1. 46 Historia del software en computación aplicado a la informática educativa.
2.5. La etapa electromecánica.
En el siglo XX nacerán los computadores electrónicos tal y como los conocemos
hoy en día. Hay dos factores que empujaron los acontecimientos en esa dirección:
 El primero, fue la necesidad de contar con tablas astronómicas fiables,
exactamente igual que en el siglo anterior. Particularmente, calcular la posición
de la luna con una alta precisión era fundamental para que los navegantes
conocieran donde se hallaban exactamente.
 El segundo, y más importante, fueron la Primera y Segunda Guerras mundiales.
Las ecuaciones que rigen el movimiento de los proyectiles balísticos son muy
complejas y necesitan de numerosos cálculos que no se pueden realizar
manualmente. Lógicamente, el bando que tuviera mejores herramientas de
cálculo dispondría de una gran ventaja.
Este tipo de calculadores se configuran o dividen en dos grandes ramas (que después
darán lugar a dos grandes ramas de ordenadores), los calculadores analógicos
electrónicos y los calculadores digitales (también denominados primitivamente
calculadores numéricos) electrónicos.
 Los calculadores analógicos. [6][12][15][26]
Los empleados del comercio y de la industria no eran los únicos que utilizaban
el cálculo y consecuentemente, las máquinas de calcular. En las ciencias exactas y
sobre todo, la extensión sin precedentes del campo de la ingeniería , constituyeron un
contexto que favoreció el nacimiento de máquinas de calcular más potentes. Un
equipo de ingenieros se podían pasar varios meses calculando ecuaciones
diferenciales, por ello y como las máquinas de oficina parecían estar lejos de satisfacer
sus necesidades, numerosos inventores intentaron crear máquinas que, sin calcular,
proporcionaran el resultado deseado. Todo el problema consistía en encontrar, en la
naturaleza o en un dispositivo artificial, un fenómeno análogo del cálculo a realizar. Las
máquinas que nacieron de esta idea se llamaron máquinas analógicas. Los
computadores analógicos tienen una tasa de dimensión de la información o potencial
Daniel Merchán López. 2013

2. Historia del software en computación aplicado a la informática educativa. 47
de dominio informático más grande que los computadores digitales. Esto, en teoría,
permite a los computadores analógicos resolver problemas que son indescifrables con
computadores digitales.
Los teóricos de la informática suelen usar el término ordenador real, llamado así
porque opera dentro del conjunto de números reales.
El americano Vannevar Bush (1890-1974), profesor en el MIT (Massachussets
Institute of Tecnology) construyó hacia 1930 un analizador diferencial (Fig. 27) con el
fin de resolver ciertas ecuaciones utilizadas en problemas de circuitos eléctricos.
Hacia 1940, ese analizador
era la máquina más potente
para realizar ese tipo de
calculos. A pesar de algunas
tentativas que aspiraban a
construir calculadoras
analógicas universales, este
tipo de máquinas se estanco y
solo se emplearon en sectores
específicos.
Fig. 27. Analizador diferencial de
Vannevar Bush.
Evidentemente, los primitivos calculadores analógicos son mecánicos, como son el
diferencial y el multiplicador mecánico. Posteriormente, aparecen los calculadores
eléctricos, que son una realidad implantada hacia 1935, son la base del cálculo
moderno, superada la etapa mecánica. Se basan en las leyes de Ohm o de Joule, para
convertir en representación material las ecuaciones de álgebra o los problemas
analíticos.
 El calculador digital.[25][15]
Éste calculador también llamado numérico, opera sobre números discretos,
según nuestra aritmética, o sea, son calculadores aritméticos, identificando cifra con
digito, por eso se les ha denominado calculadores digitales. Estos calculadores
funcionaban a base de relés. Al poseer el relé (Fig. 28) dos estados (abierto y cerrado),
constituyen el elemento ideal para representar los dos dígitos de la numeración binaria
(0 y 1), y también los dos valores lógicos (verdadero y falso) del álgebra de Boole. Por
ello los relés pueden considerarse elementos de memoria capaces de albergar
resultados parciales.
Daniel Merchán López. 2013

3. 48 Historia del software en computación aplicado a la informática educativa.
Fig. 28. Relé electromagnético.
