HISTORIA DE LOS COMPUTADORES INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA 1
ÁBACO La primera herramienta de cálculo que se conoció fue el ábaco, con el cual pueden representarse números decimales y realizar operaciones matemáticas. 2
MUHAMMAD IBN MUSA Muhammad ibn Musa abu Djafar Al'Khwarizmi, también llamado Al'Khorezmi, nació alrededor del 780 DC (otros citan 800 DC) en Khorezm, al sur del Mar de Aral (hoy Khiva, Uzbekistán), que había sido conquistado 70 años antes por los árabes. 3
MUHAMMAD IBN MUSA Su trabajo más conocido y usado fueron sus Tablas Astronómicas, basadas en la astronomía india. Incluyen algoritmos para calcular fechas y las primeras tablas conocidas de las funciones trigonométricas seno y cotangente. Lo más increíble es que no usó los números negativos (que aún no se conocían), ni el sistema decimal ni fracciones, aunque sí el concepto del cero. Su Aritmética, traducida al latín como Algoritmi de numero Indorum introduce el sistema numérico indio (sólo conocido por los árabes unos 50 años antes) y los algoritmos para calcular con él. Finalmente tenemos el Algebra, una introducción compacta al cálculo, usando reglas para completar y reducir ecuaciones. Además de sistematizar la resolución de ecuaciones cuadráticas, también trata geometría, cálculos comerciales y de herencias. 4
ALGORITMO Una posible definición de algoritmo es un conjunto de reglas que permiten obtener un resultado determinado a partir de ciertas reglas definidas. 5
JOHN NAPIER John Napier nació en 1550 en Edimburgo (Escocia) y allí fallece el 4 de abril de 1617. En el año 1614 publicó una descripción de como multiplicar y dividir con la ayuda de los logaritmos. También fue él quién asignó la palabra logaritmo, que es una palabra Griega compuesta por logos que significa relación y arithmos que significa número. 6
REGLA DE CÁLCULO EDMUND GUNTER La regla de cálculo, que nos es más familiar, fue inventada a principios del siglo XVII por el inglés Edmund Gunter. Está constituída por dos reglas, deslizable la una sobre la otra, dotada cada una de una graduación logarítmica. La regla ha sido indiscutiblemente el instrumento de cálculo mecánico más utilizado en el curso de los últimos siglos, hasta la aparición de las calculadoras electrónicas de bolsillo. Permitía efectuar las cuatro operaciones aritméticas, elevar a la potencia, la extracción de raíces y ciertos cálculos más complejos. 7
DESCARTES Lo inquietaron los métodos de los geómetras griegos para llegar a sus ingeniosas pruebas sin un sistema fundamental de ataque y se propuso corregirlos mediante el manejo de líneas y figuras tridimensionales en una gráfica. Dibujaba la gráfica marcando unidades en una línea horizontal (eje x) y una línea vertical (eje y); así, cualquier punto de la gráfica podía describirse con dos números. El primer número representaba una distancia en el eje x y el otro número representaba una distancia en el eje y. Aunque conservaba las reglas de la geometría euclidiana, combinaba el álgebra y la geometría, consideradas entonces como independientes, para formar una nueva disciplina matemática llamada geometría analítica. 8
BLAISE PASCAL 1642: Blaise Pascal ingenió la máquina aritmética de procesamiento automático, básicamente realizaba sumas y restas. 9
GOTTFRIED WILHELM 1.672: Apareció una versión mejorada de la máquina de Pascal denominada calculadora universal inventada por Gottfried Wilhelm Von Leibniz, la cual extendía sus operaciones a multiplicar, dividir y raíz cuadrada. Fue un verdadero precursor de la lógica matemática. VON LEIBNIZ 10
GOTTFRIED WILHELM VON LEIBNIZ 11
Nació el 7 de Julio de 1752 en la ciudad de Lyon (Francia), y aunque fue hijo de un modesto obrero textil tuvo grandes aspiraciones para su futuro. En 1801, ya convertido en inventor e industrial textil, Joseph Marie Jacquard dio un fundamental aporte al proceso de las máquinas programables al modificar una maquinaria textil, a la cual añadió un sistema de plantillas o moldes metálicos perforados, unidas por correas, que permitían programar las puntadas del tejido, logrando obtener una diversidad de tramas y figuras. JOSEPH MARIE JACQUARD 12
