Como Crear Una Pascalina

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HISTORIA DE LA COMPUTACIÓN (1)

INTRODUCCIÓN

LAS MÁQUINAS CALCULADORAS (500 a.C. - 1822 d.C.)

Ø EL ÁBACO

Ø LAS TABLAS DE MULTIPLICAR DE NAPIER

Ø LA REGLA DESLIZANTE DE CÁLCULO

Ø LA CALCULADORA MECÁNICA

Ø LA PASCALINA

Ø LA MÁQUINA CALCULADORA

Ø EL JUGADOR DE AJEDREZ AUTOMÁTICO

Ø LA MÁQUINA LÓGICA

Ø LA PRIMERA TARJETA PERFORADA

Ø CALCULADORAS DE PRODUCCIÓN MASIVA

Ø LA MÁQUINA ANALÍTICA DE BABBAGE

INTRODUCCIÓN

El hombre aprendió a contar con los dedos. Es la forma más fácil, la más asequible y la primera que se le ocurre hasta a los niños de hoy en día. Al tener diez dedos entre las dos manos, la base 10 se convirtió en la base numérica más usada. Para representar números mayores que diez se usaron diversos métodos, desde un auxiliar que contara con otros diez dedos hasta extenderse a las falanges, los dedos de los pies, los brazos u otras partes del cuerpo. Algunos pueblos (sobre todo entre los mesopotámicos) utilizaron otros sistemas de numeración, principalmente en base 60 (sexagesimales). Pero la base 10 y el sistema posicional triunfaron como expresión numérica, especialmente después de la introducción de la numeración arábiga.

El sistema de numeración parece que fue inventado por los hindúes en los siglos I o II d.C. Los árabes lo tomaron de ellos y lo transmitieron a la península ibérica; desde allí fue pasando al resto de Europa, donde el primero que usó la numeración arábiga fue el monje Geribert D’Aurillac, posteriormente Papa Silvestre II (h. 938-1003), siendo generalizado por el matemático italiano Leonardo Fibonacci (h. 1175-1240) en su celebérrimo Liber abaci (ca. 1202), en el que muestra los conocimientos aprendidos de los árabes durante sus viajes. La numeración arábiga es, sin duda, mucho más flexible para el cálculo que la numeración romana, e introduce en el cálculo el concepto de valor posicional del número, decisivo a la hora de enfrentarse con grandes cantidades.

En la historia de la humanidad se han construido distintos tipos de instrumentos de ayuda para que el hombre pudiera calcular, hasta llegar al computador digital moderno. Aquí mostraremos algunos hitos importantes en esta historia. Se muestra la evolución de las computadoras, así como de los dispositivos para la entrada/salida y los medios de comunicación de datos.

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LAS MÁQUINAS CALCULADORAS (500 a.C. - 1822 d.C.)

La historia conocida de los artefactos que calculan o computan, se remonta a muchos años antes de Jesucristo. Esta sección comienza desde la aparición del ábaco en China y Egipto, hasta la invención del Motor Diferencial de Charles Babbage, en 1822. El descubrimiento de los sistemas, por Charles Napier, condujo a los avances en las calculadoras. Al convertir la multiplicación y división en sumas y restas, una cantidad de máquinas (incluyendo la regla deslizante) puede realizar estas operaciones. Babbage sobrepasó los límites de la ingeniería cuando inventó su motor, basado en este principio. En esta etapa se inventaron:

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EL ÁBACO

Quizá fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió, Se piensa que se originó entre 600 y 500 a.C., en China o Egipto, y su historia se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana.

Dos principios han coexistido respecto a este tema. Uno es usar cosas para contar, ya sea los dedos, piedras, conchas, semillas. El otro es colocar esos objetos en posiciones determinadas. Estos principios se reunieron en el ábaco, instrumento que sirve hasta el día de hoy, para realizar complejos cálculos aritméticos con enorme rapidez y precisión. Los primeros ábacos no eran más que hendiduras en la arena (de ahí su nombre, del griego abax: arena) que se rellenaban de guijarros, hasta diez en cada hendidura. La primera correspondía a las unidades, la segunda a las decenas, la tercera a las centenas, y así sucesivamente. Para representar un orden mayor se retiraban los guijarros de la fila precedente y se ponía uno nuevo en la posterior. Posteriormente se utilizó un tablero lleno de arena, y luego, entre griegos y romanos, una plancha de cobre con hendiduras para colocar los guijarros. Los aztecas usaban varillas paralelas de madera insertadas en un vástago horizontal. El ábaco ruso era (y es) un marco de madera con varillas paralelas y cuentas insertadas en las varillas. El ábaco chino (suanpan) actual es muy similar al ruso, pero está dividido en dos zonas (inferior y superior) por un listón: por encima del listón, cada cuenta tiene valor 5; por debajo, valor 1. Este dispositivo es muy sencillo, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular. Al desplazar las cuentas sobre las varillas, sus posiciones representan los valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que éste representa y almacena los datos. El uso generalizado del ábaco retardó la difusión del sistema de numeración decimal o arábigo, ya que incorporaba de hecho el concepto de valor posicional de la cifra, sirviendo cualquier otro sistema de numeración no demasiado complicado para anotar el resultado final, eliminando la pesadez del cálculo con las cifras romanas. Su efectividad ha soportado la prueba del tiempo y como una indicación de su potencial, todavía hoy en día se usa el ábaco en muchas culturas orientales. A este dispositivo no se le puede llamar computador, por carecer del elemento fundamental llamado programa.

