La idea detrás de las computadoras digitales puede explicarse diciendo que se trata de máquinas cuyo objetivo es ejecutar cualquier operación que pueda realizar una computadora humana. Esta computadora humana supuestamente sigue reglas fijas y carece de la autoridad para desviarse de ellas en el más mínimo detalle
Alan Turing.
1. Collosus
¿Cómo era su estructura física?
Estaba compuesta por más de 1.500 válvulas o tubos de vacío, la entrada de datos era por medio de tarjetas perforadas y los resultados se almacenaban en relés temporalmente hasta que se les daba salida a través de una máquina de escribir. Era totalmente automática, medía 2.25 metros de alto, 3 metros de largo y 1.20 metros de ancho.
Joskowicz, J. (2012). Historia de las Telecomunicaciones. Instituto de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República Montevideo, Uruguay.
¿Cual es su importancia en el ámbito tecnológico?
El Colossus creado en Londres, 1943, fue el primer ordenador digital programable en el mundo. Este operaba de forma completa mediante el uso de elementos electrónicos. Era capaz de procesar alrededor de 5,000 caracteres por segundo.
El Colossus se encargaba de descifrar los mensajes que los alemanes (Nazi) intercambiaban para comunicarse durante la Segunda Guerra Mundial con la esperanza de detener la guerra o cambiar su curso. Efectivamente, logró reducir el tiempo de guerra en 2-4 años.
A partir del conocimiento adquirido del Colossus, se pudo evolucionar en el aspecto técnologico, ya que Turing sentó las bases de una máquina universal. En esa época, era visto como algo ambicioso, ya que no disponía de la tecnología adecuada.
……………………………………………….. ¿Cómo funcionaba el Colossus?
El Colossus comparaba 2 flujos de datos:
- El mensaje cifrado se leía rápidamente a través de una cinta de papel. (15 caracteres por segundo)
- Simulación electrónica interna de la maquina de Lorenz en varias combinaciones.
Si el numero de coincidencias para una combinación o cifrado superaba el valor establecido, la salida era escrita en una maquina de escribir eléctrica. Ambos datos estaban basados en una función programable Booleana.
¿Que pasó luego?
El Colossus no terminaba de descifrar los mensajes, ya que su propósito era realizar cálculos hasta llegar a un punto intermedio. A partir de esto, el Colossus evolucionó a Mark I y II.
2. ¿Quien fue John Von Neumann?
John Von Neuman fue un polímata húngaro-estadounidense del Siglo XX ( 1903-1957). Debido a sus aportes, es considerado uno de los matemáticos mas brillantes de su época.
Realizó aportes en el área de las matemáticas, mecánica cuántica, teoría computacional, economía, política, etc. Neumann cuestionó la posibilidad de reproducir maquinas autómatas, lo cual lo llevó a participar en la construcción de las primeras computadoras, tal como la ENAIC y la EDVAC. También fue el tutor de Alan Turing. Esto lo llevó a crear su teoría de la Arquitectura Von Neumann.
Las ciencias no tratan de explicar, incluso apenas tratan de interpretar, construyen modelos principalmente. Por modelo, se entiende una construcción matemática que, con la adición de ciertas interpretaciones verbales, describe los fenómenos observados. La justificación de tal construcción matemática es sólo y precisamente que se espera que funcione.
John Von Neumann.
Proyecto y Método
- Participó en el «Proyecto Manhattan» en el cual diseñó y fabricó las bombas que fueron lanzadas sobre Nagasaki y Hiroshima en 1945.
- El Método Montecarlo es utilizado en el campo de la Estadística para resolver complejos y complicados problemas matemáticos de forma imprecisa, ya que obtiene soluciones aproximadas a partir de números aleatorios. En ese aspecto se parece al Colossus.
Algunos aportes
- De igual manera, contribuyó al estudio de algoritmos, denominándolo «algoritmo de merge sort».
- Creó el campo de los autómatas celulares sin computadores.
- También planteó el concepto teórico de una máquina autómata autorreplicante, el cual supone la expansión de la civilización utilizando la galaxia como medio. Esto se haría al enviar las máquinas al espacio.
