CAPÍTULO I

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Basndonos en la universal ley del mnimo esfuerzo, conocida sobradamente por todos, podramos enfocar los logros tecnolgicos como la consecuencia de no querer cansarnos ms de lo necesario. En el caso de la informtica, su nacimiento y evolucin se deberan a la necesidad de querer automatizar el clculo matemtico y a no querer contar con los dedos. 1.1 Los antecesores Hacia el 2000 a. de C. ya se tiene constancia de la existencia de cierto tipo de bacos. En sus orgenes, consista en una serie de piedras (piedra = clculo, operaciones con piedras = calcular) que se colocaban en surcos hechos en el suelo. El baco se considera una de las primeras mquinas para la realizacin de operaciones de clculo, an vigente hoy en da. En Europa, el uso del baco, muy extendido hasta la Edad Media, queda relegado al olvido con la incursin del sistema de numeracin decimal por parte de los rabes.

Figura 1 - Modelo de baco (Enciclopedia Britnica).

En 1614 John Napier (1550-1617), matemtico escocs, public la obra Mirifici Logarithmorum Canonis Descriptio, ejusque usus in utroque Trigonometra; ut etiam in omni logistica mathematica, amplissimi, facillimi, et expeditissimi explicatio, donde da a conocer los logaritmos o nmeros artificiales, como l los llamaba. Gracias a estos nmeros, las multiplicaciones se convierten en sumas, las potencias en productos, y las races en divisiones, simplificando enormemente los clculos matemticos. Por ejemplo, para multiplicar dos nmeros se suman sus logaritmos y del resultado se busca el antilogaritmo. En 1620 Edmund Gunther (1581-1626), profesor de astronoma, invent el mtodo que lleva su nombre, colocando una escala logartmica sobre una regla. 3

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Un poco de historia

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Figura 2 - John Napier.

En 1623 William Oughtret (1574-1660), mediante dos reglas de Gunther que se deslizaban una sobre otra, invent un mecanismo sencillo que operaba mediante logaritmos. Fue la primera regla de clculo y permita realizar, adems de clculos bsicos, funciones trigonomtricas, exponentes y clculos complejos. Fue muy utilizada hasta los aos 70, momento en el cual la calculadora electrnica toma protagonismo. Hay que hacer notar que las operaciones con logaritmos daban valores aproximados, mientras que las operaciones llevadas a cabo con el sistema tradicional del baco proporcionan valores exactos. Leonardo Da Vinci (1452-1519) esboz la primera mquina capaz de realizar operaciones matemticas. Tambin en 1623 Wilhelm Schickard (1592-1635) construye el primer mecanismo de clculo automtico. Serva para sumar y restar nmeros de hasta seis cifras y dispona de un avisador acstico que se activaba en caso de rebasamiento de la capacidad de clculo. No era una mquina programable, an tendran que pasar 200 aos para que Charles Babbage presentara su mquina de diferencias y ms de 300 para que Konrad Zuse terminara su primera computadora, la Z1. En el ao 1642 la idea de conseguir un mecanismo de clculo lleva a la aparicin de la Pascalina, la que se podra considerar la primera calculadora. Inventada por Blaise Pascal (1623-1662), era un mecanismo de relo-

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Los principios utilizados por Pascal, en lo que se refiere a mecanismos y engranajes, siguen utilizndose hoy en da. Son los principios de funcionamiento del cuentakilmetros de los vehculos y las cajas registradoras o sumadoras mecnicas y tienen las siguientes caractersticas: Los dgitos se encadenan de forma automtica mediante sistemas de enganche. Para restar se invierte el sentido de los engranajes utilizados para sumar. Multiplicacin y divisin se consiguen mediante sumas y restas repetidas.

Figura 3 - Blaise Pascal.

En 1663 Samuel Morland (1625-1675), al parecer basndose en un diseo de Pascal de 1642, fabric una mquina capaz de realizar clculos trigonomtricos.

Figura 4 - La Pascalina.

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jera que permita realizar sumas y restas mediante combinaciones de ruedas dentadas.

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En 1694 Wilhelm Leibnitz (1646-1716), basndose en los principios utilizados por Pascal, invent una mquina capaz de sumar, restar, multiplicar y dividir. Ya en 1679 escriba sobre la idoneidad de aplicar el sistema binario al clculo mecnico. 1.2 Los primeros procesadores Hasta este momento todo era ms o menos manual, por lo cual el siguiente paso era lgico. Charles Babbage (1791-1871), matemtico ingls y catedrtico en Cambridge, invent una mquina capaz de calcular tablas matemticas, la mquina de diferencias. En 1834, mientras trabajaba en la mejora de su mquina, concibi la idea de una mquina analtica capaz de realizar tareas de clculo de propsito general (suma, resta, multiplicacin y divisin) de forma automtica. Dicha mquina tendra capacidad para realizar hasta sesenta operaciones por minuto y podra almacenar hasta mil nmeros de cincuenta cifras. Recibi el nombre de "la locura de Babbage", debido a las enormes dificultades que implicaba su puesta en prctica. Las tolerancias exigidas sobrepasaban el nivel de la tecnologa de la poca y no pudo ser llevada a la prctica por ser demasiado grande y demasiado complicada.

