cálculo, utilizando la notación decimal. En aquellos tiempos la multiplicación y la división necesitaba, casi, de un matemático. El matemático Juan Napier (1550-1617), en un intento de simplificar las operaciones de multiplicación, división y exponenciación inventó las tablas de Neper y los logaritmos naturales o neperianos. La primera de ellas, aunque menos importante que la siguiente, fue la invención de una especie de ábaco conocido como <>, que se publicaron en 1617, y resolvían las dificultades de la multiplicación. Los huesos de Napier (constituían una tabla de multiplicar. Consistía en unas tablillas rectangulares divididas en nueve cuadros, apareciendo en el cuadro superior un digito 0, 1…, 9 y en los ocho cuadros siguiente el resultado de multiplicar ese digito por 2, 3,…, 9 sucesivamente.

Para ver su funcionamiento, vamos a multiplicar el número 46.732 por 7.

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Colocaríamos las tablas así (Fig. 14):

Obtenemos de ella los valores correspondientes a la columna del 7, es decir: 2/8 4/2 4/9 2/1 1/4 Sumamos los números contiguos entre las divisiones inclinadas: 2/8 + 4/2 + 4/9 + 2/1 + 1/4 De donde se obtiene: 3/2/7/1/2/4 Que calculando a mano, o con la calculadora, comprobamos que 46.732 por 7 es 327.124. Pero los Huesos de Napier no solo ayudan a realizar multiplicaciones. La división de varias cifras por otro se realiza mediante la colocación de las tablillas correspondientes a las cifras del divisor. Entonces, los múltiplos del divisor aparecen en las diferentes líneas de las tablillas, con lo cual el resultado es más fácil de calcular. La verdadera aportación de Neper al cálculo fue la invención de los logaritmos, en 1614, que permiten reducir las multiplicaciones y divisiones a simples sumas y restas. La exponenciación en una multiplicación y las raíces en divisiones. Esta simplificación fue fundamental para realizar operaciones complejas a mano. Neper asoció a cada número a otro llamado logaritmo de a, que escribiremos log a. La razón por la que tienen tanta utilidad es que hay una relación entre un número a y su logaritmo, por lo tanto verifica que:

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

El logaritmo del producto de dos números, log(a*b) es la suma del



log(a) y el log(b) El logaritmo del cociente de dos números, log(a/b) es la resta del log(a)



y el log(b) El logaritmo de la exponenciación de dos números, log (ab) es la multiplicación del exponente por el logaritmo del número, b*log(a).

Todos aquellos interesados por el cálculo apreciaron inmediatamente la importancia del descubrimiento de Neper y en seguida se intentó mecanizar esta forma de cálculo. La regla de cálculo, fue desarrollada por el matemático británico William Oughtred. Utilizaba dos reglas similares a la original que se desplazaban una sobre otra. La precisión de este sistema era limitada, por lo común, se utilizaban tres dígitos más significativos, aunque reglas más precisas, y de tamaño superior, lograban una mayor precisión. El operador debía tener en cuenta las magnitudes, pues éstas se ignoraban al operar con la regla. Las reglas de cálculo fueron utilizadas como herramientas de cálculo hasta la aparición de las calculadoras electrónicas. La regla del cálculo, fue el primer instrumento de cálculo analógico, así como el ábaco fue el primer instrumento de cálculo digital.

3.3. El reloj calculante de Wilhelm Schickard.

Fue la primera máquina de calcular de origen mecánico, la inventó en 1623 Wilhelm Schickard de la universidad de Tübingen, Württemberg (Alemania). Era una calculadora que funcionaba con ruedas dentadas y era capaz de sumar y restar números de hasta seis dígitos. En el caso de la multiplicación y

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la división la máquina necesitaba de un operador humano para pasos intermedios. No se puedo construir en aquella época porque no había tecnología suficiente. La calculadora de Wilhelm (Fig.16) no tuvo un gran impacto en la historia de la computación porque, al morirse su inventor, la máquina se perdió y no volvió a ser hallada hasta el siglo XX, construida por ingenieros de IBM. Fue utilizada por su amigo astrónomo Johannes Kepler, y gracias a los bocetos que éste dejó se ha podido reconstruir y comprobar que realmente funcionaba.

