La Máquina de Manchester

INTRODUCCIÓN

A finales de la década de 1940, las máquinas electromecánicas habían alcanzado su máximo esplendor y se había quedado ancladas sin poder seguir evolucionando.

Esto dio lugar al desarrollo de la electrónica, una tecnología que permitió una gran rapidez de conmutación gracias a la ausencia de frotamiento mecánico, pero no todo eran buenas noticias , ya que tenía un gran inconveniente la fragilidad y el de los tubos de vacío en que se basaban los sistemas electrónicos de la época.

Buscando solventar los problemas con los tubos de vacío se produjo la invención del transistor. El primer transistor fue inventado en diciembre de 1947 en los laboratorios Bell por los físicos estadounidenses William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain .

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor con diversas utilidades como amplificador, interruptor, como estabilizador de voltaje, …

Componente clave en el desarrollo de la electrónica el transistor reemplazó al tubo de vacío, mejorando sus prestaciones, con un consumo de energía mucho menor, menorrecalentamiento y dimensiones cada vez más reducidas, pero no formo parte de uncomputador hasta 1953 (en Manchester).

 Primer  Transistor.

Entre 1948 y 1951 la gran difusión producida de los principios de von Neumann en los ambientes científicos de Estados Unidos y Gran
Bretaña, propicio la construcción de las cinco primeras computadoras de lahistoria:

  1. Manchester MARK1,  Universidad de  Manchester (GB, 1948).
  2. EDSAC, Universidad de  Cambridge (EUA, 1949).
  3. BINAC, Eckert y Mauchly (EUA, 1949).
  4. EDVAC, Universidad de  Pennsylvania, (EUA,1948).
  5. IAS, Universidad de  Princeton (EUA,1951/52) .

 ¿QUÉ ES UNA COMPUTADORA?

Las computadoras de la primera generación tenían características muy similares a las calculadoras modernas, pero las computadoras poseen un programa, el cual puede ser modificado para que la máquina realice diferentes operaciones, mientras que las calculadoras se limitan a un único propósito, o varios, pero ya prefijadoscuando la fabricaron.

Desde 1940 los computadores se han ido clasificando en 5 generaciones, debido a sus componentes. Pero la auténtica revolución de estos no apareció hasta la aparición de los microprocesadores.

PERSONAJES MÁS IMPORTANTES

Para entender mejor la historia de las máquinas de Manchester es importante conocer a las dos personas que más influyeron en su creación.

FREDERIC CALLAND WILLIAMS

Frederick  Calland Williams nació en 1911 en Romiley y murió en  1977, sus amigos y colaboradores lo conocían como Freddie Williams, o más a menudo simplemente “FC”, fue un importante ingeniero electrónico definido por todos como un visionario.

 FC Williams

Durante los años de guerra Freddie Williams hizo contribuciones, entre otras cosas, el primer “amplificador operacional”. En los sistemas IFF  permitió a los operadores de radar distinguir entre amigos y enemigos. Este fue también el comienzo de su larga asociación con Ferranti Ltd. Al final de la guerra Freddie Williams tenía una reputación internacional, visitó los EE.UU. 1946 y aquí se enteró de los intentos de utilizar tubos de rayos catódicos para el almacenamiento de datos.

La creencia general era que el almacenamiento a largo plazo en un CRT era difícil pero no imposible, por lo que a su regreso a Inglaterra, Freddie Williams hizo este el tema principal de su investigación. En noviembre de 1946 había demostrado que era posible el uso de un monitor CRT para almacenar un solo dígito binario. En otoño de 1947, FC y Tom Kilburn, fueron capaces de almacenar 2048 bits en un período de unas pocas horas. Este método de almacenamiento en CRTse conoció como el “tubo de Williams”.

Tom Kilburn

El Manchester Mark 1 estaba en pleno funcionamiento alrededor de octubre de 1949, e incluía muchas características nuevas, incluyendo una tienda de tambor de soporte magnético. En este momento el diseño detallado ya se entregó a Ferranti, para producir una máquina con una serie de mejoras y la ingeniería mejorada, la marca de Ferranti 1. La primera máquina se salió de la línea de producción a principios de 1951, el primer ordenador disponible comercialmente.

ALAN MATHISON TURING

Alan Mathison Turing nació en 1912 y se suicidó en 1954, pese a morir tan joven es una de las grandes figuras de la historia de la informática.

 Turing

En 1939, Turing fue reclutado por el ejército británico para descifrar los códigos emitidos por la máquina Enigma utilizada por los alemanes en la II Guerra Mundial.

Enigma

 Para construir mejores máquinas descifradoras, se comenzó a construir el Colossus, bajo la supervisión de  Turing,
se construyeron 10 unidades, y la primera empezó a operar en 1943.

