Las generaciones de computadoras

En los años cuarenta se produjo la paradoja de que un hecho tan destructivo como la guerra activó muy enérgicamente la construcción de las predecesoras inmediatas de las actuales computadoras. La Il Guerra Mundial provocó una enorme demanda de desarrollos informáticos. La Eniac fue el resultado de la necesidad de disponer de tablas de tiro para las nuevas armas. Un amplio contingente humano fue adscrito al pilotaje de aparatos de sofisticado manejo, como por ejemplo los aviones de combate, y era necesario suministrar indicaciones precisas de actuación, como las referidas al disparo de bombas, etc. Repentinamente se desató una fiebre por controlar la mayor cantidad de información posible y por auto-matizar procesos complejos.

En Bletchley Park, Inglaterra, se puso en funcionamiento la computadora Colossus I. Se utilizó a partir de diciembre de 1943 para realizar análisis criptográfico y automatizar los complejos cálculos necesarios para decodificar los mensajes militares alemanes cifrados. Éstos eran codificados por una máquina denominada Enigma. La tarea de la Colossus I consistía en comparar diversos modelos para descubrir cuál era el utilizado y descifrar las letras, mediante un cálculo de probabilidades basado en la frecuencia de uso normal en la lengua empleada.

La década de los cuarenta significó la preparación de la inmediata generación de computadoras. Durante estos años estas máquinas encontraron su lugar en recintos universitarios y militares, y se dedicaron a tareas de investigación y de medicina. Al inicio de los años cincuenta la computación se abrió a un tercer ámbito, hasta entonces no cultivado, que fue el comercial y empresarial. Los mismos científicos que participaron en el despegue técnico de las computadoras electrónicas, tendieron un puente entre la etapa inicial y la primera generación.

Hasta el presente, se han sucedido cuatro Cinco generaciones de duración variable, que han desembocado en la quinta generación en la que nos encontramos inmersos en la actualidad. Cada generación se caracteriza por el uso de elementos distintivos de hardware, como la válvula, el transistor, el circuito integrado y el chip o circuito integrado micro miniaturizado, respectivamente. Éste es el ámbito temporal y las características de cada generación:

· Primera generación: tubo de vacío (1951-1958).

· Segunda generación: transistor (1959-1964).

· Tercera generación: circuito integrado (1965-1970).

·Cuarta generación: microprocesador (1971-1981)

· Quinta generación: inteligencia artificial (¿1982-?)

En las primeras generaciones se trata de componentes de los circuitos y en las otras de tipos de circuitos.

La quinta generación de computadoras, todavía en desarrollo, está formada por las máquinas relacionadas con la llamada inteligencia artificial (IA). Se trata de computadoras dotadas de «inteligencia» implementada en su sistema físico (hardware), sin por ello abandonar la idea de desarrollar sistemas lógicos (software) capaces de trabajar simulando los procesos que tienen lugar en la mente humana.

Las máquinas de la quinta generación se basan en: 

a) un módulo de resolución de problemas; 

b) un dispositivo de gestión de las bases de conocimientos (es decir, el sistema que acumula los conocimientos de los especialistas humanos en la materia y en el cual la información está representada mediante reglas de producción o redes semánticas); 

c) un interfase de lenguaje natural, 

d) un módulo de programación.

Está previsto que estas computadoras sean capaces de aprender, tanto de los errores que cometan, como de la información externa que capten, al tiempo que podrán llevar a cabo el procesamiento de la información de una manera lógica en base a la experiencia y, gracias a la realización de cálculos en paralelo, alcanzar una velocidad muy superior a la de las computadoras actuales. La capacidad de pro-ceso simultáneo de grandes cantidades de datos las diferenciará de sus antecesoras (exceptuando las supercomputadoras actuales tipo CRAY), que procesan la información de manera secuencial.

