Historia del cálculo artificial

La historia del cálculo artificial se puede dividir en tres grandes etapas. En la primera, que va desde la prehistoria hasta los años 30, se inventan instrumentos de cálculo como el ábaco o el marcador de bolas. La segunda es la de las gigantescas calculadoras de los años 40. Después viene la etapa tercera, la de los ordenadores. Una causa importante del invento de estas máquinas fue que el hombre estaba cansado de realizar largos cálculos repetitivos.

En la mayoría de las civilizaciones se utilizaba la mano para realizar cálculos. También se utilizaban otros instrumentos, como cuerdas con nudos, para realizar estas operaciones. El ábaco, que apareció en la Antigüedad, se trataba de una plancha de madera sobre la que se grababan columnas en paralelo, de manera que la de más a la derecha representaba la unidad, la siguiente la decena, y así hasta el millón o más. En estas columnas se colocaban piedras o fichas para representar las cantidades. Fue un mecanismo muy utilizado por los Romanos. El marcador de bolas, más utilizado en Oriente y Rusia, era igual que el ábaco pero en lugar de piedras y columnas tenía bolas y varillas.

La máquina de multiplicar de John Napier constituyó una transición entre el marcador de bolas y las primeras calculadoras mecánicas. El inventor de la primera calculadora fue Wilhelm Schickard con su "reloj calculante", pero rápidamente cayó en el olvido. Blaise Pascal creó su calculadora, pascale o pascaline, con el fin de ayudar a su padre recaudador de impuestos. Fue una máquina que funcionaba bastante mal y fue poco vendida debido a su alto precio, sin embargo, obtuvo mucho éxito en la corte y entre los notables. Años más tarde, Gottfried Wilhelm von Leibniz construyó una máquina de calcular más perfeccionada, y basándose en ésta, Charles-Xavier Thomas de Colmar construyó el aritmómetro, que fue la primera máquina de calcular comercializada con éxito.

Charles Babbage concibió en Inglaterra los planos de dos máquinas de calcular, debido a las necesidades en el campo de la navegación. Se conocieron como la "máquina diferencial" y la "máquina analítica". Ambas no se llegaron a construir plenamente hasta que Pehr Georg Scheutz, con el apoyo financiero de la Academia Real de Ciencias de Suecia, construyó la primera con el nombre de "máquina de tabular". Babbage comenzó un nuevo proyecto, la "devanadera de cifras", que igual que el telar de Jacquard, trabajaba con un programa grabado en cartones perforados. La condesa Lovelace, hija de Lord Byron, puso su talento literario a disposición de Babbage para describir la máquina. Leonardo Torres y Quevedo continuó el camino de Babbage construyendo una máquina de calcular manejada mediante una máquina de escribir. Presentó los planos completos de una "máquina analítica" que nunca llegó a construir.

A finales del siglo XIX hubo grandes innovaciones en máquinas de oficina. Herman Hollerith, debido a la problemática de tratar los datos de empadronamiento de los Estados Unidos, construyó una máquina basada en los cartones perforados de Jacquard, considerada la primera máquina para tratar la información. La compañía fundada por Hollerith, la Tabulating Machines Corporation, se convirtió en IBM (International Business Machines) en 1924.

Debido a las necesidades de realizar grandes cálculos, como ecuaciones diferenciales, se inventaron unas máquinas más potentes que las de oficina, llamadas máquinas analógicas, aunque la invención de las grandes calculadoras frenó su expansión. Vannevar Bush, profesor en el MIT (Massachusetts Institute of Technology) construyó un "analizador diferencial", que se convirtió en la máquina más potente del mundo en cálculos científicos.

En los años 40 se construyeron tres grandes tipos de calculadoras: las calculadoras numéricas electromecánicas (Model 1 de George Stibitz, Harvard MARK 1 de Howard H. Aiken, los Z de Konrad Zuse), las calculadoras numéricas electrónicas (ABC de John V. Atanasoff, ENIAC de J. Presper Eckert y John W. Mauchly) y las calculadoras analógicas (analizador diferencial de Vannevar Bush). Estos tres tipos de calculadoras se construyeron simultáneamente, no unas tras otras, hasta que en los años 50 las calculadoras electrónicas demuestran su superioridad. Con estas máquinas se pasaba de la tecnología mecánica de las máquinas de calcular mecánicas a la utilización de la electricidad y de relés telefónicos. El último gran avance que afectó a estas máquinas fue la utilización de la electrónica en forma de tubos de vacío.