El calculador numérico es un conjunto totalmente automático. Recibe un programa
de trabajo, almacenado en una cinta perforada. El programa se perforaba desde una
máquina de escribir dotada de un código, y provista de estiletes de perforar.
El sistema es alfanumérico en sus orígenes. Esto es así porque es necesario admitir
símbolos o signos no numéricos que controlen los datos numéricos. Alimentado con
instrucciones y datos, realiza en principio su tarea sin la intervención humana, y
entrega sus resultados generalmente perforando otra cinta o accionando una máquina
de escribir de centrada mediante sistemas eléctricos. En su camino hacia el ordenador
como un ente diferenciado del calculador, el calculador numérico aporta
históricamente la introducción del programa.
El calculador numérico se limita a ejecutar sobre los datos numéricos las instrucciones
entregadas. El programa que se entrega a un calculador numérico es una secuencia
extremadamente detallada de las acciones a realizar, necesitando cada acción de una
instrucción concreta.
 Stibitz y el complex calculator.[9][6][15]
Antes de llegar a los ordenadores actuales se construyen varias máquinas que
introducen nuevas funcionalidades e innovaciones electromecánicas, una de ellas es el
<<Complex calculator>>, también llamado <<calculadora de relés telefónicos de los
laboratorios Bell modelo 1>> (BTL Model 1). Fué construido entre abril y octubre de
1939 por George R. Stibitz, matemático americano, que comenzó construyendo
sumadoras de relés en su casa como un hobby. Antes de construir el Model 1, Stibitz
construyó una sumadora de cocina con algunos relés de teléfono, Stibitz los ensambló
en su cocina sobre un soporte de madera. En la sumadora de cocina había dos
bombillas que se encendían si la suma era un 1 y no se encendían si la suma era 0.
Daniel Merchán López. 2013

4. Historia del software en computación aplicado a la informática educativa. 49
Stibitz construyó después circuitos más sofisticados que podían restar, multiplicar y
dividir.
Fueron esta especie de juegos los
que ganaron el apoyo de la
empresa en la que trabajaba, la
<<Bell Telephone Laboratories>>,
obteniendo la ayuda necesaria
para que, a principios de 1949, el
<<Complex calculator>> (Fig. 29)
funcionase a pleno rendimiento.
Trabajaba en binario y su
arquitectura era simple. Contaba
con un teletipo para la
entrada/salida de los problemas y
los resultados y una unidad
formada por 400 relés que se
encargaba de los cálculos.
Fig. 29. Complex calculator.
Esta máquina era capaz de sumar dos números decimales de 8 cifras en una décima
de segundo y hacer una multiplicación en un minuto. Era un poco lenta pero de fácil
manejo.
En septiembre de 1940, en el congreso anual de la American Mathematical Society
hecho en Hanover(Nueva Hampshire, USA), la Bell instaló teletipos conectados con el
Model 1 instalado en Manhattan. Esta demostración hecha por personajes como
Norbert Wiener y John Mauchly abanderó al Complex Calculator en la comunicación
informática de datos. La respuesta llegó en menos de un minuto. Sin ninguna duda es
el primer ejemplo conocido de cálculos a distancia efectuados por una máquina.
Stibitz utilizó en 1942 la aritmética flotante anteriormente utilizada por Torres y
Quevedo, permite a la máquina, si los números son demasiado grandes, dividirlos por
un factor 10, 100 o 1.000 y al final recomponerlos. Stibitz consiguió mejorar su
máquina y construir su modelo 3, que reflejaba en la práctica las aspiraciones de
Babbage, ya que el nuevo invento de Stibitz calculaba los valores de polinomios y otras
expresiones algebraicas, de acuerdo a las instrucciones que le diesen, bien por medio
del teclado del teletipo o bien por cinta de papel perforada de cinco canales. Consiguió
la búsqueda de una dirección en la cinta, es decir, la posibilidad de bifurcar.
El modelo V fue el último de esta serie de calculadores. Estaba pasado de moda
debido a la invención del ordenador, aun así se utilizó durante varios años después.
Daniel Merchán López. 2013

5. 50 Historia del software en computación aplicado a la informática educativa.
Constaba de 9.000 relés, pesaba 10 toneladas y ocupaba una superficie de unos 105
metros cuadrados.