3.4. La Pascalina o máquina sumadora de Pascal

La máquina de cálculo mecánica construida por Blaise Pascal (1623-1662), en 1642, tenía una estructura similar a la de Wilhelm Schickard. Pascal desarrolló el invento independientemente de las evoluciones de Wilhelm Schickard, de hecho, la Pascalina (Fig 17) era más sencilla y sólo permitía sumar y restar, teniendo en cuenta para la resta el complemento del número a restar, lo cual permitía que las ruedas siempre giraran en el mismo sentido. La primera versión podía operar con 5 dígitos aunque se hicieron versiones posteriores que permitieron operar con más dígitos. Algunas calculadoras se pusieron a la venta pero su alto coste impidió que fuera un éxito comercial. Las máquinas de cálculo digital cuentan objetos, en el ábaco se hacía mediante cuentas mientras que en las calculadoras mecánicas solo hay que contar los dientes de una rueda dentada.

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La máquina de Pascal se componía de un grupo de ruedas registradoras de datos y un grupo de ruedas de resultados. Cada rueda

registradora su

de

conectada

a

resultados,

formando

datos

estaba

correspondiente una

cadena

de de

transmisión, de modo que, cuando una rueda giraba completamente sobre su eje, hacía avanzar un grado a la siguiente. Las ruedas representaban el sistema decimal de numeración. Mediante una manivela se hacía girar las ruedas dentadas. Para sumar o restar no había más que accionar la manivela en el sentido apropiado, con lo que

las

ruedas

corrían

los

pasos

necesarios. Cuando una rueda estaba en el 9 y se sumaba 1, ésta avanzaba hasta la posición marcada por un cero. En este punto, un gancho hacía avanzar un paso a la rueda siguiente. A partir de ella nacieron nuevos modelos, como el propuesto por Samuel Morland (16251695) que construyó en 1666. La máquina de cálculo de Morland (Fig. 18) estaba adaptada al sistema de moneda inglés, que no es decimal, con centavos, chelines y libras. A diferencia de la Pascalina, su calculadora no realizaba el acarreo de forma automática, disponía de una rueda de acarreos por unidad, y el propio usuario tenía que acumular los acarreos cuando finalizaban las sumas parciales. La máquina de Morland era tan pequeña que se podía llevar en un bolsillo, lo cual fue un logro para la época.

3.5. Rueda escalonada de Leibniz

El filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhem von Leibniz (1646-1716) en 1671 mejoró la máquina de Pascal y construyó una calculadora universal que sumaba, restaba, multiplicaba y dividía automáticamente. También era capaz

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de extraer raíces cuadradas. Su máquina se caracterizaba por hacer la multiplicación de forma directa en lugar de realizarla por sumas sucesivas como la máquina de Pascal. Incorporaba un mecanismo, llamado en su honor la rueda de Leibniz (Fig. 19), que sobrevivió en todas las calculadoras mecánicas posteriores hasta que estas desaparecieron hacia los años 70 del siglo XX. Se compone de tres clases de ruedas: las de la suma, las del multiplicando y las del multiplicador, tiene dos partes; una para la suma (o resta) y otra para la multiplicación (o división). Leibniz usó en el diseño de su máquina un sistema de tambores dentados sustentados sobre sus respectivos ejes para representar las cifras correspondientes a las unidades, las decenas, las centenas, las unidades de mil, etc., los cuales a su vez estaban articulados a unos discos numerados laterales que representaban ante los ojos del usuario las cifras a operar. Para realizar las sumas y las restas los engranajes de la parte superior debajo de los discos numerados estaban ensamblados como en una cadena de transmisión, similar a la usada en la pascalina, de tal manera que un giro completo del disco numerado de las unidades hacia avanzar un paso el disco de las decenas, y a su vez un giro completo del disco numerado de las decenas hacia avanzar un paso el disco de las centenas, y así sucesivamente.