Los primeros pasos en el campo de la IA se dieron en EE UU. Daniel Hillis, del laboratorio de Inteligencia Artificial del Ministerio de Defensa norteamericano construyó, en el año 1985, el primer prototipo de la Connection machine (o máquina de conexiones) primera gran computadora que procesaba gran cantidad de datos en paralelo. Hillis ha sido el primero que ha reunido varias decenas de miles de microprocesadores (mi más ni menos que 65 536) con la intención de que procesen los datos de manera simultánea. Juntando todos estos microprocesadores, Hillis ha obtenido una potencia y velocidad de cálculo extraordinarias.

La primera generación de computadoras

Donde Mauchly y Eckert conocen a Von Neumann

Para entrar en la primera generación hemos de retomar el hilo narrativo donde lo dejamos, en la Eniac. Un año antes de que se lograra acabar esta computadora, se unió al equipo un matemático húngaro, John von Neumann, que estaba destinado a ser uno de los cerebros más preclaros de la investigación en este campo. Participó en los trabajos de la Eniac y tuvo ocasión de reflexionar acerca de los principios del aparato que iba a entrar en funcionamiento dentro de poco tiempo.

La Eniac estaba cableada y conectada de manera que pudiera realizar un tipo de cálculos. Cada vez que se quería cambiar de actividad, se debía rehacer todo el trabajo, lo cual necesitaba una previa planificación y un trabajo de varias horas. La computadora era de propósito general, pero requería la remodelación de las conexiones como condición para programar nuevas tareas.

Von Neumann maduró una idea luminosa para superar estas limitaciones lógicas, agilizar las funciones y alcanzar mayor fiabilidad. Se apercibió de que una computadora podía ser diseñada con una memoria más capaz y con una estructura más flexible. Logrado este paso fundamental, vendría fácilmente lo demás porque, a continuación, bastaría con introducir en la máquina las instrucciones, de la misma forma que se hacía con los datos. La memoria almacenaría las dos clases de información, la relativa a la forma de operar y aquélla sobre la que debía operar. Con la adecuada construcción del aparato, éste sabría desde el principio cómo trabajar y tan sólo pediría la información que atañera a los datos. Y así se evitaría manipular la parte física de la computadora, que permanecería inalterada, sin necesidad de volver a cablearla.

En esencia, estos son los rasgos de la idea de Von Neumann de la computadora con programa incorporado. Su brillantez fue comprobada rápidamente y aplicada a computadoras que, retomando el símil con los dinosaurios (por su tamaño y supuesta torpeza), comenzaban a desperezarse y a mostrar mayor capacidad de reflejos. Los programas maestros, que cumplían en parte la función de los actuales sistemas operativos, se almacenaban directamente en los aparatos mediante instrucciones codificadas, y las máquinas disponían de ellos directamente.

Los dos técnicos directores de la Eniac comprendieron la validez de la teoría de von Neumann y diseñaron un nuevo proyecto. Dejaron la Universidad de Pensilvania y crearon una pequeña empresa privada, que fue absorbida en 1950 por la Remington Rand, más conocida como Sperry Corporation. Mientras Mauchly y Eckert iniciaban su nueva etapa e investigaban y publicaban informes de sus progresos, entre los que figuraba crear un aparato programado y con una memoria de 8 000 palabras de 32 bits, por iniciativas diversas se construyeron algunas computadoras que incorporaban parte de estas innovaciones. La EDSAC, Electronic Delay Storage Automatic Calculator, ya poseía programa incorporado y rompía con lo hecho hasta entonces; la construyó un equipo británico dirigido por Maurice Wilkes, en Cambridge. La primera de estas características fabricada en Estados Unidos fue la EDVAC, Electronic Discrete Variable Automatic Computer, que apareció en 1950, y trabajaba con sistema binario. Era una versión de la Eniac, ampliamente modificada según la propuesta de Von Neumann. Otras le siguieron, y se conocieron con nombres tan crípticos como ORDVAC, ILLIAC, MANIAC, JOHNIAK, WEIZAC, etc.