miércoles, 25 de julio de 2007

LA PRIMERA COMPUTADORA


La mayoría de los libros relativos a temas de computación o informática que se publicaron durante las décadas del 60, 70 y 80 contenían una breve reseña de la historia de las computadoras. Se describían algunas máquinas de calcular mecánicas, los desarrollos del inglés Babbage (la máquina diferencial y la máquina analítica), la máquina tabuladora de Hollerith y la primera generación de computadoras: la inglesa “Colossus” construida a finales de 1943 con el objetivo de decodificar el sistema de encriptamiento utilizado por los alemanes durante la guerra y la norteamericana Harvard MkI, una computadora programable de propósito general, electromecánica, construida también en 1943 en la Universidad de Harvard con el apoyo financiero de IBM.

Sin embargo, la primera computadora había sido construida años atrás por un joven ingeniero alemán (tenía 28 años cuando la finalizó) sin apoyo oficial o de alguna universidad, con una pequeña ayuda de sus amigos y el lugar de trabajo elegido fue el living del departamento de sus padres.


ANTES DE LA GUERRA

Konrad Zuse nació en Berlín en 1910; se graduó de Ingeniero Civil en 1935. Su primer trabajo fue en la fábrica de aviones Henschel; ahí notó un problema que ya lo había preocupado durante sus estudios universitarios: cuando se diseñaba un puente, un edificio, una estructura y se modificaba algún parámetro o coeficiente, se debían repetir casi todos los cálculos. En la fábrica le entregaban hojas con las fórmulas preimpresas y el realizaba la “tediosa” tarea de calcular los resultados parciales y finales. La conclusión fue inevitable: había que crear una máquina a la que se alimentara con datos y que automáticamente genere los resultados. Habló con sus padres y algunos amigos quienes le prometieron ayudarlo económicamente. Renunció al trabajo y junto a otros amigos comenzó, en 1936, el diseño y la construcción de la Z1.

Las máquinas de calcular de la época estaban basadas en el sistema decimal (sistema de numeración que utiliza 10 dígitos, del 0 al 9) y poseían componentes mecánicos rotativos. La formación profesional de Zuse y su espíritu creativo lo condujeron al sistema binario (utiliza dos dígitos, 0 y 1). Usó láminas de metal que sólo podían tener dos posiciones; el movimiento de las láminas en una dirección implicaba el traslado de otros componentes en otros niveles de la máquina, incluyendo movimientos en una dirección perpendicular a la del sentido original. Tras dos años de trabajo (1938), la primera computadora estaba en condiciones operativas y podía calcular un determinante de 3 x 3. Operaba con números de punto flotante y la memoria, constituida por láminas de metal, permitía almacenar hasta 16 números. Los datos se ingresaban mediante un teclado, el programa se introducía mediante una cinta perforada y los resultados se mostraban mediante lámparas eléctricas. La Z1 era un aparato absolutamente mecánico en su funcionamiento y altamente complejo en su estructura interna, pero realizaba cálculos y resolvía el nivel de problemas para los cuales fue diseñada. Era el momento de perfeccionarla, incluyéndole dispositivos eléctricos o electrónicos.

Un ingeniero electrónico le sugirió la utilización de tubos al vacío; los cálculos mostraron que necesitaban más de 2000 tubos, cientos de componentes adicionales y una enorme cantidad de energía para su funcionamiento. Consultaron con otros especialistas en la Universidad y la conclusión fue unánime: no era factible una máquina con tales características. En 1945, siete años después, Eckert y Mauchly construyen la ENIAC, una computadora electrónica digital que tenía más de 17000 tubos al vacío, pesaba 30 toneladas y consumía entre 130 y 140 kilowatts de energía.

