Orígenes del ordenador en el siglo XIX

¿Cuándo se inventaron los ordenadores? Entre las posibles respuestas a esta pregunta el mérito como diseñador del primer precursor de los modernos dispositivos se lo lleva el matemático e ingeniero británico del siglo XIX Charles Babbage (1791–1871).

Babbage y los ferrocarriles

Babbage tuvo un gran interés en uno de los desarrollos más importantes de la época: el ferrocarril. Contribuyó con varios inventos y estuvo presente en la ceremonia de inauguración de la línea Manchester-Liverpool, en el noroeste de Inglaterra, el 15 de septiembre de 1830. Ese mismo día también se produjo la muerte del parlamentario William Huskisson que fue atropellado por la locomotora “Rocket” de George Stephenson. Fue el primer accidente mortal sufrido por un pasajero del ferrocarril en el mundo. “Me temo ... que las personas sean tan insensatas como para intentar detener con sus débiles brazos la terrible inercia de nuestro enorme tren”, escribió Babbage más tarde.

Quizá el accidente despertó en el propio Babbage el interés en la seguridad de los ferrocarriles pues en 1838 inventó el miriñaque (también conocido como “piloto”), un aparato que se sujetaba a la parte delantera de las locomotoras para liberar los obstáculos de las vías. En respuesta a la pregunta de la Página de los pioneros de diciembre de 2007, fue Babbage quien estableció la conexión entre los miriñaques y los ordenadores.

De los ordenadores humanos a los ordenadores mecánicos

Hace miles de años, el primer dispositivo que ayudó a las personas a manejar grandes series de números fue el ábaco. En el siglo XVII, a medida que aumentaba el ritmo de las observaciones científicas, fue inventada la regla de cálculo por el inglés William Oughtred en 1622. Al año siguiente, Wilhelm Schickard, de Alemania, construyó el primer calculador mecánico. El filósofo y matemático Blaise Pascal diseño el Pascaline en 1645 para ayudar a su padre en los trabajos de cálculo del sistema de tasas de Francia. En la década de 1670, Gottfried von Leibniz inventó un Contador por pasos.

Había razones muy importantes para obtener las cifras exactas. La navegación marítima, por ejemplo, exigía cuadros precisos en los almanaques náuticos para determinar la posición del barco. Las nuevas invenciones tenían por objeto no sólo realizar los cálculos más rápidos sino también eliminar los riesgos inherentes a los errores humanos.

Esos errores molestaban enormemente a Babbage. En 1821, él y su amigo John Herschel (hijo del astrónomo William Herschel) encontraron numerosos fallos en los cuadros que estaban revisando para la Sociedad Astronómica Real. La corrección de los cuadros fue un trabajo muy penoso que le llevó a decir “ojalá hubiera una máquina de vapor capaz de realizar estos cálculos”. Decidió automatizar un proceso que, hasta entonces, lo realizaban personas llamadas “calculadores”. Al hacerlo dio un paso importante hacia la creación de lo que hoy conocemos como ordenadores.

La máquina diferencial

Con objeto de disminuir el trabajo y garantizar la precisión, la “Máquina Diferencial” de Babbage comprendía miles de engranajes denominados “ruedas de cifras”. Su nombre se derivaba de la utilización del “método de las diferencias” matemático, según el cual los cálculos se realizan mediante sumas repetidas de las diferencias entre los términos sucesivos de una serie. Ello permite sustituir difíciles multiplicaciones por simples sumas. Los dientes de cada rueda dentada representan números, siendo las unidades la rueda situada en la parte inferior de una columna, las decenas la segunda rueda, etc. Babbage construyó un modelo de demostración de la Máquina Diferencial y anunció su invención a la Sociedad Astronómica Real en 1822.

Un aspecto revolucionario de la máquina consistía en que era totalmente automática. Los calculadores anteriores exigían introducir a mano cada una de las operaciones matemáticas, lo que hacía necesario tener una experiencia adecuada en aritmética para lograr un resultado correcto. Por el contrario, la Máquina Diferencial podía utilizarla cualquiera. Fue el primer dispositivo en el mundo que incorporó reglas matemáticas a los mecanismos. “Las maravillosas pulpa y fibra de un cerebro han sido sustituidas por el latón y el hierro, (Babbage) ha enseñado a pensar a las ruedas engranadas”, escribió su biógrafo Harry Wilmot Buxton.

En 1849, Babbage diseñó su “Máquina Diferencial Número 2”, que era más eficaz. Contenía ocho columnas, cada una de ellas con 31 ruedas de cifras lo que significaba que podía realizar cálculos de 31 cifras. La mitad de las partes de la máquina se dedicaban a una impresora de manera que ninguna mano humana podía introducir errores en los resultados. No sólo podían imprimirse dichos resultados sino que también podía programarse la impresión para ofrecerla en varios formatos (tales como agrupación de conjuntos de datos).

Sin embargo, aparte de los modelos parciales, no se llegó a completar ninguna versión de la Máquina Diferencial. Fue el inventor sueco Per Georg Scheutz quien construyó un dispositivo en 1853, basado en el diseño de Babbage, que presentó a la Exposición Universal de París en 1855. Posteriormente, en 1991, en el Museo de la Ciencia de Londres se construyó de acuerdo con los planos de Babbage una Máquina Diferencial a gran escala. Los trabajos fueron supervisados por el encargado de la sección de máquinas de cálculo del Museo, Doron Swade, que escribió posteriormente “hemos construido la primera máquina de Babbage de forma completa y en perfecto funcionamiento, 27 días antes del 200 aniversario del nacimiento de Babbage”.

Continuar avanzando

Uno de los motivos por los que Babbage no finalizó su Máquina Diferencial fue que desvió su atención hacia la creación de una máquina más avanzada: un ordenador programable polivalente. Éste será el tema de la próxima Página de los pioneros.