Antecedentes históricos de la informática

Sales hace derivar la informática, o como mínimo el ordenador, de la necesidad de calcular sin errores (Sales, 1980). Comenta cómo esta necesidad ha proporcionado resultados independientes, pero también casi sucesivos en las calculadoras y los calculadores analógicos no electrónicos hasta llegar a los primeros ordenadores electrónicos. Sin embargo, pensando en cómo es la informática hoy y en el peso que su utilización en el ámbito de la administración y la gestión de los negocios ha tenido en su desarrollo y difusión, hay que incluir, como otra motivación importante de la informática, la que deriva de este tipo de aplicación. Un ejemplo clásico es el desarrollo de las tabuladoras y máquinas de proceso de datos administrativos que arrancan del problema del censo norteamericano de 1890 y la respuesta que dio Hollerit al respecto.

El nombre inglés de la informática (computer science) pone el acento en la utilización de la técnica informática para el cálculo aritmético, para lo cual el primer precedente histórico de la informática es el ábaco. El antiguo aparato de cálculo, en realidad un elemento de ayuda a un calculista humano, parece originario del Antiguo Oriente, donde se empleó hace ya más de cinco mil años. También podrían mencionarse aquí, mucho más recientemente, los logaritmos (John Napier, 1614) y su utilización en la regla de cálculo.

Pero la historia moderna y occidental de las máquinas de calcular se hace comenzar, generalmente, con la máquina Arithmetica o Pascalina diseñada por Blaise Pascal en el año 1642. En realidad existió una calculadora anterior capaz de realizar multiplicaciones construida por Wilhelm Schickard en Tubinga en el año 1623, pero al haberse descubierto este hecho en 1957, en muchos sitios se sigue considerando a Pascal como el primer europeo que fabricó una máquina de contar.

Leibnitz también diseñó en el año 1694 la calculadora universal, que era capaz de hacer las cuatro operaciones principales e, incluso, raíces cuadradas. Uno de los rasgos más importantes de la calculadora de Leibnitz es que, con vistas a simplificar su construcción, el matemático alemán tuvo la idea de utilizar una notación binaria de las cifras en lugar del habitual sistema decimal. De hecho, fue el matemático inglés Georges Boole quien, mucho más tarde, desarrolló con detalle la base de la lógica simbólica y, en especial, los operadores lógicos binarios y su álgebra. En la obra Treatise on Differential Equations de 1859, Boole incluía un resumen del método simbólico y destacaba las implicaciones que surgían al establecer una analogía entre el álgebra numérica y la que se podía utilizar para representar la lógica y los silogismos. El formulismo utilizado por Boole, la representación de los elementos binarios con ceros y unos, es aún la base de la utilización del sistema binario en los ordenadores actuales.

Con toda seguridad el antecedente directo de los ordenadores actuales está en la denominada máquina analítica (analytical engine), concebida por el británico Charles Babbage en el año 1835, después, según parece, de los problemas en la construcción de un calculador anterior denominado máquina de diferencias (difference engine) que utilizaba el método de las diferencias.

La tecnología disponible en la época victoriana no hizo posible la construcción real de la máquina analítica de Babbage. La idea central combinaba la realización de las cuatro operaciones aritméticas con decisiones basadas en los resultados intermedios de las secuencias de cálculo. Es decir, era un calculador capaz de llevar a cabo cualquier tipo de cálculo si éste había sido especificado en un programa que Babbage denominaba control. El programa y los datos de entrada se registraban en una serie de tarjetas o fichas perforadas. Se utilizaba así la técnica de la perforación de tarjetas, que había empleado Jacquard, a principios del siglo XIX, para controlar los telares mecánicos. Una impresora, un estereotipo o bien una perforadora de tarjetas eran los elementos usados para mostrar las salidas e, incluso, los resultados intermedios.

En general, la estructura interna del diseño se acerca a lo que hoy llamamos "arquitectura Von Neumann", pero la tecnología no permitió que se construyera hasta el año 1944, poco después de que se redescubrieran, en 1937, los diseños y los escritos de Babbage.

Lo más importante de la máquina de Babbage son las innovaciones de diseño, las cuales, a pesar de su simplicidad conceptual, tuvieron un gran impacto, sobre todo en el siglo XX. En particular hay que destacar el concepto de transferencia condicional que permitía a la máquina comparar cantidades y, según el resultado de la comparación, tomar la decisión de saltar a otra instrucción o secuencia. Así, se introducía el concepto de programa y su secuencia de control. También aparece una distinción entre los datos y el programa que los utiliza: unas tarjetas de números con las cifras y las constantes del problema, unas tarjetas de directivas para controlar el movimiento de los números en la máquina y unas tarjetas de operación que dirigían el funcionamiento de las operaciones básicas, como la suma, la resta, la multiplicación y la división.

También hay que recordar aquí a la ayudante de Babbage, Ada Augusta, condesa de Lovelace, hija de Lord Byron, que fue la primera programadora de la historia. En el año 1843 publicó sus primeros programas para la máquina analítica, una suma de series y un cálculo recurrente de los números de Bernouilli. Se iniciaba así la historia paralela del software.

Un precedente importante, que parecía muy prometedor, está representado por los calculadores analógicos como el predictor de mareas de Michelson y Stratton en el año 1898. La utilización de la analogía para calcular está en la base, por ejemplo, de la regla de cálculo (analogía entre la multiplicación y la suma de distancias gracias a los logaritmos) y, sobre todo, de los analizadores diferenciales, como el pionero de Thompson en el año 1876 y el más conocido de todos, el de Vannevar Bush, desarrollado, en varias versiones y tecnologías, a partir de 1930. Aunque durante los años treinta el analizador diferencial de Bush era el aparato de cálculo más potente, la tecnología digital y electrónica de ordenadores como el ENIAC lo superó, y puede decirse que la de los calculadores analógicos ha sido una línea que no ha tenido la continuidad ni ha proporcionado los éxitos que parecía prometer.

Pese a que la máquina analítica de Babbage fue el precedente teórico del ordenador, la base industrial y comercial previa para hacer posible el uso generalizado del ordenador hay que buscarla en las tabuladoras, que son máquinas de aplicación concreta en el ámbito del tratamiento de los datos administrativos.

Es conocido el hecho según el cual Herman Hollerit se enfrentaba en el año 1886 al problema de que el censo norteamericano de 1880 aún no se había procesado del todo. Por tanto, el censo siguiente de 1890, con un incremento de población previsto de aproximadamente 60 millones de personas, no podría procesarse en menos de diez años. Ello hacía que, al obtener los datos finales, éstos ya serían obsoletos porque ya se habría hecho el censo de 1900.

La máquina que resolvió el problema se denominó genéricamente tabuladora, porque el procesamiento de los datos era una clasificación y se hacían resúmenes e inventarios por distrito, sexo, religión, etc. en forma de tablas. En realidad, Hollerit diseñó un sistema formado por un lector eléctrico de tarjetas perforadas, una clasificadora rudimentaria y una unidad tabuladora que hacía las sumas e imprimía los resultados.

El nuevo equipo consiguió una disminución espectacular de los errores en el proceso, así como un aumento de velocidad que permitió hacer el censo de 1890 en tres años, en lugar de los diez que se hubieran necesitado con el proceso manual. Nacían así la tabuladora electromecánica, que ha sido el antecedente directo del ordenador en su utilización para el trabajo administrativo en la primera mitad del siglo XX, y las empresas que la comercializaron, como IBM.