En 1943, comienza el proyecto ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer). Los estadounidenses John William Mauchly y John Presper Eckert se encargan del Hardware (la parte física), y un grupo de informáticas (únicamente reconocidas en 1997) del Software, el funcionamiento. Ideado con el propósito de resolver los problemas de balística del ejército de Estados Unidos; no se termino de construir la maquina hasta el 1946. Estuvo muy relacionado con el proyecto Colossus, que se utilizo para descifrar el código alemán durante la Segunda Guerra Mundial.

El ENIAC era totalmente digital, es decir, ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en lenguaje maquina, con lo que se puede diferenciar de sus antecesores (que tenían partes electrónicas y mecánicas). El primer ordenador programable del mundo es el Z1, una computadora creada por Konrad Zuse construida alrededor de 1936. Sin embargo, éste aún se componía de partes analógicas.

Si bien, actualmente se considera la primera a la Atanasoff Berry Computer (ABC), que fue el primer computador electrónico y digital automático, construido por el Dr. John Vincent Atanasoff con la ayuda de Clifford Edward Berry entre 1937 y 1942.
Por otra parte, la computadora alemana Z3 de tecnología electromecánica (sucesora de Z1), no se puede considerar todavía totalmente como un ordenador, sino más bien como un Robot (comprendía multitud de relés). Además está relacionada con el Colossus, que se usó para descifrar código alemán durante la Segunda Guerra Mundial y destruido tras su uso para evitar dejar pruebas, siendo recientemente restaurada para un museo británico. Pero ya ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en Lenguaje máquina, a diferencia de otras máquinas computadoras contemporáneas de procesos analógicos.

El ENIAC se construyo con fines militares, pero al finalizar la Segunda Guerra Mundial se utilizo para multitud de investigaciones científicas. Se dice que realizo más cálculos matemáticos que los realizados por toda la humanidad hasta ese momento.

El 2 de octubre de 1955, a las 23:45 horas la computadora estadounidense ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) fue desactivada para siempre.

ENIAC, acrónimo de Electronic Numerical Integrator and Computer), con la intención de servir de ayuda a los americanos para calcular la trayectoria balística de los proyectiles. El ordenador tenía un peso de 27 toneladas y ocupaba un espacio de 63 metros cuadrados, estando además compuesto de miles de válvulas electrónicas, diodos, relés o transistores.

Un encargo del laboratorio de balística USA con la Moore School de Filadelfia; J. Presper Eckert su ingeniero jefe y John W. Mauchl ingeniero consultor. Con la experiencia del ENIAC, se definió la arquitectura de los computadores modernos o arquitectura von Neumann.

Creadores

John Presper nació en Filadelfia el 9 de abril de 1919, hijo de una familia acomodada, ya destacaba desde muy pequeño en matemáticas. Después de en ingeniería eléctrica conoció a Mauchly en un curso sobre electrónica militar de la Moore School.

William Mauchly nació en agosto de 1907 hijo de físico, fue un alumno brillante que consiguió el doctorado en física con tan solo 24 años. En 1941 visitó al creador del computador ABC, John V. Atanasoff, lo cual le ayudó a construir su máquina. En 1942  después de varios años como profesor, redacta un memorándum sobre el uso de dispositivos de tubos de vacio para calcular.

Juntos fundaron en 1946 la empresa Eckert-Mauchly Computer Corporation: la primera dedicada al diseño y fabricación de ordenadores.

Construcción

William Mauchly había visitado en el verano de 1941 a Atanasoff para ver en vivo y en directo su calculadora electrónica, de la cual extraería muchas de las ideas para poner en práctica su proyecto.

En 1941, librándose la Segunda Guerra Mundial en Europa y con Estados Unidos manteniéndose neutral (el ataque a Pearl Harbor se produjo el 7 de diciembre de 1941), el doctor en ciencias físicas John William Mauchly realizó un curso de electrónica militar en la Moore School of Engineering de la Universidad de Pennsylvania donde conoció a John Presper Eckert, un joven ingeniero recién graduado con el que comenzó a trabajar en el desarrollo de tubos de vacío fiables para que pudiesen utilizarse como base de máquinas de cálculo. La Moore School, por aquel entonces, era un centro de cálculo para crear tablas de tiro para las nuevas armas y proyectiles que desarrollaba el Ejército de Estados Unidos, un caldo de cultivo en el el que Mauchly desarrolló un estudio denominado «Utilización de Tubos al Vacío de Alta Velocidad par realizar Cálculos».

