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Reiniciando el computador digital más viejo del mundo aun en funcionamiento

Siguiendo con la serie de artículos con las cosas más viejas del mundo que aun realizan sus tareas, le toca el turno a WITCH / Harwell Dekatron, restaurada por ingenieros del National Museum of Computing en el Reino Unido en el 2012 tras más de tres años de trabajo. Construida entre 1949 y 1950 y puesta en funcionamiento en 1951, esta es una computadora digital a base de relés (interruptores controlados por circuitos eléctricos) con una memoria basada en decatrones (válvulas que cuentan pulsos). Al mirar los decatrones, y viendo cuáles estaban activos y su respectivo estado podía saberse los contenidos de la memoria de la máquina, mientras que los resultados eran marcados en una hoja continua por una máquina de tambor mecanográfico.

En este otro vídeo puede verse WITCH cargando un programa para calcular la raíz cuadrada de 2.

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Cuando los videojuegos se diseñaban en lápiz y papel

Dibujos originales del Super MarioEn el pasado el diseño de videojuegos era casi artesanal, ya que los simples pero a su vez laboriosos gráficos de algunos de los juegos que supieron convertirse en iconos culturales máximos de la cultura de la segunda mitad del siglo XX nacieron en grillas de papel, dibujados a mano por algunos de los nombres más reconocidos de la industria..

Dibujos originales del PacmanEn efecto, los gráficos utilizaban celdas de color, las cuales representaban un píxel y el color que éste podía tomar. La cantidad de colores y píxeles disponibles era tan limitada, que el método estándard en la industria era simplemente utilizar una hoja de papel con una grilla que representaba el número exacto de píxels, y pintar cada celda con lapices de colores. Luego los programadores tomaban éstas grillas y traducían a instrucciones de memoria los diseños representados en las mismas. Generalmente las grillas utilizadas contenían también un anexo aparte en el que se podían detallar las direcciones de memoria donde se almacenaría cada celda de color.

Dibujos originales del PacmanEn este interesante video, el cual está en inglés pero es también interesante para quienes no comprendan ésta lengua ya que tiene varias imágenes relacionada, puede verse a los legendarios Miyamoto y Tezuka hablar sobre cómo utilizaron éste método para diseñar al fontanero más famoso y su universo.

Y no solo los videojuegos
De hecho, la primer fotografía que se obtuvo de otro planeta fue pintada a mano utilizando un método similar, ya que los científicos de la misión no podían esperar a que las lentas computadoras de la época procesen la imagen. De esto ya hemos hablado en Anfrix.

RAD6000, el ordenador de 33 MHz que cuesta 300 mil dólares

RAD750Computadores costosos los hay de todo tipo, pero el RAD6000 se lleva todos los laureles. Creado para soportar las más arduas condiciones a las que una nave o sonda espacial puede encontrar en el espacio exterior, el mismo, diseñado por IBM Federal Systems -ahora parte de BAE- para la USAF durante los 90s, posee una velocidad de proceso no superior a los 35 MIPS así como una frecuencia máxima de reloj de 33MHZ y unos modestos 128 megas de ECC RAM. Todo, operado desde un sistema operativo en tiempo real llamado VxWorks. La razón de su costo, como lo habrán notado, no es precisamente su velocidad, sino su capacidad para soportar las inclementes temperaturas del espacio y, como su nombre lo indica, resistir altos niveles de radiación. Si bien resulta poco comparado con “simples” ordenadores de escritorio actuales, el RAD6000 alcanza y sobra como para servir de computadora de vuelo en todo tipo de naves.

Si bien el RAD6000 tiene un sucesor, el RAD750, con un precio similar y prestaciones un poco más elevadas, el RAD6000 es ciertamente la estrella indiscutible del espacio, encontrándose en al menos 200 satélites y naves de todo tipo, entre los que se incluyen los históricos vehículos Spirit y Opportunity y la sonda Mars Phoenix Lander. Solo 10 naves utilizan el modelo 750, entre ellas, la más famosa es la sonda Mars Reconnaissance Orbiter.