 Serie Z de Konrad Zuse.[26][15][6][11]
Konrad Zuse, alemán, diseñó al mismo tiempo que Stibitz un calculador
universal binario capaz de almacenar un programa. Zuse es considerado el padre de la
informática en Europa.
Zuse siguió los diseños de Charles Babbage sin saberlo, pues desconocía sus trabajos
anteriores. Igualmente, cuando John von Neumann describió más tarde la estructura
que habia creado, tampoco conocía los trabajos de Zuse. Sin ninguna duda esta
estructura era la más razonable, pues constaba de un sistema de control, una memoria
y una unidad aritmética para realizar los cálculos.
Funcionaba como una serie de instrucciones que indicaban el código de la operación,
las direcciones en memoria y la dirección del resultado (la dirección es un código que
designa un emplazamiento específico en una parte de la memoria).
Su primera máquina, completamente mecánica, a la que llamo Z-1 (Fig. 30), trabajaba
en sistema binario y fue desarrollada entre 1936 y 1938. Estaba constituida por un
conjunto de bandejas móviles. Las posiciones adoptadas por un vástago en una
hendidura de una bandeja con ranuras, constituían la memoria. La posición, a la
izquierda o a la derecha, del vástago representaba un 0 o un 1. La memoria estaba
formada por un millar de bandejas que representaban otras tantas cifras binarias.
Funcionaba con algunas dificultades, pues al cabo de algunos minutos de uso siempre
había que realizar ajustes.
En la siguiente, la Z-2, reemplazó las
partes mecánicas de la unidad aritmética
por relés de teléfono. Constaba de unos
200 relés. Estos relés eran conmutadores
electromecánicos abierto/cerrado que
incrementaban la velocidad de cálculo,
pues operaban varios cientos de veces por
minuto. La unidad aritmética seguía
conectada a la memoria de la Z-1.
Fig. 30. Z-1.
En 1941, por encargo del Instituto Experimental Alemán de Aeronáutica creó su Z-3
(Fig. 31), considerada la primera calculadora universal controlada por un programa. Se
trataba de una máquina con un lector de bandas, una consola para el operador y dos
especies de armarios que contenían 2.600 relés en total. Los datos se introducían
Daniel Merchán López. 2013

6. Historia del software en computación aplicado a la informática educativa. 51
desde un teclado y el programa de control se establecía mediante una cinta de
celuloide. El Z-3 no era capaz de bifurcar y trabajaba en binario, pero disponía de una
memoria de 64 números de 22 bits: un bit de signo, siete de exponente y catorce de
mantisa. Estaban representados en binario y utilizaban la aritmética de coma flotante.
Zuse descubrió que con una representación en coma flotante, el primer bit podía
hacerse siempre igual a uno; solo era necesario tener el exponente adecuado. Esta
representación es la que se emplea en la actualidad. La máquina tenía una limitación
importante, pues no incluía saltos condicionados. La Z-3 podía calcular raíces
cuadradas, era capaz de realizar tres o cuatro sumas por segundo, y podía multiplicar
dos números en cuatro o cinco segundos.
Fig. 31. Z-3.
La Z-4 posterior, fue sólo un proyecto de prototipo diseñado entre 1942 y 1945, que
nunca llegó a construirse ni a comercializarse debido a la posguerra que asolaba
Alemania. La máquina se presentó el 28 de abril de 1945. Tenía una memoria de 1.024
números de 32 bits cada uno e incorporaba saltos condicionales y las subrutinas.
Aparte de esto, disponía de un mecanismo que leía dos instrucciones antes de
ejecutarlas, de manera que podía invertir las operaciones si ello no modificaba el
resultado, permitiendo un mayor rendimiento en lo que al tiempo se refiere. Este
procedimiento se conoce en inglés como lookhead y fue muy utilizado en ordenadores
posteriores. Durante las incursiones aéreas angloamericanas de 1944 las instalaciones
de Zuse fueron dañadas en varias ocasiones por lo que se tuvo que marchar, junto con
su equipo, a una granja de los Alpes. Su máquina Z-3 fue destruida en estos
bombardeos. En los Alpes escribió su tesis doctoral: Teoría de computación general. En
este texto define un lenguaje de programación, el Plankalkül, en el que escribió
muchos programas sobre papel, pero ninguno de ellos llega a ponerse en
funcionamiento.