Basándose en la máquina de Leibniz, un francés, Charles-Xavier Thomas de Colmar (1785-1870), director de una compañía de seguros, construyó el aritmómetro. Era portátil, fácil de usar y sobre todo, funcionaba correctamente, al contrario de la máquina de Leibniz que no era del todo precisa. El aritmómetro fue la primera calculadora que se comercializó con verdadero éxito pues se vendieron más de 1.500 ejemplares en 30 años. Disponía, tanto de un borrador de puesta a cero, como de la capacidad de sintetizar suma, resta y multiplicación. No tardó en salirle competencia, y en 1849, el francés Timoleón Maurel (1849), diseñó la calculadora Arithmaurel. Esta calculadora introducía las raíces cuadradas, aparte de las operaciones aritméticas básicas. En 1872, el estadounidense Frank Baldwin creó la calculadora de rueda dentada; también desarrollada de manera independiente por el sueco Willgot Odhner. En 1878, el español Ramón Verea García (1833-1899) inventó una calculadora

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que

multiplicaba directamente y no por reiteración, como la de Leibniz.

En 1885 el inglés Joseph Edmonson construyó la calculadora circular (Fig. 20), basada en el mecanismo de intensificación de la batería.

3.6. Las máquinas de Babbage

Todos los instrumentos de cálculo que hemos mencionado hasta ahora no pueden considerarse verdaderamente automáticos, ya que para realizar cálculos necesitan la continua intervención humana, tanto para introducir datos como para anotar los resultados inmediatos. Es lo que denominamos programa exterior. Con la industrialización las necesidades de cálculo iban creciendo. Los grandes países necesitaban tablas numéricas destinadas a la navegación, pero

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la imprecisión de estas tablas causaba muchos naufragios. En este contexto, Carles Babbage (1792-1871), profesor de matemáticas de la universidad de Cambridge, en 1812 diseñó la máquina de diferencias, que utilizando medios de interpolación, preparaba e imprimía como resultado tablas de funciones. La primera de estas máquinas fue llamada máquina de diferencias número 1. Era una versión reducida de una máquina que, utilizando el método de las diferencias inventado por Newton, podía construir tablas aritméticas. Gracias a éste método, todas las operaciones se podían reducir a sumas y hacerlo matemáticamente era factible con la tecnología mecánica y los engranajes que se podían fabricar en aquella época. Calculaba funciones de segundo grado con ocho cifras de precisión. La verdadera máquina de diferencias estaba diseñada para evaluar polinomios de hasta grado seis. Los números se representaban en base 10 y las operaciones se realizaban mediante engranajes mecánicos. Las diferencias eran finitas, para evitar la multiplicación y la división. Se puede considerar a la máquina de diferencias como un computador digital con un programa fijo.

En 1860, los suecos Per Georg Scheutz (1785-1873) y su hijo Edvard (18211881), pusieron a punto una máquina de diferencias (Fig. 21) que tabulara funciones y polinomios de cuarto grado con catorce posiciones decimales, después de leer un artículo sobre la máquina diferencial de Babbage. Ésta máquina disponía de un sistema para imprimir los resultados. Fig. 21. Máquina de diferencias. Entre 1833 y 1842, Babbage lo intentó de nuevo; esta vez, intentó construir una máquina que fuese programable para hacer cualquier tipo de cálculo, no sólo los referentes al cálculo de tablas logarítmicas o funciones polinómicas. Ésta fue la máquina analítica (Fig. 22). La nueva máquina de Babbage se alimentaba con energía generada por un motor a vapor; como entrada tenía tarjetas perforadas, y como salida, disponía de un sistema de impresión y de otro para perforar nuevas tarjetas. El diseño se basaba en el telar de Joseph Marie Jacquard, el cual usaba tarjetas perforadas para determinar como una costura debía ser realizada. La arquitectura de la máquina no era muy diferente de la de un computador actual. Lo más importante de la máquina de Babbage son las innovaciones de diseño que

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incorpora. Cabe destacar el concepto de transferencia condicional, que permitía a la máquina comparar cantidades y, en función del resultado de la comparación, tomar la decisión de saltar a otra instrucción o secuencia. Así se introducía el concepto de programa

y

su

secuencia

de

control.