Aunque existe la limitante de la velocidad de la luz y por ende el tiempo, el planteamiento de Neumann puede dar paso a una posible solución. Esta se basa en enviar la maquina al espacio, con la capacidad de descubrir un lugar en donde quedarse, sustraer materia, etc. Luego, se duplicaría y aumentaría el total de máquinas trabajando, repitiendo el proceso una y otra vez.
Arquitectura de John Von Neumann
La mayoría de computadores modernas se basan en la arquitectura de Neumann, aunque tienen dispositivos y elementos adicionales.
Es consecuencia de la colaboración de Neumann en el proyecto de ENIAC, junto con Mauchly y Eckert. Este quería reemplazar el torpe funcionamiento de la aritmética decimal utilizando la aritmética binaria. Así, desarrollo un diseño básico llamado «La Máquina de Von Neumann.» Esto lo llevó a una reconfiguración permanente de ordenadores primitivos como la ENIAC.
5 partes fundamentales de su Arquitectura
- Entrada de datos: Es cualquier dispositivo adonde se introduce información a la computadora, junto con los datos necesarios para que se desarrollo satisfactoriamente
- Salida de datos: Los datos procesados basados en las instrucciones del programa pueden proyectarse exteriormente de la máquina para ser visualizados por el receptor.
- Dispositivo de operación (DO): Ejecuta instrucciones del sistema (conjunto) e instrucciones, sobre porciones de información almacenada, separada de la memoria del dispositivo operativo, en la que los operando son almacenados directamente en el proceso de cálculo, en un tiempo relativamente corto.
- Unidad de control (UC): Organiza la implementación consistente de algoritmos de decodificación de instrucciones que provienen de la memoria del dispositivo. Responde a situaciones de emergencia y realiza funciones de dirección general de todos los nodos de computación.
- Memoria del dispositivo: Espacio en el cual se almacenan instrucciones y datos que serán ejecutados inmediatamente por el procesador.
3. ¿Quien fue Alan Turing?
Alan Mathison Turing (23 de Junio, 1912 – 7 de Junio, 1954) fue un brillante matemático, criptoanalista, filósofo, informático teórico. Es considerado el padre teórico del ordenador, el precursor de la inteligencia artificial mediante su test de Turing, formalizó los conceptos de algoritmo y computación con su maquina de Turing, etc.
Fue uno de los miembros clave para la elaboración de la maquina Colossus. Esta lograba descifrar los mensajes encriptados que los Nazis intercambiaban durante la Segunda Guerra Mundial, utilizando la maquina de criptografía alemana, «Enigma».
Inteligencia Artificial
Es conocido como el precursor de la inteligencia artificial, tomando como base el Test de Turing. Este establece que la inteligencia de una máquina se puede establecer si sus respuestas en el test no se pueden distinguir de las de un ser humano. Así, es una prueba para determinar si la máquina puede pensar. Este nace a partir de un juego de imitación basado en 3 personas (interrogador, hombre y mujer) , el cual Turing luego sustituiría a uno de los participantes por una máquina, con el objetivo de que el interrogador distinga al humano de la máquina. De tal manera, estableciendo si la máquina puede pensar.
Homosexualismo y Muerte
Turing fue juzgado por el ultraje a la moral pública y condenado a una castración química debió a su homosexualismo. Esto lo llevó a una profunda depresión. Turing murió 2 años luego de su condena, siendo la causa popular el suicidio mediante una manzana intoxicada de cianuro. Sin embargo, también se especula que pudo haber sido un asesinato. A raíz de su homosexualismo, su carrera terminó, a pesar de los múltiples aportes tecnológicos que proporcionó al mundo. Alan Turing recibió el perdón póstumo por parte de la Reina de Inglaterra, Isabel II, en el 2013.
Maquina de Turing
Turing introdujo la «Máquina de Turing» en el articulo Números Calculables (1936) , llamada originalmente, «Maquina de Computación Lógica». Esta maquina logró formalizar el concepto de algoritmo; siendo la precursora de las computadoras digitales. A través de esto, marcó el camino de la ciencia de la Computación y de la Informática moderna.