CHARLES BABAGGE 1.833: Charles Babbage diseñó el modelo de máquina de vapor llamada máquina analítica, la cual podía programarse, además de establecer el esquema formal de los computadores de hoy (memoria, unidad de control, dispositivos de entrada y salida y programas). 13
CHARLES BABAGGE Babbage trabajó en dos máquinas mecánicas: La Máquina de Diferencia, que hoy en día puede verse en el Museo de la Ciencia de Londres, y la mucho más ambiciosa Máquina Analítica, que puede considerarse el auténtico precursor de los computadores digitales modernos 14
Ada Augusta Byron, también llamada Lady Lovelace, fue uno de los personajes más interesantes de la historia de la computación. Nació en Londres, el 10 de Diciembre de 1815. se reconoce como la primera programadora de la historia, y en honor de quien se puso el nombre de Ada al conocido lenguaje de programación ADA AUGUSTA BYRON 15
GEORGE BOOLE Nacido el 2 de Noviembre de 1815 en Lincoln, Lincolnshire (Inglaterra). publica Las leyes del pensamiento sobre las cuales son basadas las teorías matemáticas de Lógica y Probabilidad. Boole aproximó la lógica en una nueva dirección reduciéndola a una álgebra simple, incorporando lógica en las matemáticas. 16
HERMAN HOLLERITH 1.885: Herman Hollerith creó la máquina censadora o tabuladora, capaz de leer y contar respuestas de tipo SÍ o NO agrupadas en tarjetas perforadas. 17
HERMAN HOLLERITH Herman Hollerith en 1896 fundó la Tabulating Machine Company que luego se fusionó con otras dos empresas: Computing Scale e International Time Recording, dando lugar a CTR (Computing Tabulating Recording) Company. Hollerith se retiró en 1921 y en 1924 CTR cambió su nombre por el de International Business Machines Corporation (IBM), que años más tarde se convertiría en el gigante de la computación. 18
es la matemática completa?, es decir, puede ser demostrada o refutada cualquier sentencia matemática? y es la matemática consistente?, es decir, es cierto que sentencias tales como 0 = 1 no pueden demostrarse por métodos válidos?. 19
KURT GÖDEL En 1931, Kurt Gödel (1906-1978) fue capaz de responder a estas dos preguntas, demostrando que cualquier sistema formal suficientemente potente es inconsistente o incompleto. 20
son las matemáticas decidibles? es decir, hay un método definido que pueda aplicarse a cualquier sentencia matemática y que nos diga si esa sentencia es cierta o no? 21
ALAN TURING En 1936, Alan Turing (1912-1954) contestó a esta cuestión en el artículo On Computable Numbers. Para resolver la cuestión Turing construyó un modelo formal de computador, la Máquina de Turing, y demostró que había problemas tales que una máquina no podía resolver. 22
CÓMO FUNCIONA LA MÁQUINA DE TURING Una máquina de Turing es un dispositivo que transforma un INPUT en un OUTPUT después de algunos pasos. Tanto el INPUT como el OUPUT constan de números en código binario (ceros y unos). En su versión original la máquina de Turing consiste en una cinta infinitamente larga con unos y ceros que pasa a través de una caja. La caja es tan fina que solo el trozo de cinta que ocupa un bit (0 ó 1) está en su interior. La máquina tiene una serie de estados internos finitos que también se pueden numerar en binario. 23
COLOSSUS Al desencadenarse la Segunda Guerra Mundial, la necesidad de realizar complicados cálculos balísticos y la exigencia de descodificar los mensajes cifrados del otro bando, impulsó el desarrollo de los computadores electrónicos de propósito general. 24
