El Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico) (ENIAC) fue el primer ordenador universal electrónico impulsado por Turing. Fue utilizado en la Segunda GUerra Mundial por el ejército estadounidense para calcular las tablas balísticas.
La historia del ENIAC
El ENIAC fue desarrollado para el ejército estadounidense por John Presper Eckert y John William Mauchly en la Universidad de Pensilvania a partir de 1942 y presentado al público el 14 de febrero de 1946. Fue programado principalmente por mujeres, las “mujeres ENIAC”, ver también en Programación.
Mauchly y Eckert fundaron una empresa de informática en 1946, la Eckert-Mauchly Computer Corporation, que posteriormente fue adquirida por Remington Rand. la patente se presentó en 1947, y en 1967 se iniciaron largos procesos judiciales sobre su validez.
En 1973 se invalidó la patente debido a las características ya conocidas del ordenador Atanasoff-Berry (ABC); como Mauchly tuvo la oportunidad de estudiar el ABC durante una visita a Atanasoff en 1941, y probablemente se inspiró en él, el tribunal consideró que el ENIAC era una obra derivada.
El mérito de la invención del primer ordenador electrónico, que Mauchly y Eckert habían compartido hasta entonces, ha pasado desde entonces a Atanasoff.
Desde Filadelfia, ENIAC se trasladó al cercano Laboratorio de Investigación Balística de Aberdeen en 1947. El ENIAC se cerró el 2 de octubre de 1955.
Los datos técnicos del ENIAC
Al igual que el ordenador Atanasoff-Berry (1938-1942) y el Colossus británico (1943), un ordenador criptográfico especial, el ENIAC utilizaba tubos de electrones para representar los números y pulsos eléctricos para transmitirlos.
Esto dio lugar a una potencia de cálculo mucho mayor que la del Z3 de Konrad Zuse (1941), que tenía una arquitectura más moderna pero seguía basándose en relés electromecánicos. Al igual que el ASCC (construido entre 1939 y 1944, posteriormente conocido como “Mark I”), el ENIAC utilizaba un sistema decimal para representar los números.
El ENIAC constaba de 40 componentes que trabajaban en paralelo, cada uno de ellos de 60 cm de ancho, 270 cm de alto y 70 cm de profundidad. El sistema completo se construyó en forma de U, ocupó una superficie de 10 m × 17 m y pesó 27 toneladas. Constaba de 17.468 tubos de electrones, 7.200 diodos, 1.500 relés, 70.000 resistencias y 10.000 condensadores.
El consumo de energía consistía en 80 kW para la calefacción, 40 kW para las corrientes de los tubos y 20 kW para los ventiladores; la potencia de la red de ánodos y pantallas se limitaba al 25 % del valor máximo.
La construcción del ENIAC costó 468.000 dólares, cantidad que sólo estaba disponible debido a la gran demanda de potencia de cálculo del ejército estadounidense (equivalente a unos 7.330.000 dólares de hoy en día). En comparación con sus predecesores, el tamaño de la ENIAC es impresionante.
Un problema importante en el desarrollo del ENIAC fue la susceptibilidad de los tubos de electrones a los errores. Si uno solo de los 17.468 tubos fallara, toda la máquina calcularía incorrectamente.
Para mantener bajos los costes de estas inevitables averías, se incorporaron al ENIAC programas especiales de diagnóstico para facilitar la localización de un tubo que debía ser sustituido. Una de las medidas para contrarrestarlo fue instalar tubos más potentes de lo necesario y hacerlos funcionar sólo a un 25 % de su potencia nominal.
También se observó que se rompían más tubos al encender y apagar que durante el funcionamiento. Como consecuencia, el ENIAC simplemente no se apagó más. Esto redujo el tiempo de inactividad a unas pocas horas por semana.
Capacidades del ENIAC
El ENIAC podía sumar, restar, multiplicar, dividir y sacar raíces cuadradas.
Una suma/resta tardaba 0,2 milisegundos, una multiplicación hasta 2,8 ms, una división hasta 24 ms y una raíz cuadrada más de 300 ms.
Funcionamiento del ENIAC
El componente básico para el funcionamiento del ENIAC era el acumulador, que podía almacenar un número decimal con signo de 10 dígitos y sumar y restar.
Cada uno de los 20 acumuladores podía realizar esa operación aritmética en 0,2 milisegundos. Este intervalo de tiempo también se llama ciclo de adición. Para los cálculos con doble precisión, se pueden conectar dos acumuladores.