Daniel Merchán López. 2013

7. 52 Historia del software en computación aplicado a la informática educativa.
El Plankalkül se realizó para intentar solucionar problemas numéricos y no numéricos.
Tenía un alto nivel de abstracción. El primer lenguaje que pudo compararse con él fue
el Algol, que se desarrolló años más tarde.
A partir de 1947, Zuse trabajó en otros proyectos desarrollando máquinas con tubos
de vacío, como la Z-22, y de transistores, como la Z-23. Años más tarde construyó un
plóter controlado por una máquina, la Z-64. La Z-4 se convirtió en la primera
computadora comercializada, utilizada por multitud de instituciones hasta 1959.
 Mark I de Howard Aiken. [6][9][7]
En 1937, Howard Hathaway Aiken (1900-1973), físico de la Universidad de
Harward, desarrollo un calculador de uso general de relés. En 1944, la máquina estuvo
terminada; en la Universidad de Harvard se le llamó Mark-I (Fig. 32) y el equipo de IBM
la nombró como ASCC. El Mark I fue el primer ordenador electromecánico que se
construyó y funcionó, aunque pronto se quedaron anticuadas por la aparición de las
computadoras electrónicas.
Fig. 32. Operadores programando la Mark I de Aiken.
Aiken fue el primero que utilizó por primera vez la palabra registro y la idea que ello
conlleva. El registro es un dispositivo que permite grabar la representación física de la
información en la misma máquina. Forma lo que después se llamará memoria.
El Mark I recibía sus secuencias de instrucciones (programas) y sus datos a través de
lectoras de cinta perforada de papel y los números se transferían de un registro a otro
Daniel Merchán López. 2013

8. Historia del software en computación aplicado a la informática educativa. 53
por medio de señales eléctricas. Un reloj sincronizaba las operaciones que efectuaba la
máquina.
Medía 16,6 metros de largo por 2,6 metro de alto, pesaba alrededor de 70 toneladas
y estaba constituida por 800.000 piezas móviles (ruedas rotatorias para los registros,
relevadores...), teniendo el cableado interno de la Mark I una longitud de más de 800
kilómetros, con más de tres millones de conexiones. Estaba compuesta de más de
1.400 interruptores rotatorios de diez posiciones en el frente de la máquina para
visualizar los valores de los registros constantes que se le introducían. Pero además de
los registros constantes la máquina contenía 72 registros mecánicos. Cada uno de los
registros mecánicos era capaz de almacenar 23 dígitos, los dígitos que se usaban para
el signo era un 0 para signo positivo y un 9 para el signo negativo.
Era capaz de realizar 5 operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división y
referencia a resultados anteriores). Sumaba dos números en menos de un segundo y
era capaz de multiplicar dos números decimales de 23 cifras en 3 segundos y dar la
respuesta en tarjetas perforadas. Una división tardaba unos 10 segundos. Estaba
preparada para el cálculo de tablas matemáticas y era cien veces más rápida que las
calculadoras de oficina de la época. La posición de la coma decimal estaba fija durante
la solución de un problema, pero podía ajustarse previamente de manera que
estuviera entre dos dígitos cualquiera. La máquina contaba también con mecanismos
que permitían efectuar cálculos de doble precisión (46 decimales), mediante la unión
de dos registros.
En años posteriores Aiken construyó nuevas versiones de su Mark más complejas y
mayores utilizando elementos electrónicos. Como ejemplo, el Mark 6 (1952) tendrá
una de las primeras memorias de boceles de pirita.
 El ABC de John V. Atanasoff.[27][26][6][7]
Atasanoff, físico norteamericano, desarrolló el prototipo del ABC (Fig. 33) a
finales de 1930, aunque la construyó entre 1939 y 1942 con la ayuda de su ayudante,
Clifford Berry, en la Universidad de Iowa. Ésta máquina operaba en binario derivado
del álgebra de Boole, siguiendo la idea de Babbage, era totalmente electrónica y es
considerada por un tribunal de los Estados Unidos como la primera máquina de
calculador digital.