En septiembre de 1942, y tomando como base su estudio, Mauchly postuló que era posible la construcción de un computador electrónico de propósito general y, a través del enlace con el Ejército, cursó la petición para recibir fondos. La idea gustó en el Cuerpo de Artillería del Ejército y vieron las posibilidades que podría tener un sistema capaz de realizar cálculos sobre disparos de proyectiles y accedió a financiar el proyecto. El 5 de junio de 1943 se suscribió el acuerdo entre la Universidad de Pennsylvania y el Ejército de Estados Unidos que fijaba un plazo inicial de 6 meses para «la investigación y el desarrollo de un integrador numérico electrónico y un computador que entregase como resultados informes» para lo cual asignó una dotación presupuestaria de 61.700 dólares a los que se sumarían, hasta 1946, nueve adendas al acuerdo y una dotación presupuestaria extra de 486.804,22 dólares de la época para obtener un modelo experimental totalmente funcional que pudiese instalarse en los Laboratorios de Investigación Balística del campo de pruebas Aberdeen.

Así fue como arrancó el desarrollo del ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) con Mauchly como responsable del diseño conceptual del computador. Tras varios meses de trabajo, en 1944 se decidió iniciar su construcción.

El 15 de febrero de 1946, se finalizó la construcción del ENIAC y se realizó la entrega al Cuerpo de Artillería del Ejército de Estados Unidos tras 4 años de trabajo. Durante 1946, el ENIAC permaneció en la Escuela Moore prestando servicio al Ejército en la resolución de problemas numéricos en el campo de la energía atómica y en trayectorias balísticas. En diciembre de 1946 se comenzó a desmontar el ENIAC para su traslado al campo de pruebas de Aberdeen y las primeras piezas llegaron a la base en enero de 1947 en un proceso que se prolongaría hasta agosto de 1947 en el que el ENIAC volvió a entrar en servicio.

Desde 1947 a 1952 el ENIAC fue pieza clave para las investigaciones realizadas por Ejército y la Fuerza Aérea donde intervino en cálculos de proyectiles, predicción del tiempo, estudio de números aleatorios, diseño de túneles de viento, estudio de rayos cósmicos, ignición térmica, energía atómica, etc.

Funcionamiento

Ocupaba una superficie de 167 metros cuadrados, ocupaba una habitación de 6 x 12m , pesaba 27 toneladas y se tardo en construir 30 meses. Estaba compuesto por tubos de vacío o también llamados válvulas termoiónicas, en total unos 17.468 tubos.

Además constaba de 7.200 de diodos de cristal , 1.500 relés , 70.000 resistencias , 10.000 condensadores y alrededor de 5 millones de soldaduras todas hechas a mano.

ENIAC introdujo varias mejoras, entre ellas la utilización de un sistema binario, de dos dígitos, en vez del decimal de 10 dígitos. Esto significo que las maquinas podían ser ejecutadas para que cuando un conmutador eléctrico estuviera abierto equivalía a uno y cerrado a cero; permitía realizar cálculos a la velocidad de la luz.

Estaba dividida por 30 unidades autónomas, de las cuales 20 eran acumuladores. Cada acumulador podía su mar diez dígitos y era capaz de almacenar sus propios cálculos. El contenido almacenado se visualizaba externamente a través de unas pequeñas lámparas que se encendían de determinada manera.

En 1,5 segundos era posible calcula la potencia 5000 de un numero de cinco cifras. Esta máquina era capaz de realizar 5000 sumas y 300 multiplicaciones por segundo. Era un computador de propósito general capaz de resolver diversos problemas, cálculo diferencial e integral, disponía de 20 acumuladores sumadores, un multiplicador y un divisor raíz cuadrada, con un programador maestro, más una memoria interna solo lectura, de 312 números y otra externa a base de tarjetas perforas que podía leer e imprimir.

Sus capacidades, con cinco mil sumas por segundo, era mil veces más rápido que las calculadoras de su tiempo. Además, hacía unas 35 multiplicaciones por segundo y unas 3 divisiones o raíces cuadradas.

  1. El computador básicamente resolvía todas las operaciones haciendo sumas y restas, aunque para multiplicar tenía unas tablas que le daban los resultados directamente. Los acumuladores se llamaban así porque sumaban todo lo que llegaba a ellos. Como solo sumaban, para restar sumaban el número negativo. Como curiosidad, la raíz cuadrada se hacía sumando impares a partir del uno. Se puede comprobar con el 9, es 1 + 3 + 5, total 3 impares sumados, luego la raíz de 9 es tres. Es una propiedad de la suma de una serie, aunque con números grandes hay que hacer muchas sumas.

Para la lectura y escritura de datos se utilizaban tarjetas perforadas, para ello se utilizaba una lectora y una perforadora.