Konrad Zuse, animado por el deseo de transferir a una máquina los cálculos más complejos que un hombre pudiera realizar, construyó el Z1, que instaló en el salón de sus padres. La máquina no funcionaba muy bien, con lo que decidió construir el Z2, reemplazando las partes mecánicas de la unidad aritmética del Z1 por relés de teléfono. A diferencia de los americanos, que trabajaban en equipo en universidades o en prestigiosas escuelas de ingenierías y con el apoyo financiero de la armada, trabajaba solo. Más tarde, construyó el Z3, primera calculadora universal controlada por un programa ("universal" porque no estaba dedicada a una sola serie de cálculos). Poco después construyó el Z4 basándose en el Z3, pero más rápida y potente. Construyó también dos máquinas de cálculo no universales para efectuar cálculos aeronáuticos para lanzar bombas voladoras desde un avión durante la Segunda Guerra Mundial. Debido a la guerra, las máquinas de Zuse fueron dañadas o destruidas, pero pudo escapar con su Z4 desmontada, que años más tarde fue instalada en la Escuela Politécnica Federal de Zurich. Durante un tiempo, en Europa, las únicas calculadoras de cierta importancia fueron máquinas que descendían del Z4.

George Stibitz construyó como diversión su "sumadora de cocina" mediante relés telefónicos, ya que creía que había una similitud entre estos y la notación binaria de los números. Más tarde, su jefe en Bell Telephone Laboratories le pidió que construyera una calculadora de relés, que se llamó "calculadora compleja" o "calculadora de relés telefónicos de los laboratorios Bell modelo 1". La Bell instaló teletipos conectados a la red telefónica que se comunicaban con el Model 1, de manera que se convertía en la primera máquina que efectuaba cálculos a distancia. Después, Stibitz construyó cuatro modelos más, hasta el V.

Howard H. Aiken construyó en la universidad de Harvard el MARK 1, siguiendo los planos de Babbage. Fue la primera calculadora registro controlada por un programa. El registro es un dispositivo que permite grabar la representación física de la información en la misma máquina, que más tarde se llamará "memoria". Para financiar el proyecto, Aiken se dirigió a Thomas Watson (presidente y director general de IBM), que aceptó hasta que un desacuerdo les separó. En IBM la máquina se llamará ASCC (Automatic Sequence-Controled Calculator), que finalmente ofrecerá a la Universidad de Harvard para realizar trabajos militares secretos. Aiken construyó después tres modelos más del MARK. El MARK 1 se quedó anticuado con la aparición del ENIAC, máquina menos conocida porque fue construida en secreto en la Universidad de Pensilvania.

La electrónica era mucho mejor que cualquier tecnología anterior, pero tenía un gran inconveniente: el único medio eran los tubos de vacío con una gran fragilidad. Los primeros en utilizar tubos de vacío fueron John V. Atanasoff y Clifford Berry con su ABC (Atanasoff-Berry Computer). Esta máquina era lenta y no programable, aunque inspiró a las futuras máquinas electrónicas, como el ENIAC.

La construcción del ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Calculator) comenzó en la Moore School de Pensilvania, como un secreto militar. Fue construida principalmente por J. Presper Eckert y John W. Mauchly, mientras que el teniente Goldstine se encargó de la relación con la armada. Se inauguró el 15 de Febrero de 1946 con la demostración de un cálculo de trayectoria balística. Su funcionamiento fue muy satisfactorio. Varias ideas que sirvieron para realizar el ENIAC procedían de Atanasoff, como la utilización de tubos electrónicos, aunque otras de las ideas de éste se dejaron de lado, como la utilización del binario. A diferencia del ABC, el ENIAC era programable (aunque complicado) y funcionaba a gran velocidad. Contenía 17.468 tubos y el fallo de uno solo anulaba el cálculo que se estuviera realizando. Consumía tanta energía que se decía que cuando se ponía en marcha, todas las luces del barrio de Filadelfia se apagaban.

Fuente: "Historia y crítica de la informática", Philippe Breton.