No era programable y era muy lenta, pues no utilizaba todo el potencial que se podía
obtener de una máquina electrónica. Su reloj interno disponía de 60 pulsaciones por
segundo, para lo cual no era necesario utilizar la electrónica. Tenía el tamaño
aproximado de un escritorio y pesaba alrededor de 315 kilogramos. La estructura y las
operaciones principales del ABC son muy sencillas. La máquina estaba compuesta por
tres partes básicas: la unidad de almacenamiento, la unidad aritmética y un sistema de
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9. 54 Historia del software en computación aplicado a la informática educativa.
entrada/salida. La unidad aritmética contenía 210 tubos de vacío; otros 30 tubos
controlaban el lector y el editor de tarjetas. La memoria se componía de 2 tambores
rotativos, estos tambores era de finales de los años 40 y principios de los 50.
La máquina estaba especializada
en resolver ecuaciones lineales,
ecuaciones diferenciales y para
el cálculo de tablas de tiro. La
idea de Atanasoff es la siguiente:
intentaba resolver un conjunto
de ecuaciones grande por medio
de pares de ecuaciones
eliminando la variable designada.
Iba repitiendo el proceso hasta
que solo quedaba una variable.
Después calculaba el valor de la
variable.
Fig. 33. Réplica del ABC.
2.6. EL ENIAC de Presper Eckert y
John W.Mauchly.[7][28][19][29][12][15][6]
El ENIAC es considerado el último gran calculador o, también, la primera
computadora electrónica. Fue desarrollado en 1940 por John W. Mauchly (1907-1980)
y John Presper Eckert (1919-1995) junto con científicos de la Universidad de
Pensylvania en la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica, a petición del Ministerio de
Defensa de Estados Unidos. Esta computadora entró en funcionamiento en el año
1945 aunque la primera demostración se hizo el 15 de febrero de 1946 calculando una
trayectoria balística, la máquina no defraudó y realizó los cálculos correctamente. El
motivo de la construcción de esta computadora era la realización automática de tablas
matemáticas. En este caso las tablas eran tablas balísticas para la armada de los
Estados Unidos que era quien financiaba el proyecto.
El principal inconveniente del ENIAC era su programación (Fig. 34), pues se necesitaba
girar a mano miles de computadores y empalmar cientos de cables de una manera
específica. Sus diferentes unidades aritméticas y acumuladores no estaban
interconectados de un modo fijo. Reprogramar la computadora para diferentes tareas
suponía mucho esfuerzo y, a menudo, se cometía errores. El ENIAC contaba con 17.468
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10. Historia del software en computación aplicado a la informática educativa. 55
tubos de vacío y 1.500 relés, y si fallaba un tubo de vacío no se podía realizar el cálculo.
Por poner un ejemplo, en el primer mes de uso se averiaron 50 tubos, y 15 en los cinco
meses siguientes. Para cambiar el programa era necesario extraer el panel de control,
cambiar a mano las interconexiones y volverlo a insertar. Posteriormente las entradas
y salidas de los datos se realizaron mediante tarjetas perforadas.
El ENIAC estaba compuesto por cuarenta paneles colocados en forma de herradura,
pesaba alrededor de 30 toneladas y ocupaba una superficie de 160 metros cuadrados.
Aparte de los tubos de vacío y los relés, contaba con 70.000 resistencias, 10.000
capacidades y 6.000 conmutadores manuales. El reloj de la máquina funcionaba a
100.000 pulsos por segundo, lo que es lo mismo, las válvulas conmutaban cada 10
microsegundos. Su memoria estaba formada por 20 acumuladores de 10 cifras
decimales cada uno. Cada
cifra decimal se
almacenaba en un
contador de anillo formado
por 10 biestables de
tríodos; es decir, utilizaba
aritmética decimal. Por
poner un ejemplo, el
número 7 se representaba
poniendo a cero todos los
biestables, menos el
séptimo que se ponía a 1.
Fig. 34. Programadoras con el
ENIAC.
Se accionaba mediante un motor equivalente a dos motores de coche de cuatro
cilindros, mientras un ventilador enfriaba el calor producido por los tubos de vacío.
Consumía 150.000 vatios. Comparándolo con las calefacciones domésticas, el ENIAC
producía tanto calor como 50 de ellas.
El ENIAC era capaz de realizar una suma en 200 microsegundos y una multiplicación
en milisegundos. Para transmitir un número de una parte a otra del ENIAC se
necesitaban once cables, diez de ellos para cada dígito y el otro para el signo. Esta
transmisión se realizaba mediante pulsos eléctricos.
Daniel Merchán López. 2013