Con el programador maestro se podían repetir bucles de instrucciones, similar a un FOR de tamaño fijo, además podía controlar con una bifurcación condicional o instrucción IF. En su aspecto destacaban los acumuladores con los cuadros de luces, o “Blinken ligths” vistos en el vídeo, mientras calculaba se desplazaban de abajo a arriba, convirtiendo el movimiento de luces en la imagen de los ordenadores antiguos.

La tecnología de la época
Válvulas de vacío

La programación del ENIAC se realizaba mediante el interconexionado de cables, igual que las antiguas centrales de conmutación de telefonía, y requería la operación manual de unas 6.000 conexiones; por tanto, cualquier cambio en la programación requería días o incluso semanas. Poca tolerancia a fallos puesto que, hasta que se perfeccionó el desarrollo de los tubos de vacío en 1948, varias válvulas se fundían cada día (provocando paradas de 30 minutos para su sustitución) y, para evitar errores, cada cálculo se realizaba 2 veces para comprobar que éstos fuesen correctos.

Limitaciones de diseño

El  principal inconveniente de los tubos de vacío, era su corta vida, ya que aproximadamente cada 10 minutos se estropeaba uno de ellos y era una labor tediosa (unos 15 min) encontrar el que había fallado. La mayor parte de los fallos  se producían al encender o pagar la maquina, ya que los filamentos  de las válvulas y sus cátodos se encontraban bajo estrés térmico. Debido a esto se decidió no apagar nunca el ENIAC, lo cual redujo el fallo a una válvula cada dos días. Los tubos de fabricación especial para durar largas temporadas sin deteriorase no llegaron hasta el 1948. El periodo más largo de operación del ENIAC sin un fallo fue de casi cinco días.

Además requería la operación manual de 6000 interruptores y cuando se requerían modificaciones de software, llevaba semanas de instalación.

No tenía sistema operativo ni programa almacenado. Se manejaba por seis programadoras, conectando los módulos, mediante cables manguera y poniendo sus interruptores en las posiciones adecuadas. Ello le permitía encadenar cálculos y pasar datos de un módulo a otro.

El ENIAC, por razones técnicas del momento, usaba el sistema de numeración decimal en lugar del binario actual y podía manejar números de hasta 20 cifras. Con él se hicieron desde tablas de tiro artilleras a complejos cálculos físicos sobre la bomba de hidrógeno.

La programación del ENIAC era un trabajo de gran dificultad, debido a que los programas consistían en la unión de cables de distintas unidades para que siguieran una secuencia deseada. Estas unidades podían trabajar simultáneamente, permitiéndole realizar cálculos en paralelos.

Los primeros problemas fueron la escasa capacidad de memoria y la falta de fiabilidad. Por ello, se solía ejecutar dos veces la misma operación para comprobar el resultado, además se realizaban cálculos ya conocidos para verificar que seguía funcionando bien.

El principal problema  cuando terminara una tarea habría que cambiar los cables de sitio para ordenarle que hiciera otra, una labor que realizó un grupo de seis mujeres,entre las que Betty Snyder fue la más destacada. En cierto modo, era como una gigantesca centralita telefónica de las de antes, de esas en las que una señorita te ponía la conferencia poniendo el cablecito en la clavija adecuada. La tarea podía durar días, lo que eliminaba en parte esa ventaja de la rapidez. Pero no del todo: aquellas malditas tablas que llevaban un mes de trabajo a un numeroso grupo de jóvenes calculadoras humanas las resolvía en 30 segundos.

Sólo podía almacenar unos veinte números únicamente (poca memoria), y funcionaba según el sistema decimal y no el binario, lo que suponía parte de su complejidad. Pero en lo que no tuvo parangón fue en la cantidad de componentes, electricidad consumida y calor generado: hubo que instalar dos inmensos ventiladores de 20 caballos de potencia para refrigerarlo. Consumía 150 kilovatios, pesaba 27 toneladas y ocupaba 63 metros cuadrados.

Mujeres programadoras

Seis matemáticas fueron las encargadas de programar la primera computadora electrónica desarrollada en Estados Unidos, en 1946: Betty Snyder Holberton, Jean Jennings Bartik, Kathleen McNulty Mauchly Antonelli, Marlyn Wescoff Meltzer, Ruth Lichterman Teitelbaum y Frances Bilas Spence. El aporte de estas mujeres fue reconocido en 1997, al ser incluidas en el Salón de la Fama de Women in Technology International, institución fundada en 1996. Para entonces, Ruth Lichterman Teitelbaum ya llevaba 11 años de muerta.  En 2014 fue emitido el documental «The Computers«, año en el que ya estaban todas fallecidas.

