La primera máquina de calcular mecánica, un precursor del
ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise
Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las
que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas
estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar
el número de dientes correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán
Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también
podía multiplicar.
El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un
telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar
el tejido utilizado en los diseños complejos. Durante la década de 1880 el
estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar
tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos.
Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población
de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar
tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos.
La máquina
analítica
También en el siglo XIX el matemático e inventor británico
Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna.
Inventó una serie de máquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para
solucionar problemas matemáticos complejos. Muchos historiadores consideran a
Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron (1815-1852),
hija del poeta inglés Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora
digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la
práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina
analítica, ya tenía muchas de las características de un ordenador moderno.
Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas
perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las
operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro.
Primeros
ordenadores
Los ordenadores analógicos comenzaron a construirse a
principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los cálculos mediante
ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las
aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser
resueltas mediante otros métodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron
sistemas informáticos analógicos, primero mecánicos y más tarde eléctricos,
para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo
a distancia de las bombas en la aviación.
Ordenadores
electrónicos
Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de
científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de
Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente
electrónico: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba
1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo
dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de
los alemanes. En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y
Clifford Berry ya habían construido un prototipo de máquina electrónica en el
Iowa State College (EEUU). Este prototipo y las investigaciones posteriores se
realizaron en el anonimato, y más tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo
del Calculador e integrador numérico digital electrónico (ENIAC) en 1945. El
ENIAC, que según mostró la evidencia se basaba en gran medida en el ‘ordenador’
Atanasoff-Berry (ABC, acrónimo de Electronic Numerical Integrator and
Computer), obtuvo una patente que caducó en 1973, varias décadas más tarde.
El ENIAC contenía
18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de
multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y
debía ser modificado manualmente. Se construyó un sucesor del ENIAC con un
almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático
húngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban
dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones
de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía
resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador.
A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los
ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y
versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas. Como los transistores
utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil más prolongada, a su
desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron
llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se
hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la
fabricación del sistema resultaba más barata.
Circuitos integrados
A finales de la década de 1960 apareció el circuito
integrado (CI), que posibilitó la fabricación de varios transistores en un
único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados.
El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y
los porcentajes de error. El microprocesador se convirtió en una realidad a
mediados de la década de 1970, con la introducción del circuito de integración
a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated) y, más tarde, con el
circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale
Integrated), con varios miles de transistores interconectados soldados sobre un
único sustrato de silicio.
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