También aparece la distinción entre los datos y el programa que los utiliza: disponía de una memoria llamada almacén, que contenía variables numéricas cuyo valor podía ser leído o modificado, esta memoria era capaz de almacenar 1.000 números de 50 dígitos (decimales) y de una unidad aritmética llamada el molino diseñada para llevar a cabo las cuatro operaciones básicas de suma, resta, multiplicación y división. Todo ello mediante engranajes mecánicos. No estaba dedicada a ningún algoritmo en particular. El algoritmo a ejecutar se le proporcionaba por medio de un programa contenido en una secuencia de tarjetas perforadas. Cada tarjeta indicaba la operación a realizar y necesitaba de tres operando: los dos argumentos y el resultado. Estos consistían en tres direcciones numéricas de la memoria, que designaban tres variables. Dichos argumentos se suministraban mediante otra colección de tarjetas, sincronizadas con las tarjetas de operación. Gracias a la memoria, el resultado se podía utilizar posteriormente. De esta forma se podía definir cualquier algoritmo. Por esto se considera a la máquina analítica de Babbage como la primera computadora del mundo.

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Para el desarrollo de la máquina analítica (Fig. 22), Babbage contó con la ayuda de lady Ada Augusta, condesa de Lovelace (1815-1852) considerada como la primera programadora de la historia. En 1843 publicó sus primeros programas para la máquina analítica, una suma de series y un cálculo recurrente de los números de Bernoulli. Se iniciaba así la historia del software, y a la vez, se abría el camino a una reivindicación feminista de la segunda mitad del siglo XX, pues el primer programador de la historia fue una mujer. Ada desarrolló conceptos tan familiares en el mundo de los lenguajes de programación como las instrucciones y los bucles o subrutinas. También se preocupaba por encontrar un algoritmo que necesitara el menor número de pasos posibles, es decir, reconocía la importancia de la eficiencia. A finales de los años setenta, y en su honor, se diseñó un nuevo lenguaje de programación denominado ADA.

3.7. Torres Quevedo.

Nació el 28 de diciembre de 1852, en Santa Cruz de Iguña, Molledo (Cantabria). Es considerado el precursor de la automática española a pesar de que su capacidad inventiva se aplicó a muchos campos. Con 41 años, en 1893, presentó su primer trabajo científico. Después se instala en Madrid y allí presenta su "Memoria sobre las máquinas algébricas" a la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. A partir de estos dos trabajos Quevedo

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se centra en diversos proyectos y patentes internacionales, el sistema de radiocontrol Telekino en 1903, el dirigible España en 1905, y transbordadores como el Spanish Aerocar sobre las cataratas del Niágara, que estuvo operativo desde el año 1916. Respecto al cálculo analógico inventó la máquina para resolver ecuaciones algebraicas y el husillo sin fin para tratar funciones logarítmicas.

En 1911 Quevedo desarrolló su trabajo más conocido y en el que más tiempo empleó, un autómata llamado el ajedrecista (Fig. 23). Jugaba un final de rey y torre contra el rey de un oponente humano de manera muy precisa pero siempre en el número mínimo de movimientos y, por supuesto, resultando victorioso.

Torres Quevedo, para resolver los problemas mecánicos que se le plantearon a Babbage, introduce dispositivos electromagnéticos en la mecánica de su calculador; lleva a la práctica el gran avance de la inserción de la tecnología eléctrica y del magnetismo, con la posibilidad de la operatoria lógica y la realización de unidades elementales de memoria y cálculo rápido. Con estos avances, desarrolló el aritmómetro electromecánico (Fig. 24), una máquina

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calculadora

completamente

automática

que

disponía de una máquina de escribir, una entrada de datos denominada inscriptor, un totalizador, un multiplicador, un comparador y un elemento general de coordinación. Al teclear los números y las operaciones, en el orden que tenían que ser ejecutadas, el cálculo se hacía sin ninguna intervención humana y al finalizar, la máquina de escribir mostraba el resultado. Se puede decir que esta máquina es una verdadera calculadora digital aunque no es lo que Babbage

quería.