La máquina se basa en un autómata que puede implementar cualquier problema matemático expresado a través de un algoritmo. Para hacer esto, manipula símbolos sobre una tira de cinta siguiendo una tabla de reglas; adaptándose a cualquier lógica de cualquier algoritmo de computador. Este puede leer, escribir o borrar símbolos. Básicamente transforma un INPUT en OUTPUT mediante un código binario.
Puede simular el comportamiento de una computadora, tal como el almacenamiento y unidad de control. Entonces, si la máquina no puede resolver un problema, entonces la computadora tampoco lo puede resolver. La notación con la cual trabaja es sencilla y exacta, haciéndola cómoda para estudiar los tipos de problemas que se presentan: decidibles e indecidibles
De igual manera, reconoce lenguajes formales basándose en la jerarquía de Chomsky. Esto la hace superior a los otros autómatas.
Variedad de Maquinas de Turing:
- Movimiento Stay o Esperar
- Con cinta infinita a ambos lados
- Cinta multipista
- Multicinta
- Determinista
- No determinista
- Maquina de Turing CUantica
Sin embargo, todas son equivalentes, ya que van respecto a los lenguajes que aceptan.
4. ¿Qué era la MARK 1?
¿Quien fue su creador y cúal era su estructura física?
La computadora Mark 1 fue construida en la Universidad de Harvard entre la IBM y Howard Aiken en 1944, convirtiéndose en el primer ordenador electromecánico. Comúnmente se conoce como ASCC: Calculadora Automática de Secuencias Controladas. Se inspiró fuertemente en la Máquina Analítica de Charles Babbage y Lady Lovelace.
Estructura física
Media 15,5 metros de largo, 2,40 metros de alto y 60 centímetros de ancho, pensando 5 toneladas. Contaba con 800 Kilómetros de cables, 3,000,000 conexiones, 760,000 piezas variadas en su interior y miles de reles. En el frente de la maquina habían 1,400 interruptores que rotaban de diez posiciones para poder ver los valores de los registros constantes que se introducían. Por ende, era una una calculadora-computadora de tamaño habitación, basado en reles.
Funcionamiento:
La Mark 1 recibía una secuencia de instrucciones perforadas a través de una cinta de papel y números que se transferían de un registro a otro por medio de señales eléctricas en alrededor de 0,3 segundos. Esto hacia que los operadores pudieran introducir los datos y programas necesarios de forma relativamente rápida y casi sin errores.
Los resultados luego eran impresos mediante maquinas de escribir eléctricas o volcados en tarjetas perforadas. Sin embargo, la división y multiplicación eran más lentas. Debido a que podía ser programada para que realizara diferentes problemas matemáticos, se le conoce como, » ordenador de propósito general.»
Luego fue agregado el Mecanismo Subsidiario de Secuencia, el cual estaba compuesto de 3 tablones de conexiones acompañados de 3 lectoras de cinta de papel. Esto le permitía almacenar hasta 10 subprogramas con un máximo de 22 instrucciones cada uno.
Caracteristicas notables:
- Era una maquina lenta, ya que tomaba 3-5 segundos por calculo. De igual manera, era inflexible por que la secuencia de los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y referencia a resultados anteriores) no se podían cambiar o modificar, pero podía realizar operaciones matemáticas complejas.
- Luego de la Mark I se desarrollaron varias versiones, tal como la Mark II, Mark III y Mark IV.
- Con estas, se alcanza la automatización de los procesos.
Más sobre MARK 1
5. ¿Qué era la ENIAC?
Electronic Numerical Integrator and Calculator
Creadores
John Mauchly y J. Presper Eckert de la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos. La ENIAC nació en 1943, pero fue introducida en Febrero 15 de 1946. A pesar de que Mauchly y Eckert son la cara o fundadores de la ENIAC, hubieron 6 mujeres que trabajaron en el mantenimiento y proceso de creación de la ENIAC y que han sido olvidadas con el pasar del tiempo. Tenían una gran habilidad matemática, basándose en trayectorias balísticas y ecuaciones diferenciales. De igual manera, programaban a medida que la máquina funcionaba.
¿Cuál es su estructura física?
