Máquina analítica para niños
La máquina analítica fue un diseño muy importante para un computador moderno. Fue creada por el profesor británico de matemáticas Charles Babbage. Este diseño marcó un gran avance en la historia de la informática. Babbage la describió por primera vez en 1837 y siguió mejorando su diseño hasta su fallecimiento en 1871.
La máquina no pudo construirse en ese momento. Esto se debió a razones políticas, ya que algunas personas se oponían a su posible uso en conflictos. También se cree que las limitaciones tecnológicas de la época dificultaron su construcción, incluso si hubiera habido suficiente dinero y apoyo.
Contenido
¿Cómo surgió la idea de la máquina analítica?
Antes de la máquina analítica, Charles Babbage intentó diseñar otro aparato llamado la máquina diferencial. Esta máquina estaba pensada para crear tablas de logaritmos y funciones trigonométricas. Funcionaba calculando polinomios de forma aproximada.
La máquina diferencial nunca se terminó. Babbage tuvo problemas con el ingeniero principal, Joseph Clement, y el gobierno británico dejó de financiar el proyecto. Durante este tiempo, Babbage se dio cuenta de que algunas de sus ideas podían usarse para diseñar un computador más general. Así fue como, en 1835, comenzó a trabajar en el diseño de la máquina analítica.
La contribución de Ada Lovelace
En 1842, un matemático italiano llamado Luigi Menabrea escribió una descripción de la máquina en francés. Él había conocido a Babbage en un viaje por Italia. Al año siguiente, en 1843, esta descripción fue traducida al inglés y ampliada con muchas notas por Augusta Ada King, Condesa de Lovelace. Ella era hija del famoso poeta Lord Byron y ya se había interesado en la máquina años antes.
Ada Lovelace escribió, en una de sus notas, un conjunto de instrucciones para calcular los números de Bernoulli. Esto se considera el primer programa de ordenador de la historia. Por su importante trabajo, a menudo se la llama "la primera programadora". Incluso un lenguaje de programación Ada moderno lleva su nombre en su honor.
¿Cómo estaba diseñada la máquina analítica?
La máquina analítica estaba pensada para funcionar con un motor a vapor. Habría sido muy grande: unos 2,25 metros de alto, 3 metros de largo y 1,20 metros de ancho.
Para introducir los datos y las instrucciones, usaba un sistema de tarjetas perforadas. Este sistema era similar al que se usaba en los telares de la época, como el telar de Jacquard, lo que la hacía muy adaptable. La máquina podía imprimir resultados, dibujar y hacer sonar una campana. También podía perforar nuevas tarjetas para usarlas más tarde.
La máquina analítica trabajaba con números decimales y tenía una memoria que podía guardar 1000 números de 50 dígitos cada uno. Esto es como tener unos 16,2 kB de memoria. Una parte de la máquina, llamada unidad aritmética, podía hacer sumas, restas, multiplicaciones, divisiones, comparaciones y calcular raíces cuadradas.
Al principio, en 1838, Babbage la imaginó con una forma circular. Pero en dibujos posteriores de 1858, el diseño era más regular, como una cuadrícula. La parte que realizaba los cálculos, llamada "molino", tenía sus propias instrucciones internas guardadas en unos tambores giratorios.
El lenguaje de programación que se usaría era parecido a los lenguajes ensambladores actuales. Permitía hacer "bucles" (repetir acciones) y "condicionales" (hacer algo si se cumple una condición). Esto significa que el lenguaje propuesto era muy avanzado para su tiempo.
Se usarían tres tipos de tarjetas perforadas: una para las operaciones matemáticas, otra para los números fijos y otra para guardar o recuperar datos de la memoria. Había tres lectores diferentes para cada tipo de tarjeta. Babbage creó unos 24 programas para la máquina analítica entre 1837 y 1840, y uno más tarde. Estos programas servían para calcular polinomios, fórmulas repetitivas, el método de Gauss y los números de Bernoulli.
¿Por qué no se construyó la máquina analítica?
Aunque los planos de Babbage eran probablemente correctos, la máquina no pudo construirse. Hubo problemas con el artesano que debía fabricar las piezas y el gobierno dejó de dar dinero. En esa época, los engranajes no eran lo suficientemente resistentes y se deformaban con el calor. El proveedor de Babbage no podía solucionar esto, lo que causaba muchas discusiones. Babbage tampoco pudo encontrar otro proveedor.