Otros componentes aritméticos eran el multiplicador (tres copias) y el divisor/raíz cuadrada. Un multiplicador implementaba una tabla de multiplicación según la cual se controlaba un subprograma que se ejecutaba en cuatro acumuladores.
Una multiplicación tardaba hasta 2,8 milisegundos (dependiendo de la longitud de los números).
El divisor/raíz cuadrada se construyó de forma similar, necesitando hasta 65 milisegundos (13 ciclos de adición por dígito) para una división o raíz cuadrada.
La programación de cálculos complejos era posible con el Programador Maestro (dos copias), que permitía la programación recursiva.
La Unidad Iniciadora fue la responsable de poner en marcha el sistema. Cuando se encendía el ENIAC, los flip-flops tomaban valores aleatorios, de modo que los componentes estaban en un estado indefinido.
Mediante un programa especial de la unidad iniciadora, los flip-flops podrían pasar a un estado definido y, por ejemplo, los acumuladores podrían inicializarse con 0.
Además, la unidad de iniciación tenía un botón de arranque con el que se iniciaba manualmente un programa ENIAC. La Unidad Ciclista servía de generador de reloj, suministrando a los demás componentes impulsos de control a través de cables estáticos.
También se podía cambiar a un modo paso a paso, lo que simplificaba la resolución de problemas.
Programación del ENIAC
El ENIAC se programaba conectando los componentes individuales con cables y ajustando las operaciones deseadas en interruptores giratorios.
Los componentes de la ENIAC estaban conectados estáticamente entre sí para recibir los impulsos de reloj de la Unidad de Ciclado.
Había más conexiones estáticas entre los componentes que trabajaban juntos (por ejemplo, entre un multiplicador y los 4 acumuladores asignados). Todas las demás conexiones para ejecutar un programa debían conectarse manualmente.
Para la transmisión de los impulsos de programa, había cables que discurrían horizontalmente a la altura de los pies en las bandejas de programa; para los impulsos numéricos, se utilizaban las bandejas de dígitos a la altura de la cabeza. Había enchufes en las bandejas y componentes en los que se podían enchufar los cables.
Una clara desventaja arquitectónica del ENIAC era la falta de una memoria de instrucciones. Incluso el Z1, el Z3 y el Mark I leían sus órdenes a partir de una cinta perforada, mientras que el ENIAC tenía que ser recableado para cada programa.
Siguiendo las ideas de John von Neumann, el ENIAC se convirtió en un ordenador con memoria de instrucciones en 1948. Esto redujo su potencia de cálculo a 1/6, pero también se redujo el tiempo necesario para la reprogramación, por lo que se consiguió una ganancia global de tiempo.
El ENIAC fue programado por mujeres, las “mujeres del ENIAC”. Entre ellas estaban Kay McNulty, Jean Bartik, Kathleen Antonelli, Adele Goldstine, Betty Snyder, Betty Holberton, Marlyn Wescoff, Frances Bilas y Ruth Teitelbaum. Anteriormente habían realizado cálculos balísticos para los militares en ordenadores mecánicos de sobremesa.
En la Universidad de Filadelfia se calculaban tablas balísticas por encargo del ejército, cartillas para la artillería que registraban la trayectoria de los distintos proyectiles para los cañones. Los cálculos se hacían a mano, con la única ayuda de una máquina tabuladora que podía multiplicar y dividir. Los empleados que hacían los cálculos se llamaban como su trabajo: ordenadores, las calculadoras.
Salida de datos del ENIAC
El Transmisor de Constantes (formado por tres componentes) y las Tablas de Funciones (tres componentes, tres copias cada uno) servían como memorias de sólo lectura. El primero se utilizaba principalmente para controlar un lector de tarjetas perforadas.
En este último, se almacenaban 104 números decimales de diez dígitos cada uno (sin embargo, sólo se podían fijar seis dígitos individualmente) con un tiempo de acceso de cinco ciclos de adición. También se pueden imprimir los resultados de los cálculos: Una impresora de tarjetas perforadas podría controlarse a través del panel de la impresora (formado por tres componentes).
Se integró una salida visual inmediata en los acumuladores: En la zona superior del componente había 102 lámparas luminosas para mostrar el número almacenado en ese momento (diez para cada uno de los diez dígitos, dos para el signo).
Influencia cultural del ENIAC
Con motivo de la primera presentación pública del ENIAC, en febrero de 1946, se colocó una pelota de ping-pong partida por la mitad sobre cada lámpara, un diseño que fue el modelo de muchos ordenadores posteriores y un elemento que marcó el estilo de la ciencia ficción de la época.
Autor: Liber Prieto
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