En 1944, Turing fue contratado por el Laboratorio Nacional de Física (NLP) para competir con el proyecto americano EDVAC, de von Neumann. Turing ejerció como Oficial Científico Principal a cargo del Automatic Computing Engine (ACE).

En 1946 Turing recibió la Orden del Imperio Británico por su trabajo con el Colossus.

Entorno al 1947, Turing concibió la idea de las redes de cómputo, el concepto de subrutina y biblioteca de software.También describió las ideas básicas de lo que hoy se conoce como red neuronal.Abandonó la NLP en 1948.

La llegado de Alan Turing a Manchester, en 1948, fue un gran estímulo para las actividades de programación. El Manchester Mark I, estuvo acabado en 1948, antes que el EDVAC, Turing diseñó para esta máquina un lenguaje de programación basado en el código empleado por los teletipos.

En 1950, Turing sacó a la luz el primer manual de programación de Manchester. Dos años después, al equipo ya le rondaba la idea de construir un ordenador más compacto y económico.

En noviembre de 1953 entraba en funcionamiento en Manchester el primer ordenador de transistores del mundo.

HISTORIA

Al finalizar la II Guerra Mundial, la Universidad de Manchester nombro a Max Newman profesor de matemáticas, después de su trabajo (de descifrar código) con el Colossus y a F.C. Williams profesor de ingeniería eléctrica.

 Colossus

En un viaje a EEUU en 1946 Williams vio el prototipo del ENIAC y cuando regreso a Gran Bretaña consiguió que la Royal Society invirtiera 35.000 libras esterlinas en un “laboratorio de máquinas de calcular”, en la Universidad  de Manchester, a la vez en la Universidad de Transilvania se estaba construyendo el EDVAC, en laUniversidad de Cambridge se construía el EDSAC y en el National Physical Laboratory trabajaba en la elaboración del ACE. Pero el equipo de Manchestercontaba con la gran invención del propio Williams, un dispositivo de memoria que utilizaba un tubo de rayos catódicos, en lugar de tubos en línea de demora de mercurio.

En junio de 1948 el ordenador Manchester Mark I ejecutó con éxito un programa, y gracias al “tubo de Williams” se convirtió en el primer ordenador del mundo con programa almacenado. Podía ejecutar una instrucción en 1,2 ms, la memoria tenía la ventaja de ser de acceso directo y se podía representar visualmente el contenido del almacenamiento principal o del registro de control.

Una vez demostrada la eficiencia del “tubo de Williams”, se llevó a cabo la creación de una versión mejorada del Mark I, utilizada en problemas del diseño de óptica y en la generación de números primos.

 Tubo de Williams

El consejero científico del Estado (Sir Ben Lockspeiser), resulto tan fascinado, que encargó la construcción de una versión comercial del Mark I a una empresa local de Manchester. El Ferranti Mark I salió al mercado en febrero de 1951, anticipándose en cinco meses al UNIVAC, convirtiéndose en el primer ordenador disponible comercialmente.

MÁQUINAS DE MANCHESTER

La Manchester Mark 1 fue en un principio una máquina experimental a pequeña escala llamada “The baby”, construida entre 1947 y 1948 en la Universidad de Mánchester.

 Manchester Mark (the baby)

Fue construida como continuación del Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM), la primera computadora electrónica del mundo con programa almacenado en la misma máquina y construida como banco de prueba de los tubos Williams, esta fue creada por Frederic C. Williams, Tom Kilburn y Geoff Tootill, y corrió su primer programa el 21 de junio de 1948.

 Replica de SSEM (BABY)

El matemático Alan Turing se incorporó al proyecto en el año 1948, realizando un lenguaje de programación para la computadora.

Los trabajos comenzaron en agosto de 1948, y la primera versión entró en funcionamiento en abril de 1949, cuando un programa escrito para buscar números primos de Mersenne se ejecutó durante nueve horas sin fallos en la noche del 16 al 17 de junio de 1949.

 Kilburn y Williams con la Manchester Mark 1

“The baby” fue remplazada en 1951 por una versión conocida como Ferranti Mark I, creada por el equipo de la universidad de
Manchester y de los hermanos Ferranti, la cual fue una de las primeras computadoras comerciales de la historia.

 Ferranti Mark 1

Entre sus características resaltaban su RAM de 256 palabras (de 40 bits cada una) basada en tubos de vacío, realizaba una suma en 1.8 ms, realizar una multiplicación era mucho más lento ya que se añadían 0.6 ms por cada bit del multiplicador, los datos se introducían por medio de un teclado y de este modo se almacenaba directamente, la salida para ver las comprobaciones se realizaba con un visualizador de tubos de rayos catódicos.

 CRT de una Ferranti Mark 1

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