1.1. El ábaco

El ábaco es posiblemente el primer dispositivo mecánico de contabilidad de la historia. Tiene unos 5.000 años de antigüedad, y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo, puesto que aún se utiliza en varios lugares del mundo.

El ábaco es un dispositivo sencillo: una serie de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones representan valores almacenados. A pesar de su capacidad para representar y almacenar datos, a este dispositivo no se le puede llamar computadora, puesto que –entre otras cosas– carece del elemento fundamental llamado programa.

1.2. Las calculadoras mecánicas

El genio renacentista Leonardo Da Vinci (1452-1519) trazó alrededor de 1500 varios apuntes para una sumadora mecánica. Más de un siglo después, hacia 1623, el alemán Wilhelm Schickard construyó la primera máquina de calcular. Sin embargo, la Historia ha reservado el puesto de creador del primer ingenio mecánico calculador a Pascal.

Efectivamente, en 1642, el filósofo y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) construyó la primera sumadora mecánica, que se llamó Pascalina, y que funcionaba con un complicado mecanismo de engranes y ruedas: la rotación completa de una de las ruedas dentadas hacía girar un paso a la rueda siguiente. La Pascalina sólo realizaba sumas y restas.

A pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa debido a sus logros, la Pascalina resultó un fracaso financiero, pues resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos artiméticos.

Por su parte, el alemán Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716) diseñó en 1671 otra sumadora mecánica, que concluyó definitivamente en 1694, conocida como la Calculadora Universal o Rueda Escalada de Leibniz, capaz de realizar sumas, restas, divisiones y raíces cuadradas.

En estas calculadoras mecánicas, los datos, representados mediante las posiciones de los engranajes, se introducían manualmente, estableciendo dichas posiciones finales de las ruedas de manera similar a como leemos los números en el cuentakilómetros de un automóvil.

A partir de este momento se fueron sucediendo nuevos modelos de calculadoras mecánicas, con distintas variaciones y mejoras.

1.3. La primera tarjeta perforada

El fabricante de tejidos francés Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) ideó en 1801 un telar, todavía utilizado en la actualidad, que podía reproducir automáticamente patrones de tejidos leyendo la información codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rígido. Las tarjetas se perforaban estratégicamente y se acomodaban en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido en particular. Para cambiar de diseño, basta con preparar una nueva colección de tarjetas.

El telar consta de una serie de varillas, sobre las que pasan las tarjetas, y de las que están prendidos hilos de distintos colores. Las perforaciones de las tarjetas determinan de manera mecánica qué varillas –y por tanto qué hilos– intervienen en la formación del tejido y en la disposición de los dibujos.

El principio de las tarjetas perforadas de Jacquard es el mismo que rige el funcionamiento de ciertos aparatos musicales. Más tarde, las tarjetas perforadas tendrán una gran influencia en los trabajos deCharles Babbage.

El telar de Jacquard supone una triple aportación teórica para el futuro desarrollo computacional:

• Proporciona un modelo de automatización de los procesos de producción diversificada (opuesta a la de un solo propósito o específica).

• Por primera vez se realiza una codificación de la información. Las tarjetas son la información suministrada (input) y el tejido es el resultado (output).

• Por primera vez se realiza la programación de las instrucciones. La cadena de tarjetas perforadas prefigura la organización de los procesos mediante técnicas de programación.

1.4. La máquina analítica de Babbage

Charles Babbage (1791-1871), visionario científico y matemático inglés, fue el más claro precursor del hardware computacional, hasta el punto de que se le considera el padre histórico de la computación.

Preocupado desde su juventud por los frecuentes errores cometidos en el cálculo de las tablas numéricas (y en la posterior impresión de sus resultados), ideó la Máquina de Diferencias (Difference Engine), cuyo modelo definitivo es de 1823, capaz de calcular –e imprimir– tablas matemáticas de hasta veinte cifras con ocho decimales y polinomios de sexto grado.

Babbage, subvencionado por el gobierno británico desde 1823, trabajó durante años en el perfeccionamiento de su Máquina de Diferencias, pero finalmente tuvo que abandonar el proyecto, al agotarse la ayuda económica antes de haber podido construir una máquina con el refinamiento técnico que exigía su diseño.

Babbage reaccionó ante el aparente fracaso de su invento con un proyecto aún más ambicioso, y en 1834 concibió su revolucionaria Máquina Analítica (Analytical Engine), que puede considerarse una auténtico prototipo decimonónico de ordenador. En esencia, la Máquina Analítica era una calculadora polivalente con capacidad para operar de forma distinta según el problema que se le planteara, es decir, algo muy cercano a una computadora de propósito general.

En la máquina de Babbage aparecen ya los elementos básicos de los modernos ordenadores: dispositivos de entrada y de salida, unidad de control, unidad lógico-aritmética y memoria. La programación se debía realizar mediante fichas perforadas.

A pesar de su extraordinaria brillantez, el ambicioso proyecto no pudo realizarse por razones económicas e industriales, puesto que la tecnología de la época no bastaba para hacer realidad el proyecto: el diseño requería miles de engranes y mecanismos de gran precisión que cubrirían el área de un campo de futbol y necesitarían accionarse por una locomotora.

Charles Babbage trabajó hasta su muerte en su Máquina Analítica (a la que los escépticos bautizaron como La locura de Babbage), de la que sólo pudo contruir algún fragmento. Sin embargo, sus notas describían asombrosamente casi todas las características incorporadas hoy en la moderna computadora electrónica. Si Babbage hubiera vivido en la era de la tecnología electrónica y los componentes de precisión, seguramente habría adelantado varias décadas el nacimiento de la computadora electrónica. Sin embargo, su obra cayó en un olvido tan completo que algunos pioneros del desarrollo de la computadora electrónica ignoraron por completo sus ideas sobre memoria, impresoras, tarjetas perforadas y control de programa-secuencia.

En 1843, Lady Ada Augusta Lovelace, estrecha colaboradora de Babbage, sugirió la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la primera programadora.