La ENIAC era una máquina grande que pesaba más de 30 toneladas, con 19 mil bulbos y cientos de miles de resistencias, capacitadores e inductores. Consumía una gran cantidad de espacio y energía, ya que tenía 1400 metros cuadrados y consumía más de 200 kilovatios de potencia. A pesar de todo esto, solamente podía ejecutar cinco mil sumas por segundo.
¿Por qué es conocida?
La ENIAC es la computadora mas conocida de los primeros ordenadores digitales. Esta fue basada en la maquina ABC (Atanasoff Berry Computer.) Estuvo muy relacionada al proyecto Colossus, ya que fue construida con fines militares. Sin embargo, al finalizar la Segunda Guerra Mundial, fue utilizada para la multitud de investigaciones científicas.
Esta máquina realiza cálculos balísticos, pero también es usado por los científicos en el estudio de los rayos cósmicos hasta en investigaciones sobre la energía atómica.
¿Por qué fue creada?
Fue construida para realizar cálculos solamente relativos a trayectorias balísticas, pero se tenían que modificar manualmente la posición de varios interruptores y conexiones de cables eléctricos. Esto causaba que una cantidad elevada de personal estuviera trabajando en el mantenimiento de esta máquina.
¿Como funcionaba?
Era totalmente digital, ya que sus procesos y operaciones eran ejectuaads mediante instrucciones de la máquina. La ENIAC realizaba 5000 sumas y 3,000 multiiplicaciones por segundo. El contenido almacenado se visualizaba a traves de unas pequeñas lamparas.
La lectura y escritura de datos era mediante tarjetas perforadas; su programación era un trabajo difícil y tedioso, ya que tenían que unir cables de distintas unidades para que siguieran una secuencia deseada. Podían trabajar simultanea y paralelamente.
Mejoras
El sistema binario de dos dígitos reemplazó el decimal de 10 dígitos, lo cual hizo que las maquinas hicieran cálculos a la velocidad de la luz. Cuando un conmutador eléctrico estuviera abierto, equivalía a uno y cerrado a cero. Por ende, haciendo el proceso más fácil, a comparación de 10 dígitos. Su memoria y falta de fiabilidad se mejoraron.
6. UNIVAC
Universal Automatic Computer
¿Por qué era conocida?
Fue la primera computadora electrónica digital que estuvo abierto al publico comercialmente. Tuvo gran éxito, ya que era rápida y precisa. Estaba orientada a las grandes empresas, ya que tenia un costo alto y varios requerimientos de instalación.
Creadores
Fue diseñada por John P. Eckert y John W. Mauchly en su propia compañía: Remington Rand. Luego fue expuesta al mercado una segunda versión de la UNIVAC, llamada UNIVAC II. Sin embargo, esta no tuvo el mismo éxito comercial.
La UNIVAC tomó como base o principio el programa almacenado, el cual surgió con la ENIAC. A medida fue pasando el tiempo, John von Neumann la formalizó.
Estructura física
La UNIVAC I tenía alrededor de 5,000 tubos de vacío, haciéndola más pequeña a comparación de la ENIAC, que tenía 18,000 tubos de vacío. Su memoria, linea de retardo, le permitía almacenar datos aprovechado el tiempo que necesita la señal para propagarse por un medio físico.
Este contiene una unidad de control, la cual está conectada a una memoria. Está conectada con un dispositivo de entrada, otro de salida y una unidad aritmético-lógica para realizar operaciones que son almacenadas en la memoria recibida por el dispositivo de entrada. Ambas están constituidas por cintas magnéticas.
De acuerdo a la programación
La palabra es la unidad básica de la memoria del UNIVAC. Esta memoria puede guardar 1000 palabras, las cuales están representadas en cajas. Cada una de ellas tiene una palabra, que consta de 12 caracteres o dígitos.
Datos curiosos:
- La UNIVAC I tenia por memoria o memoria a tanques de mercurio líquido.
- La UNIVAC fue uno de los primeros pasos para llegar a una computadora personal.
- Este se deriva de la ENIAC, ya que sus creadores son los mismos. Por ende, tiene casi el mismo funcionamiento pero con mejoras.
Bibliografía:
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Pág. principal: https://lovelace.code.blog/
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