Figura 5 - Charles Babbage.

Entre 1847 y 1849 Babbage dise la segunda mquina de diferencias. Construida en 1985 por el Science Museum of Kensington, estaba compuesta por cuatro mil piezas y pesaba unas tres toneladas. De todas formas, las ideas implicadas en dicho proyecto son de aplicacin actual en los modernos ordenadores (memoria, control de programas secuenciales e impresin).

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En 1833 Augusta Ada Lovelace, hija del conocido poeta Lord Byron, oye hablar de la mquina de diferencias. Una mquina para realizar clculos que estaba construyendo Charles Babbage. Se dice que fue la nica persona que al ver la mquina comprendi su funcionamiento y las implicaciones que una mquina de este tipo podra tener. Lady Augusta acaba convirtindose en colaboradora de Babbage y es la que sugiere la adaptacin del sistema de tarjetas perforadas aplicado en el telar de Jackard para que la mquina pudiera realizar ciertas tareas de forma repetitiva.

Figura 6 - Lady Augusta Ada Lovelace.

Por los escritos que dej Augusta Ada Lovelace, parece ser que ya intuy las implicaciones de la mquina analtica como sistema capaz de manejar smbolos. Con veintisiete aos decide traducir al ingls los escritos que un admirador de Babbage, Luigi Menabrea, fue tomando de las conferencias que ste dio en Italia acerca de su mquina analtica. Aade sus propias notas a la traduccin, que se duplica en extensin, y se titula The Sketch of the Analytical Engine. En 1979, el departamento de Defensa de los Estados Unidos bautiz en su honor un nuevo lenguaje de programacin que recibi el nombre de ADA. Los primeros ordenadores que empezaron a parecerse a los actuales funcionaban basndose en este tipo de tarjetas. Eran de cartulina y contenan partes de programa escritas en forma de perforaciones distribuidas en filas y columnas (10 filas x 80 columnas). En 1890 se realiz el censo de los Estados Unidos utilizando el sistema de tarjetas perforadas desarrollado por Herman Hollerith (1860-1929). 7

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En 1801 Joseph-Marie Jackard (1753-1834) invent el telar automtico. Este telar se controlaba mediante tarjetas de madera perforadas, que determinaban el diseo del tejido deseado.

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Figura 7- Tarjeta perforada de Hollerith.

El ltimo censo, realizado en 1880, tard ocho aos en completarse y ya se calculaba que el prximo censo, el de 1890, tardara ms de diez aos en realizarse. Mediante este nuevo mtodo el plazo se redujo a tres aos, con el consecuente ahorro de dinero (unos cinco millones de dlares de la poca), adems de tiempo. Este fue el primer proceso automatizado de datos.

Figura 8 - Tarjeta del censo de 1890.

Las tarjetas perforadas de Hollerith se basaban en una idea aplicada por algunas lneas ferroviarias, donde los expendedores marcaban las tarjetas con agujeros en lugares que describan los rasgos de los pasajeros (color del pelo, de los ojos, etc.), a modo de tarjeta de identificacin. Como muchas de las preguntas podan contestarse con SI o NO, dise una tarjeta que contestaba a estas preguntas mediante unas perforaciones situadas en lugares predeterminados. En concreto, las perforaciones se alineaban en ochenta columnas. De esta manera, por ejemplo, mediante una mquina que pudiera discriminar la situacin de todas las posibles perforaciones, sera posible separar las tarjetas que tuvieran las perforaciones correspondientes a las personas de menos de cuarenta aos que viviesen en la misma ciudad. 8

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Figura 9 - Herman Hollerith.

Con esta idea Hollerith fund la Tabulating Machine Company y vendi sus productos en todo el mundo. En 1911 la Tabulating Machine Company form la Computing-Tabulating-Recording-Company. Hasta entonces los resultados de las mquinas tabuladoras se gestionaban de manera manual. En 1919 la compaa anuncia la aparicin de la primera mquina impresora, hecho que revoluciona completamente la forma en que las compaas hacan sus operaciones. En 1924 la compaa cambia de nombre y adopta la denominacin de una de las compaas absorbidas: International Business Machines Corporation