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Una entrevista a Peter Gluck de la NASA (en inglés) sobre el RAD6000 y su uso en el MPL.
Las distintas naves espaciales, incluido el transbordador espacial, y los procesadores que utilizan. Muchos podrán sorprenderse al observar que una vehículo tan espectacular como el transbordador utiliza un software de control que no supera el mega y el cual es ejecutado desde un procesador 80386. Pero, en un medio donde lo reducido y lo eficiente reina, esto es la regla.

El mecanismo de Antiquerra, la computadora más antigua de la historia

En el año 1900 un buzo realizó un maravilloso hallazgo en un barco romano hundido en Antiquerra (Antikythera), Grecia. Imposible de estudiar para los científicos de la época, el mecanismo y su utilidad permanecerían en el misterio por décadas. Hasta que afortunadamente un siglo después, y tras un gran esfuerzo, las universidades de Cardiff y de Atenas lograran probar que la máquina es la primer computadora diferencial de la historia. Precediendo a la de Charles Babbage por unos 1700 años.

El hallazgo

En el año 1900 Elias Stadiatos, un buzo local, se destinaba a realizar sus actividades descendiendo en una zona famosa por la cantidad de reliquias grecorromanas que habitan en sus profundidades. A pesar de esto nada pudo haberlo hecho imaginar que posteriormente en ese mismo día descubriría un barco romano hundido. Como es lógico, tras semejante descubrimiento un equipo de arqueólogos comenzó a rescatar todos sus artefactos, entre ellos un para nada llamativo baúl que estaba en la bodega. Dos años después del hallazgo, un 17 de Mayo de 1902, el arqueólogo Valerios Stais, quien estudiaba los restos del naufragio, llega al baúl. Tras abrirlo encuentra destacada en su interior una “roca”. Idea que duraría muy poco ya que tras un rápido análisis logra observar que “la roca” era en realidad un complejo dispositivo de engranajes.

Muchos años pasarían y el debate sobre la verdadera utilidad del mecanismo traería caldeadas disputas y peleas entre los que afirmaban que era un simple reloj, los que decían que era solamente un juguete y, en gran minoría, los que decían que en realidad era un complejo mecanismo de navegación que predecía la posición de todos los cuerpos celestes conocidos en la época. Gradualmente, con el avance de la ciencia y la llegada de diversas nuevas técnicas como los rayos X, se le fue dando la razón a éstos últimos: la máquina era sin duda alguna un mecanismo de computo. No obstante, lo que nadie podría haber imaginado, es que el mecanismo era una máquina diferencial que antecede a la creada por Charles Babbage en unos 1700 años. De hecho Cicerón escribe sobre la existencia de un singular mecanismo en el que “una revolución reproduce los mismos movimientos del Sol, la Luna y los cinco planetas”

Su historia y origen
Su historia es tan llamativa y singular como su utilidad: la máquina, a pesar de haber sido hallada en un navío romano, es de origen griego. Actualmente se cree que fue construida en la academia de Posidonio ubicada en la isla de Rodas, lugar destacado por sus intensivos y avanzados estudios astronómicos. Tras varias décadas de guerra y revuelta en la Urbe un líder que cambiaría en 180 grados llega a Roma y obtiene el poder absoluto: Julio César. Sus hazañas fueron tales que obsequios de todas partes eran buscados para honrarlo en sus desfiles triunfales. No es de sorprender entonces, que maravillado por la impresionante exactitud del mecanismo un general romano decidiera robarlo y entregarlo como obsequio a César. Desgraciadamente, como sabemos, su barco nunca llegó a destino.

La reconstrucción

Por mucho tiempo se habló bastante y poco se hizo para validar alguna de las tantas teorías sobre el funcionamiento del mecanismo. Todo hasta que un grupo laborioso de investigadores de la universidad de Cardiff se pusiera como meta reconstruirlo. Tras arduos intentos lograron el apoyo de la Universidad Aristóteles de Tesalónica; la Universidad de Atenas, El Museo Arqueológico Nacional de Atenas y donaciones monetarias de la Fundación Cultural del Banco de Grecia.

