viernes, 6 de julio de 2012

Historia de la informática: Primera generación (I)



Los primeros ordenadores de la historia fueron máquinas mecánicas, movidas por electricidad, la Zuse Z1 usaba principalmente componentes mecánicos, por ejemplo unas varillas hacían de memoria, dependiendo de si estaban metidas o sacadas almacenaban un cero o un uno.

Las partes mecánicas daban muchos problemas de fiabilidad, por lo que fueron remplazadas por componentes electrónicos para producir máquinas mas versátiles y fiables, la Zuse Z3 usaba relés, mientras que la Atanasoff Berry usaba ya lámparas.

Las primeras máquinas era de uso específico, solo servían para una tarea, en contra de las posteriores que eran de propósito general, podían hacer cualquier cosa mediante programación.

1941

La Zuse Z3 era una calculadora programable, usaba una cinta de papel para introducir operaciones y datos, apoyado por un teclado numérico decimal. La máquina ejecutaba las instrucciones una a una, sin posibilidad de saltos, hasta obtener un resultado. Este se mantenía en la memoria, solo disponía de 64 palabras, cada una capaz de almacenar un número en coma flotante. La máquina podía sumar, restar, multiplicar, dividir, y la joya de la corona era su posibilidad de obtener raíces cuadradas. Se podía consultar la memoria mediante una pantalla en que se presentaba su contenido, no se pensó en dotarla de una impresora.

Foto de la Z1 original, montada en la casa de sus padres en Berlín
La Z3 reconstruida, montada a base de relés. La original fue destruida en los bombardeos

1942

La Atanasoff Berry Computer era una máquina basada en lámparas, que solo podía usarse para resolver sistemas de ecuaciones lineales de hasta 29 incógnitas, por el sistema de triangulación. Los datos se introducían en formato decimal, y la máquina los transformaba en binario, almacenándolos en una memoria formada por condensadores, lo que representaba la necesidad de refrescar continuamente la memoria, dispuestos en una rotores que giraban continuamente, por lo que hay que esperar que el dato esté en la posición adecuada para leerlo. La entrada se hacía leyendo tarjetas perforadas con los términos de las ecuaciones, y la salida se presentaba en un display, un solo número decimal a la vez. La máquina tenía una tasa de error cada 100.000 cálculos, lo que en la práctica la impedía resolver sistema de ecuaciones grandes.

Berry con la ABC. Se aprecian las lámparas debajo, detrás de las cubiertas superiores están los tambores.


Reconstrucción modernas de las memoria de tambor de la ABC. Cada cuadradito es un condensador.

1944

La Colossus Mark I y Mark II eran máquinas que solo servían para descifrar los mensajes cifrados de la Alemania Nazi, generados por la máquina Lorenz SZ40/42, denominada la "Enigma". La máquina funcionaba a lámparas, y su funcionamiento era sencillo, comparaba dos flujos de datos, el mensaje original cifrado se leía a gran velocidad a través de una cinta de papel, mientras que el otro flujo de datos era generado internamente, y era una simulación electrónica de la máquina de Lorenz en varias combinaciones. Luego contaba cada coincidencia usando una función programable booleana. Si el número de coincidencias para una combinación era superior a una cierta cantidad, la salida era escrita en una máquina de escribir eléctrica. Como las lámparas eran propensas a romperse en los arranques, las máquinas se mantenían continuamente encendidas.

Un Colossus Mark II. Se aprecia la cinta cargada al fondo
Reconstrucción moderna, los rodillos son los que generan las claves
 La Harvard Mark I era una calculadora programable, que podía ejecutar solo 5 operaciones básicas, suma, resta, multiplicación, división y referencia a resultados anteriores. Usaba una mezcla de componentes mecánicos y eléctricos, aunque su funcionamiento principal era electrónico. Recibía las instrucciones y datos a través de cinta perforada de papel, mientras que la salida era por máquinas de escribir eléctricas o perforadoras de tarjetas. Para conseguir un salto en las instrucciones del programa, los técnicos debían parar la máquina y cambiar la cinta de instrucciones, lo que fue mejorado posteriormente con la posibilidad de usar 22 cintas, y poder elegir entre cual de ellas ejecutar en función de valores de los registros. Esta programación muy primitiva es la primera con saltos condicionales de la historia.
Esta era la CPU, los cables de debajo es la forma de micro-programar las instrucciones

1946

La ENIAC fue una calculadora en base decimal con capacidad de programación mejorada, ya que disponía de un conjunto de instrucciones de programación con saltos condicionales o manejo de subrutinas, lo que la convertía en una máquina muy versátil. Estaba compuesta solo por lámparas, dejando de lado los componentes mecánicos anteriormente usados. Igual que con la Colosus, cada vez que se encendía la máquina era propensa a que se fundieran algunas lámparas, por lo que inicialmente era poco operativa, pero recurrieron al no apagarla nunca, lo que hacía que solo se fundiese una lámpara cada 2 días de media, llegando a estar 5 días funcionando sin problemas. La programación se efectuaba mediante unos paneles agujereados, uniendo los agujeros con cables, lo que era similar a las antiguas centralitas telefónicas. Sus creadores, J. Presper Eckert y John Mauchly, fundaron la Eckert–Mauchly Computer Corporation (EMCC), en la que fabricaron algunas máquinas como la EDVAC, BINAC y la UNIVAC.

Programando la ENIAC, el programador cogía un panel vacío y se dirigía a la máquina para empezar.
Seguiré en otras entradas

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