CARACTERÍSTICAS Empleaba el sistema binario. LLegó a tener 2,400 tubos de vidrio al vacío.sus datos de entrada los leía de una cinta de papel perforada usando una lectora fotoeléctrica. Usaba circuitos de dos estados y sus operaciones eran controladas mediante los pulsos de su reloj interno, lo que hacía posible operarla a cualquier velocidad, lo cual era muy útil para probarla. Sus circuitos permitían efectuar conteos, aplicar operaciones Booleanas y efectuar operaciones aritméticas en binario. Sus funciones lógicas podían manejarse de manera preestablecida usando un tablero de interruptores, o podían seleccionarse de manera condicional (había una especie de menú con las configuraciones posibles) usando relevadores telefónicos. Era totalmente automática. 25
CARACTERÍSTICAS Tenía una memoria de cinco caracteres de cinco bits cada uno, los cuales se almacenaban en un registro especial. Su velocidad de operación era de 5,000 Hertz (ciclos por segundo), esto contrasta notablemente con la velocidad de las computadoras modernas, que es del orden de millones de Hertz. Medía 2.25 metros de alto, 3 metros de largo y 1.20 metros de ancho. Sus resultados se almacenaban temporalmente en relevadores para luego darles salida a través de una máquina de escribir eléctrica que funcionaba a una velocidad de 15 caracteres por segundo.permitía saltos condicionales. No contaba con programas almacenados internamente y era, obviamente, una máquina diseñada explícitamente para tareas criptográficas. 26
HOWARD AIKEN 1.937-1.944: La máquina analítica de Charles Babbage fue desarrollada por Howard Alken y unos ingenieros de IBM dando paso al primer computador electromecánico llamado MARK-I, esta máquina podía multiplicar dos números en seis segundos y dividirlos en doce, controlada por una cinta de papel que contenía el programa. 27
GRACE MURRAY HOPPER Nacida en 1906, se graduó de Vassar College con grados en matemáticas y física. Conocida como Amazing Grace. Trabajó como programadora con la Mark I. Ella creó el lenguaje Flowmatic, con el cual desarrolló muchas aplicaciones y en 1951 produjo el primer compilador, denominado A-0 (Math Matic). En 1960 presentó su primera versión del lenguaje COBOL (Common Business-Oriented Language) para UNIVAC. 28
ENIAC Mauchly y J. Presper Eckert, Jr (1919-1995), diseñaron y construyeron, entre los años 1943 y 1946, el computador eléctrico de propósito general ENIAC. Existe una gran controversia respecto a que Mauchly copiara muchas de las ideas y conceptos del profesor Atanasoff, para construir la computadora ENIAC. En cualquier caso en las últimas fases de su diseño y construcción aparece la importante figura de John Von Neumann (1903-1957), que actúa como consultor. 29
ENIAC 30
UNIVAC Univac I fue la primera computadora que se fabricó comercialmente, así como la primera en utilizar un compiler (compilador o autoprogramador) para traducir idioma de programa en idioma de máquinas. 31
JOHN VON NEUMANN Este científico matemático ocupa un lugar privilegiado en la historia de la computación debido a sus múltiples e importantísimos aportes a las computadoras de la primera generación. Nació el 28 de Diciembre de 1903 en Budapest (Hungría), llegando a ser uno de los más brillantes matemáticos de la era de la computación 32
EDVAC La computadora EDVAC, construida en la Universidad de Manchester, en Connecticut (EE.UU.), en 1949 fue el primer equipo con capacidad de almacenamiento de memoria e hizo desechar a los otros equipos que tenían que ser intercambiados o reconfigurados cada vez que se usaban. 33
EDVAC En realidad EDVAC fue la primera verdadera computadora electrónica digital de la historia, tal como se le concibe en estos tiempos y a partir de ella se empezaron a fabricar arquitecturas más completas 34
EDSAC Desarrollado por Maurice Wilkes y sus colegas de Cambridge (Inglaterra), fue completamente operativo por primera vez en Junio de 1949. El primer ordenador electrónico en cuanto al uso, por primera vez en el cálculo, de la tecnología electrónica de los tubos de vacío y, también, a la estructura funcional de un sistema de cálculo versátil con un programa almacenado en memoria en lo que conocemos como arquitectura Von Neumann y que define lo que hoy consideramos un ordenador. 35