Las seis matemáticas fueron contratadas por el Gobierno de Estados Unidos para escribir los programas en sistema binario y para realizar las diferentes operaciones que, en ese entonces, implicaba conectar y desconectar cables.

Cuando terminó el proyecto de ENIAC, Holberton se hizo cargo del desarrollo de las instrucciones en C-10 para BINAC. Luego ayudó a elaborar los primeros estándares para Fortran y COBOL. Fue la única de las seis programadoras en ganar el premio Ada Lovelace, celebrado el segundo martes de cada octubre, y que premia la contribución de las mujeres a la ciencia.

Bartik, también siguió sus pasos en BINAC y después en UNIVAC I. Antonelli y Lichterman, por su parte, continuaron su carrera en Aberdeen Proving Ground Ballistics Research Lab., cuando ENIAC fue trasladada allí.

Meltzer y Spence dejaron sus empleos y carrera profesional de lado para formar una familia.

«No teníamos manuales para la ENIAC. Aprendimos a programarla estudiando los diagramas lógicos. Qué bendición. Hicimos todo desde el principio. Aprendimos cómo funcionaban las computadoras. Nos ganamos el respeto de los ingenieros desde el comienzo porque realmente entendimos lo que estábamos haciendo y pudimos corregir mejor que ellos los errores porque teníamos nuestros programas de pruebas así como el conocimiento sobre la computadora».

Muchos registros fotográficos de la época muestran la ENIAC con mujeres de pie frente a ella. Hasta la década del 80, se dijo incluso que ellas eran sólo modelos que posaban junto a la máquina («Refrigerator ladies»). Sin embargo, estas mujeres sentaron las bases para que la programación fuera sencilla y accesible para todos, crearon el primer set de rutinas, las primeras aplicaciones de software.

Pioneer Programmer, las memorias de una de las programadoras originales del ENIAC: Jean Jennings Bartik, la única de las programadoras originales del ENIAC en dejar escritas sus memorias.

Curiosidades

  •  Cuando salió a la luz el 14 de febrero de 1946, apareció en la prensa con calificativos como “cerebro electrónico”, “Einstein mecánico”.
  • Algunas veces las polillas eran atraídas por las luces del ENIAC y se quedaban atascadas causando fallos en la maquina. Debido al concepto de bicho y a que las polillas en ingles se llaman “bugs”, desde entonces los fallos informáticos se conocen como bugs.
  •  Debido a su consumo de 160 kw, se dice que cuando el ENIAC entraba en funcionamiento, la ciudad de Filadelfia que era donde se encontraba la maquina, sufría apagones.

Actualidad

El ENIAC fue retirado del servicio en 1955. Hoy solo queda una réplica del mismo, el proyecto ENIAC-on-a-Chip,  desarrollado por la Universidad de Pennsylvania, y un simulador llamado eniac.jar realizado por Till Zoppke de la Universidad libre de Berlín, es una aplicación de java que permite programar como se hacía en el ENIAC original.

Gracias al Doctor John von Neumann, gran parte del ENIAC se conservó y hay partes expuestas en la Academia Militar de West Point o en el Instituto Smithsonian de Washington D.C.

Réplica del ENIAC
Réplica del ENIAC

Hasta hace unos años se oxidaba dentro de cajas de madera en la bodega del Fort Still, un complejo del ejército de USA cuya gente poco se preocupaba por atenderle -ni sabían que le tenían-.

Un grupo de empleados de una de las compañías de Ross Perot, millonario político estadounidense, pensaron en enriquecer las oficinas que a diario visitaban con esta llamativa pieza conocida por pocos. La hazaña fue compleja por lo poco que quedaba en buen estado de la ENIAC, de hecho, no se pudo devolver a la vida su funcionalidad por lo caprichoso que es el tiempo, pero sí logró ser restaurada y adecuada (para resistir de pie un poco más) en buena parte por dicho grupo quien le mantuvo en las instalaciones aún luego de la compra de la compañía por parte de Dell. Claro, ellos fueron los que alertaron a la gente del ejército para hacerles saber la tan importante pieza con que contaban, sin embargo,  se ofrecieron a restaurarla y mantenerla.

Vídeos

ENIAC

Mujeres en el ENIAC

Fuentes

Imágenes, bajo licencia CC BY 2.0)

  • «091210-eniac», por Pingdom
  • «ENIAC Tubes», por Erik Pitti
  • «Eniac 1:1, pt. 2», por Marcin Wichary
  • «Eniac», por John Morton
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