HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS, PARTE 1

Los Precursores

En el año 1956 se recuperan unos planos, que habían desaparecido durante la Segunda Guerra Mundial, referidos a una máquina de calcular diseñada en 1623 por Wilhelm Schickard (1592-1635). En un pequeño pueblo en el sudoeste de Alemania, Schickard diseña y construye su “Reloj Calculador”. Era una máquina que podía sumar y restar, utilizando hasta 6 dígitos. Cuando el resultado excedía los 6 dígitos sonaba una campana que indicaba la condición de “overflow”. La máquina y los planos de fabricación de la misma desaparecieron por 300 años, hasta que son recuperados primero en 1935 y definitivamente en 1956. A partir de los mismos, se reconstruye la máquina en 1960 y se verifica que funcionaba correctamente.

El antecedente más concreto se refiere a la denominada “Pascaline”, una máquina de calcular de 5 dígitos construida por el francés Blaise Pascal en 1642. Tenía 21 años cuando decidió ayudar a su padre, recolector de impuestos, quien se pasaba horas sumando cifras. Construyó una máquina basada en pesos que subían y bajaban (la máquina de Schickard utilizaba engranajes), la cual perfeccionó hasta lograr que el resultado pudiera tener hasta 8 dígitos. El aparato podía restar, aunque lo hacía de una manera muy particular: si se deseaba restar 16 en una Pascaline de 6 dígitos había que sumarle el número 999984. Varias de estas máquinas se encuentran actualmente en diversos museos de ciencias.

Jacquard y sus telares

Durante los siglos XVIII y XIX la industria textil era una de las más competitivas y se guardaba con gran secreto cualquier innovación que pudiera incrementar la producción. El problema con los telares residía en la dificultad para manipular sincronizadamente un gran número de agujas y en distintas trayectorias. Se habían desarrollado varios procedimientos, pero todos ellos eran complicados, “pesados” y costosos. El francés Joseph Jacquard desarrolló un dispositivo que permitió automatizar a los telares y que un siglo más tarde sería una de las bases de las computadoras. La idea de Jacquard fue simple y brillante: se toma una tarjeta y se le hacen una serie de agujeros en los lugares donde se quiere que actúen las agujas; así las mismas construyen el tejido de una manera rápida y exacta. Cuando hay que modificar el diseño del tejido, solamente se cambia la tarjeta y la tarea se agiliza notablemente y se realiza con gran exactitud. Patentado en 1801, pronto hubo miles de telares Jacquard fabricando tejidos de los más variados diseños y a un costo inferior comparado con los anteriores productos. Para mostrar la efectividad de su invento, Jacquard fabricó un retrato de si mismo en cuero. El trabajo requirió la utilización de 20.000 tarjetas perforadas, pero el resultado fue impactante y el número de telares vendidos se incrementó considerablemente.

A comienzos del siglo XIX aparece en Europa otra máquina automática: Wolfgang von Kempelen, un inventor húngaro, recorre el continente exhibiendo al Autómata Ajedrecístico Maelzel, un aparato que derrota a numerosos contrincantes en el juego ciencia. Años después se supo que la máquina era un fraude, ya que era un jugador humano quien en su interior realizaba los movimientos. No obstante, el aparato de von Kempelem estimula a numerosos inventores a perfeccionar distintos dispositivos que juegan de acuerdo a programas preestablecidos.

Babbage y sus máquinas

Los desarrollos más significativos del siglo XIX y verdaderos precursores de las actuales computadoras fueron realizados por Charles Babbage, un científico inglés profesor de Matemáticas de la Universidad de Cambridge. Al verificar que ciertas tablas preparadas por la Sociedad de Astronomía inglesa estaban plagadas de errores, consideró imprescindible crear una máquina que pudiera realizar los cálculos exactamente. Esta máquina sería conceptualmente diferente a las existentes en la época y estaría constituida por cientos de engranajes, ejes, ruedas dentadas y contadores. La “Máquina Diferencial” (denominada así porque estaba basada en las tablas de diferencias de los cuadrados de los números) debería poder resolver cualquier problema de cálculo. Babbage solicitó y obtuvo del gobierno inglés una importante cantidad de dinero para llevar a cabo su proyecto.

Durante cuatro años, Babbage y sus colaboradores trabajan con desvelo en el proyecto. Tuvieron que fabricar numerosas piezas ya que en aquel momento la industria metal-mecánica estaba atrasada respecto a sus necesidades. Al final, calculan que la máquina podría llegar a pesar más de dos toneladas, pero que la tecnología para su construcción aún no existía. La experiencia adquirida en esos cuatro años le permite escribir un libro donde muestra los errores de la industria metalúrgica de la época y donde sugiere una enorme cantidad de mejoras. El libro es actualmente considerado el precursor de la ciencia denominada Investigación Operativa.

A pesar de la imposibilidad de la construcción de la máquina diferencial, Babbage continúa pensando en la solución al problema de los cálculos exactos. Diseña un aparato más poderoso, la “Máquina Analítica” la cual funcionaría en base a tarjetas perforadas similares a las inventadas por Jacquard. Este nuevo dispositivo no sólo realizaría las operaciones de suma, resta, multiplicación y división, sino que su diseño le permitiría “controlarse a si misma”. Los resultados de los cálculos intermedios serían realimentados en la máquina para resolver problemas más complejos sin la intervención de un operador humano. Según las palabras de Babbage: “¡Que la máquina se coma su propia cola!”. El diseño de la máquina incluía un “almacén” o memoria constituida por 1000 números de 50 dígitos que serían utilizados para “conducir” los procesos de cálculos. Por último, los resultados parciales y finales serían impresos en una serie de discos de cobre especialmente tallados. Babbage profetizó el control automático en la industria a partir de los conceptos de realimentación y memoria que incluía su máquina analítica.

La máquina analítica tampoco pudo ser construída debido a que la industria metalúrgica no estaba preparada para las innovadoras ideas de Babbage. El gobierno inglés dejó de subsidiarlo y el científico puso su propio dinero para continuar sus trabajos. Sus colaboradores, tras adquirir una experiencia inigualable para la época, paulatinamente lo abandonan y se transforman en líderes de la industria de máquinas-herramientas. Babbage muere en 1871.

Hollerith y el censo

El gobierno de Estados Unidos pretendía realizar un censo de su población cada 10 años. Al realizar el de 1880, se encuentran que demoran 7 años en completar el resumen de la información. Teniendo en cuenta el natural crecimiento vegetativo de su población era lógico suponer que tarde o temprano no alcanzarían los diez años entre los sucesivos censos para completar el trabajo. La solución la encuentra un estadístico, el Dr. Herman Hollerith, quien utilizando las ideas de Jacquard y Babbage consigue un contrato del gobierno americano para realizar la tarea y concluye su tarea demorando un tercio del tiempo del censo anterior.

Hollerith tiene una tremenda ventaja respecto a sus predecesores: la energía eléctrica. Construye la primer máquina de calcular eléctrica que usa tarjetas perforadas. Éstas flotaban en una pileta con mercurio; cuando las agujas telescópicas pertenecientes al cabezal lector de la máquina atravesaban un agujero de la tarjeta perforada y contactaban al mercurio, se cerraba un circuito eléctrico y se sumaba uno al número de censados. Convencido de la factibilidad comercial de su invento en otras áreas, amplia su empresa y vende dos sistemas contables basados en tarjetas perforadas a empresas ferroviarias. La fusión de su empresa con otras del ramo genera en primer término a la “Computing-Recording Company” y años más tarde a la famosa “International Business Machine” (IBM).