Dada la fragilidad del mecanismo el equipo de X-Tek Systems, empresa colaboradora en la investigación, construyó especialmente para la ocasión uno de los más avanzados tomógrafos que se pueden hallar y lo transportó a Grecia. HP también ayudó con el diseño de un sistema de mapeo tridimensional que permitió estudiar mejor la estructura del dispositivo. Si bien el estudio todavía no ha finalizado y se espera que hoy, 1 de Diciembre, se anuncien los nuevos descubrimientos, entre ellos la decodificación de más de 1000 caracteres de escritura con instrucciones talladas en su superficie, previamente irreconocibles a causa del deterioro producido por el agua y los años, los hallazgos realizados por esta investigación han permitido la reconstrucción de réplicas funcionales, como las que podemos ver en las imágenes.

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Página oficial del Proyecto Antiquera

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El más viejo de todos los juegos gráficos de computador

En 1952 A.S. Douglas se encontraba preparando su tesis doctoral en la Universidad de Cambridge sobre interacción hombre-máquina, por lo que tenía acceso a una rudimentaria, pero relativamente potente, máquina de cálculos electrónicos EDSAC -tan primitiva a nuestros estándares que los números eran ingresados utilizando un discador numeral telefónico-. Ya que dicha máquina poseía una pequeña pantalla de 35×16 pixels en la cual se desplegaban los resultados Douglas no tardaría en pensar la manera de utilizarla para hacer su tiempo en el laboratorio más ameno. Tras jugar realizando cuentas al azar, sólo por diversión, se dio cuenta de que podía programar un pequeño juego. Así empezó el desarrollo del que sería el primer videojuego de la historia: Un simulador del tres en línea o Tic Tac Toe. Tras varios días de programación batallando contra un rudimentario y primitivo lenguaje Douglas logró que la máquina jugara y respondiera efectivamente a las movidas de su adversario. El tablero estaba dividió en 9 campos y a cada campo se le asignaba un número por lo que utilizando el dial podíamos indicarle a la computadora donde poner nuestra cruz o círculo.

Nota: la imagen es una representación del juego, tengan en cuenta que la pantalla original era incluso más pequeña.

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– Existe un simulador de EDSAC en el que pueden jugar el juego de Douglas.

Curiosidades del número Pi

En distintas culturas, china, egipcia, europea, india, etc., se trato de obtener mejores aproximaciones de Pi por ser de aplicación en campos tan distintos como la astronomía o la construcción.

Muchos de los intentos de evaluar Pi en la antigüedad utilizaban el método de calcular el perímetro de polígonos inscritos y circunscritos a circunferencias.

Modernamente para evaluar Pi se utiliza una serie infinita convergente. Este método fue utilizado por primera vez en Kerala (India) en el Siglo XV

La probabilidad de que dos enteros positivos escogidos al azar sean primos entre si es 6/Pi2

Si se eligen al azar dos números positivos menores que 1, la probabilidad de que junto con el número 1 puedan ser los lados de un triángulo obtusángulo es (Pi-2)/4 Continue reading Curiosidades del número Pi

El ordenador de Athanasius Kircher

Athanasius Kircher es una de las personas que más admiro. Un monje jesuita, un inventor excéntrico, un científico con una mente brillante y creativa que se conjugaban en un solo individuo dando como resultado algunas de las ideas y creaciones mas raras y llamativas. Ya hemos hablado de Athanasius en si (sin embargo, pueden leer algunos de mis otros artículos sobre sus ideas e inventos Aquí, aquí, aquí, aquí), sino que voy a comentarles de algo, que de haber funcionado, podría haberse convertido en una de las primeros ordenadores de la historia.

Kircher estaba convencido que el promedio de vida de una persona era demasiado poco, se sentía frustrado de saber que no llegaría a aprender todo lo que deseaba, y de hecho, lamentablemente, esto se reflejó en el que nunca pudo cumplir su sueño de viajar a China -tierra que catalogó y estudió tanto al punto de haber realizado un mapa, y bastante acertado, de la región sin siquiera haberla visitado-.

