pioneros informática
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Breve descripción de los primeros ordenadores/computadores/máquinas de cálculo.TRANSCRIPT
ININ. TEMA 2, Pioneros Luis Miguel López Pardo
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Pioneros: primeros ordenadores
1 Z3
Se trataba del primer ordenador programable,
completamente automático, diseñado por Konrad Zuse
(Alemania, 1910-1995). Contenía aproximadamente 2000
relés, que le permitían operar a una frecuencia entre 5 y
10 Hz, usando película perforada como memoria.
Completado en 1941, fue empleado por el Instituto
Alemán de Investigaciones Aeronáuticas para realizar
análisis de estabilidad en el diseño de alas.
Especificaciones
- Tiempo necesario para una suma: 0.8
segundos. 3 segundos para una multiplicación.
- Unidad aritmética de coma flotante de 22 bits,
capaz de realizar sumas, restas, productos,
divisiones y raíces cuadradas.
- Memoria para datos: 64 palabras, con una
longitud de 22 bits cada una.
- Entrada de datos mediante una terminal con
teclado, y salida mediante una fila de
lámparas.
- Consumo de aproximadamente 4000 vatios.
- Peso de una tonelada.
El primer prototipo fue destruido en un
bombardeo sobre Berlín durante la Segunda Guerra
Mundial en 1943, siendo reconstruida una réplica en
1960 por la empresa Zuse KG.
Réplica del Z3, en exhibición en el Deutsches Museum
Detalle de los relés del Z3
Zuse a principios de los 80, con el Z3 al fondo, sosteniendo en sus manos un Commodore 64 a modo de comparación.
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2 COLOSSUS
Nombre dado a una serie de ordenadores,
desarrollados entre 1943 y 1945 por Tommy Flowers
(Reino Unido, 1905 – 1998), con el fin principal de
ayudar en el análisis del código Lorenz (cifrado usado
por los teletipos alemanes durante la Segunda
Guerra Mundial).
Con una CPU formada por entre 1600 y 2400
válvulas de vacío y tiratrones (válvulas termoiónicas
rellenas de gas), carecía de memoria de acceso
aleatorio o RAM como la conocemos hoy,
dependiendo únicamente del estado de
interruptores y clavijas para codificar la información
con la que trabajaba. Aún así, era considerado como
un ordenador electrónico digital.
Un segundo prototipo, el Colossus Mk 2, fue creado en 1944, y fue
empleado para decodificar las comunicaciones telegráficas entre las tropas
alemanas antes y durante el Desembarco de Normandía.
La entrada de datos se realizaba mediante cintas de papel continuo
perforadas, formando una codificación de bits que era leída por una serie
de fotomultiplicadores (detectores ópticos de vacío), a una velocidad de
25000 caracteres por segundo. Estos datos eran procesados por hasta 5
procesadores en paralelo, realizando cada uno de ellos hasta 100
operaciones booleanas por segundo.
Destruidos (supuestamente) todos los prototipos
existentes tras la Segunda Guerra Mundial, el Colossus
fue un secreto hasta la década de los 70, siendo
construída una réplica en 2007, exhibida en el National
Museum of Computing en Bletchley Park
(Buckinghamshire, Inglaterra).
Colossus Mk 2 en funcionamiento. Se observa la alimentación de la cinta de papel perforado.
Tommy Flowers
Réplica del Colossus Mk2, actualmente en exhibición en el museo de la base militar de Bletchley Park.
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3 ENIAC
Acrónimo de Electronic Numerical Integrator and Computer (Ordenador e integrador numérico
electrónico), se trataba del primer ordenador digital multipropósito.
Diseñado inicialmente por John Mauchly (USA, 1907-1980) y J.
Presper Eckert (USA, 1919-1995) de la Universidad de Pensilvania en 1943
bajo el nombre “Proyecto PX”, en 1946, los diseñadores junto con su
equipo de colaboradores, renunciaron a sus puestos en la Universidad de
Pensilvania para fundar la Eckert-Mauchly Computer Corporation, empresa
que continuaría con el desarrollo del ENIAC.
El ENIAC contenía casi 18000 válvulas de vacío, 7000 diodos, 1500
relés, 70000 resistencias, 10000 condensadores, todos ellos unidos por
unos 5 millones de soldaduras hechas a mano. Usando acumuladores de
20 dígitos capaces de realizar 5000 operaciones de sumas o restas simples
por segundo, era posible conectar varios acumuladores en paralelo, con lo
que se conseguían velocidades de cómputo mucho más altas.
Con un tiempo de ciclo de 200 microsegundos, en cada ciclo el
ENIAC podía escribir o leer un número en o desde un registro, o bien
sumar o restar dos números.
Necesitaba 14 ciclos, para realizar un producto de 10x10 dígitos, es
decir, 357 productos por segundo, mientras que eran necesarios 143 ciclos
para realizar una división o raíz cuadrada, a una ratio de 35 operaciones
por segundo.