Intentos de construcción parcial
En 1878, un grupo de científicos británicos recomendó no construir la máquina analítica, por lo que Babbage no recibió más fondos del gobierno.
En 1910, el hijo de Babbage, Henry P. Babbage, informó que había construido una pequeña parte de la máquina de cálculo y la impresora. Con ellas, logró calcular una lista de múltiplos de Pi, aunque con algunos errores. Sin embargo, esta parte era muy pequeña y no podía programarse ni tenía memoria.
En 1991, el Museo de Ciencias de Londres construyó la máquina diferencial, siguiendo los planos originales de Charles Babbage con pocas modificaciones. En la década siguiente, también construyeron la impresora de la máquina diferencial.
¿Qué impacto tuvo la máquina analítica?
La máquina analítica fue casi olvidada por un tiempo, excepto por tres inventores: Percy Ludgate, Leonardo Torres Quevedo y Vannevar Bush. A principios del siglo XX, ellos propusieron, de forma independiente, diseños de máquinas similares a la de Babbage.
Los trabajos de George Stibitz en los Bell Laboratories en Nueva York antes de la Segunda Guerra Mundial y de Howard Aiken en la Universidad de Harvard durante y después de la guerra, están muy relacionados con el diseño de Babbage. Ambos construyeron computadores electromagnéticos que se parecían a la máquina analítica, aunque no eran computadores programables modernos. La máquina de Aiken fue financiada por IBM y se llamó Harvard Mark I.
Charles Babbage escribió en su autobiografía:
- Tan pronto como exista una Máquina Analítica, será necesario redirigir el futuro curso de la ciencia.
Comparación con otros computadores antiguos
Si la máquina analítica se hubiera construido, habría sido digital, programable y muy avanzada para su tiempo. Luigi Federico Menabrea mencionó que Babbage creía que su máquina podría multiplicar dos números de veinte dígitos en tres minutos. En comparación, el Harvard Mark I podía hacer lo mismo en solo seis segundos. Un PC moderno puede hacerlo en menos de una millonésima de segundo. Es importante recordar que la máquina analítica de Babbage fue diseñada más de cien años antes que estos otros dispositivos, por lo que es normal que fuera mucho más lenta.
| Nombre | Primera operación | Sistema numérico | Mecanismo de computación | Programación | Capacidad de programación avanzada | Memoria |
| Máquina diferencial | No construida hasta los 1990 | Decimal | Mecánico | No programable; los números iniciales se ajustaban físicamente | No | Ruedas en los ejes |
| Máquina analítica | No construida aún | Decimal | Mecánico | Tarjetas perforadas | Sí | Ruedas en los ejes |
| Bombe (Polonia, Reino Unido, EUA) | 1939 (Polonia), marzo de 1940 (Reino Unido), mayo de 1943 (EUA) | Carácter | Electromecánico | No programable; los parámetros se ajustaban con cables | No | Rotores |
| Zuse Z3 (Alemania) | Mayo de 1941 | Binario
Coma flotante |
Electromecánico | Película de 35mm | Desconocido, en principio sí | Relés mecánicos |
| Atanasoff Berry Computer (EUA) | 1942 | Binario | Electrónico | No programable; entrada de números con tarjetas perforadas | No | Condensador de memoria regenerativa |
| Colossus Mark 1 (Reino Unido) | Diciembre de 1943 | Binario | Electrónico | Cables e interruptores | No | Válvulas termoiónicas (tubos de vacío) |
| Harvard Mark I – IBM ASCC (EUA) | Mayo de 1944 | Decimales | Electromecánico | Cinta de 24 canales perforados | No | Relés mecánicos |
| Zuse Z4 (Alemania) | Marzo de 1945 (o 1948) | Binario
Coma flotante |
Electromecánico | Película de 35mm | Sí | Relés mecánicos |
| ENIAC (EUA) | Julio de 1946 | Decimal | Electrónico | Cables e interruptores | Sí | Tríodo biestable |
| SSEM (Manchester Baby) (Reino Unido) | 1948 | Binario | Electrónico | Teclado (primera computadora electrónica digital de programa almacenado) | Sí | Tubo Williams |
Galería de imágenes
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Máquina analítica
Véase también
En inglés: Analytical engine Facts for Kids