A causa de esto varias de sus investigaciones e inventos estuvieron enfocadas en realizar aparatos y maquinarias que facilitasen la vida, acelerando la resolución de tareas repetitivas. Una de estas máquinas fue, en efecto, algo que podría haberse catalogado como ordenador: El dispositivo creado al rededor del 1660 y cuya intención era la de resolver cualquier cuestión matemática, estaba dotado de un complejo sistema de engranajes y poleas. Estas piezas, ubicadas correctamente, eran capaces de formar mediante una serie de palillos la respuesta. Si bien el “ordenador” de Kircher logró resolver correctamente problemas sencillos fallaba al intentarlo con operaciones más complejas. Pero qué era lo más interesante de este singular aparato se preguntarán, la respuesta es su funcionamiento: Kircher, además de científico, era un artista por lo que continuamente mezclaba la ciencia con el arte. Su ordenado no fue una excepción, y para su manejo, uno debía memorizar largos poemas en Latín los cuales debían ser representados en las palancas de la máquina. Su complejidad era tal que Kircher escribió un “pequeño manual de uso” de unas 850 páginas… -que vaya sea de paso hoy se considera uno de los primeros “manuales de usuario” de la historia-.

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El primer programa de la historia -1842-

Ada Byron, alias Lady Lovelace. Ada fue, ni más ni menos, que la primer programadora de la historia, allá por el siglo 19.

Ada ByronHija, legítima!, del gran poeta Lord Byron, con todo lo que eso significa. Todos, espero, sabemos lo turbulenta que fue la vida del poeta: hijos desperdigados por todo el mundo, incluso tuvo un supuesto romance con su hermana; problemas emocionales; personalidad singular y un largo etcétera de rarezas. La relación entre Annabella, la madre de Ada, y Byron no fue muy buena, de hecho, se divorciarían al año y unos meses del nacimiento de la niña. Sin embargo, a pesar de lo problemática que fue la relación familiar, Annabella, pondría un gran énfasis en la educación de su hija, sobretodo en la matemática. Siguiendo las tutorías de algunos de los mejores profesores de Londres Ada pronto se convertiría en una intelectual de renombre. En 1835 se une en matrimonio al Baron William King, relación de la que florecerían tres niños, pasando a tomar el título de: La Recta y Honorable Augusta Ada, Condesa de Lovelace.

El programa
Charles BabbageAmiga de personajes tan importantes como Faraday, Dickens y Wheatstone, su gusto por la matemática se pondría a prueba en 1842, año en el que comenzaría a traducir las memorias del matemático Italiano Luigi Menabrea, quien había realizado un profundo estudio sobre la máquina analítica de Babbage. No obstante, las memorias no serían muy claras, por lo que Ada, se vería obligada a realizar una serie de algoritmos que la ayudaran a obtener un método “automático” para resolver números de Bernoulli. Estas notas, que realizó explicando el procedimiento, son consideradas como el primer programa computacional de la historia. De hecho se ha probado que si se transcribe la lógica a un lenguaje de programación moderno este es perfectamente funcional.

Máquina analítica de Babbage.

Lamentablemente Ada moriría joven, desangrada hasta la muerte por su médico, quien intentaba curarla de un cancer de útero. -si leen mi artículo sobre Medicina Medieval entenderán por qué los “doctores” del pasado creían que drenar sangre del paciente era benéfico-. De todas maneras esto trae una curiosa casualidad: Ada moriría a la misma edad que su padre, 36 años, y de la misma causa “sangrado medicinal”. Bajo pedido personal sería enterrada junto a éste.

De la IBM 701 a la IBM Blue Gene

Una noche como hoy pero de 1953 IBM anunció la creación de un súper ordenador, simplemente llamado “el 701”. Este ordenador, que ocupaba el tamaño de una vivienda, y anunciado como un boom tecnológico en sus especificaciones técnicas que nos informaban las prestaciones del mismo: sumas 16.000 por segundo o 2.000 multiplicaciones y divisiones por segundo. Combinadas podía realizar un total de 14 kiloflops, unas 14.000 operaciones por segundo.

Hace algunas semanas la misma IBM, autora de “El 701”, anunció su último prototipo de súper computadora para el 2005 la Blue gene/L. Esta súper computadora también ocupa el tamaño de varias habitaciones, y curiosamente también sus colores son azul gris y negro. Recién está funcionando a la mitad de su potencial ya que en un breve tiempo se le añadirá su otra mitad, la Purple gene. Juntas servirán como hardware de simulación para la US National Nuclear Security Administration (NNSA). La diferencia de ésta nueva súper computadora con su antepasado radica en que la Blue Gene/L, funcionando a todo su potencial, realizará medio petaflop de proceso, unas 1,000,000,000,000,000 operaciones matemáticas por segundo.