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LAS TABLAS DE MULTIPLICAR DE NAPIER

A principios del siglo XVI el nuevo sistema de numeración decimal desplazó al sistema romano para efectuar cálculos complicados. Pero la novedad incluía un aprendizaje, y operaciones tan simples como dividir requerían de un profesional de las matemáticas.

John Napier (1550-1617), matemático escocés, realizó dos grandes contribuciones al cálculo: el descubrimiento de los logaritmos y la construcción de las primeras tablas de multiplicar. Ambos descubrimientos facilitaron notablemente las operaciones con los números arábigos.

Los "Napier Bones"

Las tablas de multiplicar de Napier fueron publicadas justo antes de morir, en 1617. Era un juego de palitos para calcular, a las que llamó "Napier Bones." Así llamados porque estaban tallados con ramitas de hueso o marfil, los "huesos" incorporaron el sistema logarítmico. Eran tablillas rectangulares que contenían la tabla de multiplicar de un número, del uno al diez, divididas en nueve zonas; en la superior aparecía el número, mientras que las ocho restantes contenían sus sucesivos múltiplos, hasta el noveno. Las zonas de los múltiplos tenían separadas las cifras por una línea oblicua. Para multiplicar no hacía falta más que colocar alineadas las tablillas correspondientes a las cifras del número que se quería multiplicar y sumar adecuadamente las cifras coincidentes. Este procedimiento se extiende para multiplicar números de tantas cifras como se quiera, siempre que se disponga del suficiente número de tablillas.

Éste es un primer intento de facilitar las operaciones de cálculo con métodos mecánicos, aunque el fundamento del mecanismo sea la mano del hombre, y el procesamiento de la información, su cerebro.

Mucho más decisivo que las tablas de multiplicar fue la introducción de los logaritmos. El trabajo con los logaritmos permitió reducir de forma muy simple las multiplicaciones y divisiones a sumas y restas, respectivamente.

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LA REGLA DESLIZANTE DE CÁLCULO

Basadas en los logaritmos, se construyeron las primeras reglas de cálculo, primeras máquinas analógicas de cálculo. Todas derivan de dos prototipos construidos por Edmund Gunter (1581-1626), matemático y astrónomo inglés, y William Ougthred (1574-1660). La regla deslizante era un juego de discos rotatorios que se calibraban con los logaritmos de Napier. Es uno de los primeros aparatos de la informática analógica.

La regla de cálculo no deja de ser un auxiliar de la memoria, pues necesita del concurso del operador para efectuar las operaciones, recordar los resultados intermedios y realizar con las partes móviles de la regla todos los pasos del cálculo, pero es un utilísimo instrumento, que en distintas versiones y sobre diversos materiales ha estado vigente en los procesos de cálculo hasta comienzos de 1970, cuando las calculadoras portátiles digitales comenzaron a ser más populares por su bajo costo.

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LA CALCULADORA MECÁNICA

En 1623 fue diseñada por Wilhelm Schickard, en Alemania, la primera calculadora mecánica. Llamado "El Reloj Calculador", la máquina incorporaba los logaritmos de Napier, y hacía rodar cilindros en un gran albergue. Se comisionó un Reloj Calculador para Johannes Kepler, el famoso matemático, pero fue destruido por el fuego antes que se terminara.

El Reloj Calculador, la primera calculadora mecánica

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LA PASCALINA

El inventor y pintor Leonardo Da Vinci (1452-1519) trazó las ideas para una sumadora mecánica.

Ideas iniciales de Leonardo da Vinci para una sumadora mecánica

Siglo y medio después, en 1642, el filósofo

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