DURANTE LA GUERRA

El comienzo de la Segunda Guerra Mundial interrumpe los trabajos de Zuse, ya que es convocado a combatir como soldado. Varios científicos tratan de convencer a los militares sobre la importancia de las ideas de Zuse. Les ofrecen concluir en dos años un equipo automático de defensa antiaérea; son rechazados porque los militares consideran que en dos años la guerra ya habrá terminado. Al final, logran convencerlos y tras seis meses de servicio, Zuse retorna a la fábrica de aviones Henschel. En 1940 desarrolla dos máquinas que miden automáticamente ciertos parámetros de un proyectil, transforman las medidas analógicas en un número digital y realizan cálculos basados en esos números. Estas máquinas son consideradas los primeros convertidores analógico-digitales que incluyen etapas de cálculo digital. Durante ese año fabrica la segunda computadora, la Z2, cuyo procesador está construido con relés mientras que la memoria sigue siendo mecánica. Zuse exhibe la Z2 ante la Oficina de Investigaciones Aeroespaciales, la cual decide financiar parcialmente la construcción del siguiente modelo. En paralelo a su trabajo en la fábrica de aviones, Zuse crea su propia empresa: “Zuse Ingenierurbüro und Apparatebau, Berlin”, la primera empresa en la mundo dedicada exclusivamente a la fabricación de computadoras, otra información escasamente conocida del científico alemán.

La Z3 se termina en 1941: sólo tiene componentes eléctricos y una memoria de 64 palabras. La unidad aritmética y de control utiliza 1200 relés mientras que la memoria emplea 1400 relés. Un nuevo contrato y comienza la construcción de la Z4. Tendrá una memoria de 1024 palabras de 32 bits y cuando está terminada (1945) la guerra ha finalizado para los alemanes. Zuse huye de Berlín, ocupada por los rusos, y se traslada junto a la Z4 al sur de Alemania. Allí es entrevistado por ingleses y norteamericanos, a la búsqueda de científicos para llevar a sus países. Nuevamente, sus máquinas e ideas son rechazadas y debe permanecer estacionado hasta nuevo aviso.

DESPUÉS DE LA GUERRA

En una pequeña aldea de los Alpes e imposibilitado de continuar trabajando en su empresa, encuentra el tiempo necesario para concentrarse en el problema del procesamiento de datos. Como resultados de sus estudios, diseña el primer lenguaje de programación de alto nivel: el plankalkül (Cálculo de Programas). Zuse comprendió que sus primeras computadoras eran básicamente máquinas algebraicas construidas para realizar solamente cálculos técnicos y científicos. Ahora era el tiempo de fabricar máquinas “lógicas” que permitieran el procesamiento de símbolos. Lamentablemente, las condiciones técnicas y económicas del confinamiento impidieron que Zuse concretara en la práctica tanto su “maquina lógica” como el plankalkül. Siguió generando ideas y proyectos que se adelantaban a su época: un dispositivo acoplado a la Z4 permitiría tipear en un teclado fórmulas matemáticas según la notación convencional y la máquina se encargaría de transformarlo en código assembler.

En 1949, un profesor de la Universidad de Zurich decide alquilarle la Z4 y ponerla en operación en Suiza; incluye como condición de alquiler la impresión automática de los resultados mediante una máquina de escribir. Con el dinero del alquiler reflota su compañía y comienza la fabricación de nuevos modelos (Z5, Z6,....., Z22) hasta que la competencia de los productos norteamericanos lo lleva a la quiebra en 1962. Para colmo de males, un juez alemán le niega la patente de la Z3 por considerarla “ausencia de inventiva”. Recién en sus últimos años, logra el reconocimiento de numerosas universidades, asociaciones científicas y del gobierno alemán. Konrad Zuse fallece en Alemania en 1995.

Numerosos historiadores coinciden en que los nazis perdieron la guerra en Stalingrado. Zuse no era nazi, su gran pasión fueron las computadoras y de su mente privilegiada surgieron ideas que sólo pedían dinero, tiempo y colaboradores para ponerlas en práctica. Haciendo un ejercicio de historia-ficción (“hipótesis contrafácticas”) podríamos suponer que la poderosa maquinaria de guerra alemana habría sido imbatible con las computadoras que Zuse podría haber construido. Por suerte ello no sucedió. Los inevitables burócratas que rechazaron las ideas de Zuse evitaron que el Holocausto tuviera dimensiones aún más terribles. Sino, tal vez, estaríamos por ir a comprar el nuevo entorno operativo “Fenster Vista”.

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