Stibitz y la calculadora de números complejos

Un colega de Shannon, el también estadounidense George Stibitz, se adentra en el diseño de componentes para computadoras. Posteriormente comprendió que sus circuitos, constituidos por relés electromecánicos, podían disponerse formando un tipo más complejo de computadora programable. Stibitz trabajaba como ingeniero para la ATT, compañía telefónica y telegráfica estadounidense. Su tarea estaba relacionada con la aplicación de sistemas de cálculo para la organización interna de la compañía y de ahí surgió la motivación para diseñar y construir lo que llamaría Complex Number Computer (Calculadora de números complejos). Comenzó su empeño en 1937 y lo acabó en 1940. Se trataba de una computadora experimental de tipo electromecánico, que trabajaba con un sistema binario. Su estructura interna consistía en una conjunción de relés y el sistema de entrada de instrucciones era alimentado por un teletipo o una cinta de papel telegráfica. El aparato podía trabajar con números complejos y admitía instrucciones condicionales o de bifurcación, además de las instrucciones incondicionales. Stibitz logró perfeccionar su diseño original en sucesivas versiones del aparato, del que elaboró cinco modelos. El posterior siempre supera al anterior en capacidad y aptitud para realizar operaciones. Y sus aparatos significaron la realización bastante aproximada de las ideas de Babbage.

Zuse y su familia de computadoras z

Por las mismas fechas, el ingeniero alemán Konrad Zuse recorría un camino paralelo. Por su propia cuenta, en el laboratorio de su casa, acopló las piezas de su unidad experimental. En 1938 daba fin a su aparato Z1, una computadora digital binaria. Un juego de conmutadores constituía la memoria, el periférico de entrada estaba formado por un teclado y los resultados, en código binario, eran expresados por medio de una hilera de luces. Al Z1 le siguieron versiones superiores, hazlo por la incorporación de relés y la existencia de un mecanismo de entrada alimentado por película perforada. En 1941 se completó el Z3, que entró en la historia de la computación como un verdadero hito. No se trata de un modelo más de la serie, sino de la realización más perfeccionada de este ingeniero. El Z3 es considerado el primer calculador programable universal completo. Dicho de otro modo, la primera computadora completamente acabada y funcional. El Z3 y el Mark I pueden equipararse perfectamente, aunque con ciertas matizaciones. El Z3 se adelanta tres años a su hermano norteamericano y además es más ligero y rápido. El Z3 era binario y poseía una memoria de 64 palabras de 22 bits. Al Z3 le sucedió únicamente el Z4. Los dos aparatos eran electromecánicos. Se desarrollaban ya dentro de la Segunda Guerra Mundial y se utilizaron para diseñar aviones. Durante la guerra resultaron destruidos.

El trabajo de Howard Aiken es, quizás, el que más reconocimiento ha merecido, dentro del campo de las computadoras electromecánicas. Howard Aiken (19001973) realizaba tareas docentes y de investigación como físico en la universidad de Harvard. A partir de 1939, con el apoyo económico de IBM y buena parte de los más cualificados ingenieros de esta marca, inició la construcción de la computadora electromecánica que se haría famosa con el nombre de Mark I. El nombre oficial del proyecto era ASCC, Automatic Sequence Controlled Calculator (Calculador automático de secuencia controlada), por lo que es de agradecer la simplificada simplificación con un nombre más corriente. La razón de que Aiken estuviera interesado en una empresa de este tipo es que, como físico matemático, planeaba realizar una computadora que superara las ya conocidas. El acuerdo con IBM dio impulso a la iniciativa, que llegó a su fin en 1944.

El aparato resultante cumplió satisfactoriamente las previsiones. Presentaba el aspecto de un larguísimo y alto panel ribeteado de clavijas, ranuras y dispositivos móviles. Actualmente nos llamarían la atención sus descomunales proporciones y la gran cantidad de elementos que intervienen. Ello se explica por el uso exclusivo de dispositivos electromecánicos o relés, pues no se disponía de componentes electrónicos adecuados. He aquí alguna de sus características físicas más llamativas:

Este colosal aparato se construyó en la planta de Endicott de IBM, en Nueva York, y fue donado a la universidad de Harvard. Los relés empleados alcanzaban casi la cifra de tres cuartos de millón y el cableado de las piezas exigió cerca de un millón de metros de cable, así como la realización de tres millones de conexiones eléctricas. Su estructura formaba un inmenso laberinto de caminos recorridos por impulsos eléctricos que accionan una serie de relés intercomunicados. Cuando estaba en funcionamiento producía un ruido intenso y repetitivo, que se origina por el efecto de abrirse y cerrarse millares de estos relés. Parcela 72 registros de números de hasta 23 dígitos, además del signo correspondiente. No trabajaba en código binario, sino decimal. Realizaba las cuatro operaciones básicas. Su rapidez de cálculo, aunque ahora nos parezca ridícula, era asombrosa para la época. Sumaba o restaba en un par de décimas de segundo. Multiplicar dos números de once cifras en dos segundos y dividía en poco más del doble del tiempo utilizado en multiplicar.

La estructura del Mark I se completaba con una memoria, que se gobernaba manualmente mediante un juego de interruptores. En ella se podían introducir setenta constantes. También comprendía sistemas de entrada y de salida. Las instrucciones se introducían por medio de cinta perforada, que poseía 24 opciones binarias por hilera. La salida de resultados se podía obtener mediante dos máquinas de escribir o, si se prefería, directamente en cinta perforada. Por regla general, los nombres son indicativos de algo. Y podía esperarse que el nombre de Mark I también lo fuera, al menos en lo que respecta a su ordinal (I). Si volvemos la vista hacia los trabajos de Konrad Zuse, comprobamos que el Z1 (Z por Zuse y 1 por ser el primero) prometía una saga de zetas, y así ocurrió hasta el Z4. La guerra impidió que continuara. En el caso de Mark le podía esperarse otro tanto, a tenor de la numeración. No ocurrió así. La computadora de Howard Aiken resultó un éxito: se cubrió brillantemente la planificación teórica y la flamante computadora nació bajo el patronazgo de entidades de prestigio como la empresa IBM y la universidad de Harvard. Pero sucedió que en el solemne acto de presentación pública del invento y de su donación a la universidad, el celebrado director del proyecto, Aiken, aparentemente olvidó reconocer la aportación de IBM (por otra parte, cuantiosa en recursos materiales y humanos) o tal vez rehusó hacer cualquier mención a la cuestión. Aiken e IBM no volvieron a colaborar y un hipotético Mark Il nunca llegó a hacerse realidad.