Faltaban

una

serie

de

componentes que el mismo Torres Quevedo diseñó: un tambor rotativo en el que se almacenaba el programa, una memoria decimal con pequeñas reglas deslizantes, un elemento que pudiera leer los datos memorizados a base de una plaqueta móvil y posiciones magnéticas, un sistema de control de los resultados de los cálculos intermedios y un sistema de cálculo aritmético con coma flotante. Es posible que fuera la primera vez que se aplica el concepto de coma flotante en el cálculo automático.

3.8. Hollerith y la máquina tabuladora.

El desarrollo de los estados modernos fue lo que determinó la necesidad de procesar grandes volúmenes de datos. La Oficina de Censos de los Estados Unidos necesitaba realizar un censo de la población cada diez años, pero en 1886 se hizo patente la imposibilidad de obtener resultados del censo de 1880 antes de 1890. Para solucionar este problema la oficina de censos contrató al ingeniero Herman Hollerith (1860-1929) para estudiar un modo mecánico para el tratamiento de los datos recogidos del siguiente censo. Hollerit ideó un sistema de tabulación (Fig. 25) de los datos basado en tarjetas perforadas similares a las del telar de Jacquard. Hollerith se dio cuenta de que muchas de

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la preguntas del censo respondían al tipo de respuesta sí o no, que podía corresponder a la ausencia o presencia de perforación en una tarjeta, y que respuestas a preguntas con un espectro más amplio en sus contestaciones podían ser codificadas mediante perforaciones múltiples o ausencia de estas. También tuvo en cuenta que muchas perforaciones podrían ser detectadas por dispositivos eléctricos. El funcionamiento es el siguiente, en la perforadora manual de tarjetas, se registraban las características de la persona a censar, y una lectora-clasificadora permitía clasificar las tarjetas según una característica dada. La lectura de la tarjeta era automática, pero la clasificación manual; al leerse la tarjeta se abría un casillero en el que el operador dejaba la tarjeta. Cuando estaban todas clasificadas la máquina las contaba automáticamente.

Las perforaciones se realizaban mediante unos punzones gracias a un teclado similar al de una máquina de escribir, correspondiendo cada golpe de tecla a la perforación de una columna. Como añadido de las máquinas clásicas de un equipo de tarjetas perforadas, se encuentra la calculadora perforada y la intercaladora. Estos equipos alcanzan su máximo rendimiento cuando la masa de datos a tratar es extensa, y escaso el cálculo necesario, es decir, cuando es más importante el proceso de datos que el cálculo. A continuación podemos ver cómo quedaría una tarjeta perforada (Fig. 26):

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El equipo diseñado por Hollerit consiguió que disminuyeran los errores en el proceso de realización del censo y un aumento de la velocidad en el procesamiento de los datos que permitió hacer el censo de 1890 más rápido que con el proceso manual. Hollerit, patentó el invento en 1889, fundó su empresa, llamada Tabulating Machine Company, y suministró decenas de máquinas a las oficinas del censo. La oficina cambio de jefes y, a éstos, les pareció cara su máquina, por lo que le encargaron a otro de sus empleados la construcción de una máquina mejor y más barata, este fue James Powers. La diseñó y cuando la patentó fundó también su propia empresa, la Powers Tabulating Machine Company vendiendo sus máquinas a la oficina.

Con el paso del tiempo la empresa de Hollerit, y tras fusionarse varias veces, en 1924 se convirtió en la International Business Machine, más conocida como IBM, hoy día líder mundial en la industria de los computadores. Nacen así, las raíces de las empresas informáticas.

Bibliografía:

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Libro:  Miquel Barceló (2008). Una historia de la informática, Barcelona. Páginas Web:  http://www.didactika.com/articulos/historia_calculo.html  file:///C:/Users/Usuario/Desktop/3-lasmquinasdecalcular-130202120952phpapp01.pdf

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