Con un peso de unas 27 toneladas y una
superficie de unos 160 m2, su consumo
energético era de aproximadamente 15
kilovatios hora, lo que dio lugar al rumor entre
el mundillo académico de que cuando se
conectaba ENIAC, las luces de Filadelfia
disminuían de intensidad.
Aunque inicialmente se encontraba en la
Universidad de Filadelfia, fue trasladado a la
base militar de Aberdeen, Maryland, en julio
de 1947, donde estuvo operativo hasta las
23:45 del 2 de Octubre de 1955, cuando fue
desconectado.
John Mauchly
J. Presper Eckert
ENIAC y sus distintos componentes.
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Usaba un lector y un perforador de tarjetas como dispositivos de entrada y salida
respectivamente, ambos fabricados por IBM.
Si bien uno de los primeros roles del ENIAC era el cálculo de trayectorias balísticas para el ejército
de los Estados Unidos, se acabó empleando en la investigación de la bomba de hidrógeno, para lo que
fueron necesarias un millón de tarjetas perforadas, (entre inputs y outputs).
4 ABC (ATANASOFF–BERRY COMPUTER)
Diseñada por John Vincent Atanasoff (USA, 1903-1995) y Clifford Berry
(USA, 1918-1963), de la Universidad de Iowa en 1942, se trataba de una
máquina no programable, siendo únicamente capaz de resolver ecuaciones
lineales.
Usando más de 300 válvulas de vacío, 1,6 km de cable y 31 tiratrones,
el ABC pesaba unos 320Kg. Aunque no era capaz de pasar el test de Turing
(mientras el resto de ordenadores en este documento sí), fue la primera
máquina de computación electrónica en implementar tres conceptos que
siguen siendo ciertos hoy en día, como el uso de código binario para la
representación de datos, la realización de cálculos aritméticos por medios
electrónicos y no mecánicos, y la separación entre el sistema de computación
o cálculo y el de memoria (como hoy diferenciaríamos entre CPU y RAM).
Con una velocidad de 30 sumas o restas por segundo, la salida se
representaba en grupos de 50 bits, pudiendo almacenar en memoria hasta 60
de estos grupos, es decir, 3000 bits.
Una de las características de esta máquina, es que no era
completamente automática, siendo necesaria la intervención humana durante
la resolución de un problema, mediante el accionamiento de interruptores,
conexionado de clavijas, etc.
Pese a esto, la máquina era
extremadamente útil, ya que podía operar con
dos ecuaciones lineales con hasta 29 incógnitas
y una constante, eliminando una variable en cada ciclo hasta quedarse
únicamente con dos, (ignoro si luego volvía a hacer sucesivas iteraciones
para obtener el resto de incógnitas o esto ya tenía que hacerse a
mano…).
Réplica del ABC, en exhibición en el Computer History Museum de Mountain View, California.
John Vincent Atanasoff
Clifford Berry
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5 HARVARD MARK 1
Basándose en el diseño de Howard H. Aiken (USA, 1900-1973) de 1937, el
Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) o Mark 1 como era llamado por
los investigadores de la universidad de Harvard, fue desarrollado por IBM en
1944.
Consistía en una unidad de cálculo mecánica, accionada por un motor de 4
kilovatios, y contenía 800km de cable, 3500 relés multipolares, 2225 contadores,
1464 interruptores y 72 calculadoras mecánicas, lo que lo convertía en la
calculadora electromecánica más grande del mundo.
La entrada de datos se podía hacer de forma manual, mediante los 1464
interruptores antes mencionados, o bien mediante cinta de papel perforada de 24
canales.
Su velocidad de cálculo era de 3 sumas/restas por segundo, un producto
cada 6 segundos, una división cada 15 y un logaritmo cada minuto.
En principio incapaz de procesar programas en bucle, esto se conseguía
físicamente uniendo el final de la cinta de papel con los datos de entrada al final,
creando un bucle físico de papel.
Uno de los primeros programas en correr en el Harvard Mk 1 consistía en
determinar si la implosión era una forma viable de detonar una bomba atómica,
dentro de la investigación llevada a cabo por Von Neumann durante el Proyecto
Manhattan, en 1944.
No fue hasta el Mk III, también diseñado por Aiken, cuando se
comenzaron a usar elementos principalmente electrónicos, como diodos y
lámparas de vacío, aunque se seguían usando elementos mecánicos, como
tambores magnéticos rotatorios para el almacenamiento, y relés mecánicos
para la transmisión de datos entre tambores. El Mk IV ya fue completamente
electrónico, sin componentes mecánicos, usando memorias de núcleo
magnético en sustitución de los relés.
Howard Aiken
Cinta de papel perforado como medio de entrada de datos.
Interruptores para entrada manual de datos.
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Harvard Mark 1