Todos hemos pensado que fue Alan Turing y los tipos de Bletchey Park los inventores de los ordenadores, pues no... fue un alemán:Konrad Zuse.
Generalidades
-------------
Estuve revisando la bibliografía y material existente en la búsqueda
de la primera computadora como tal existente en la historia, pero
existente en el sentido que hoy le damos a una computadora. No me
había percatado de esto más allá de las conocidas historias de la
Calculadora Universal de Leibniz, el Arithmometer de Charles Tomas
entre otros tantos artefactos mecánicos, que si bien fueron máquinas
notables no fueron computadoras en realidad, como lo sostuviese la
primera enciclopedia de informática en 4 tomos que tristemente tuve
que vender por un par de miserables monedas poco después de salir
del colegio (y que estoy en la persecución de recuperarla), no fue
la ENIAC ni la UNIVAC ni tampoco la Mark I la primera computadora.
Leí en tantos libros y documentos serios sobre una controversia
entre esas 3 posibilidades y el inicio de sus investigaciones
disputándose siempre el ser la primera computadora.
Había ignorado por años el hecho de que esta disputa era
exclusivamente (y ahora se que también arbitrariamente) de autoría
entre Estados Unidos (ENIAC/UNIVAC) e Inglaterra (Mark/Colossus). No
me había detenido a pensar en el hecho de que el "desarrollo
tecnológico" de ambos países y muchos de sus inventos fueron
consecuencia del robo de capital económico, tecnológico y humano
post-guerra que se le hizo a Alemania. Ello coincide no solo con
el progreso tecnológico occidental en computadoras (y también sajón)
casi inmediato sino también con otros campos de las ciencias. Todos
rindieron fruto con el traslado sigiloso de las mejores mentes
científicas alemanas hacia territorio estadounidense (cuando menos
1500 en distintos campos del saber) y luego tener mucho material
nuevo que etiquetar como "made in usa".
Nunca había escuchado, o en el mejor de los casos escasas veces
había leído, de alguna otra computadora ANTERIOR en sentido real.
Z3, un poco de historia
-----------------------
La Computadora Z3 fue construida por un brillante ingeniero alemán
llamado Konrad Zuse ¿les parece familiar el sonido del apellido?
¿cómo se pronuncia una distro alemana de Linux? ¿recordaron? ¿qué
coincidencia no? Pero solo es una concidencia meritoria.
La Z3 fue construida durante la segunda guerra mundial entre los
años 1938 y 1941. Y a diferencia de las conocidas ENIAC, UNIVAC y
MARK tuvo una generación de modelos experimentales previos todos
funcionales. Es decir, fue una era de computadoras a punto de ser
fabricadas para uso personal.
Sus modelos iniciales fueron la V1, V2, V3. La V es la inicial de la
frase "modelo experimental" que en alemán se escribe
"Versuchsmodell". Todas funcionales, pero experimentales por
tratarse de una nueva tecnología. Luego de varios años el modelo
final cambió su letra nominal "V", que se utilizaba también para
referirse a los cohetes alemanes, por la letra "Z" acorde con el
apellido del Ing. Zuse creador de tal maravilla tecnológica
enterrada arbitrariamente para sostener, durante las siguientes
décadas que fueron la MARK y la ENIAC las que iluminaron el cielo
tecnológico.
Hoy se tiene evidencia que la tecnología alemana en diversos campos
fue "migrada forzosamente" hacia los "países aliados" y que se robó
los créditos del trabajo de los profesionales de Alemania. Aunque
esta información no circula en muchas publicaciones occidentales,
tenemos la fortuna de que se logró reconstruir tanto su origen así
como su historia de modo que el trabajo del Ing. Konrad Zuse fue
rescatado de un capricho político que no discutiremos.
En el museo de computadoras del Principado de Liechtenstein, una
monarquía de habla alemana ubicada entre Suiza y Austria, podemos
encontrar información vital sobre esta computadora desaparecida
durante la guerra.
El Zuse Institute Berlin ("Instituto Zuse de Berlín") se dedica a la
investigación de matemática aplicada y ciencias de la computación
(Computer Science) y naturalmente como podríamos inferir a partir de
su nombre, dispone de suficiente información al respecto de la obra
conocida como LAS COMPUTADORAS ZUSE.
En 1930 el Ing. Zuse inicia la construcción de la Z1, primera
computadora de su generación varias décadas antes de las "ubicuas
y todopoderosas" ENIAC/ Mark. La Z1 se terminó de construir en 1938.
Fue el primer modelo utilizable oficial.
A mediados del desarrollo de la Z1, en 1936, el Ing. Zuse crea un
sistema de memoria mecánico que luego se vería obligado a no cambiar
por motivos que leeremos más adelante.
Al año siguiente, en 1939 se termina un un modelo mejorado, la Z2
aplicando los nuevos conocimientos en tecnología recientemente
desarrollados. Sin embargo, este modelo realmente fue un prototipo
que evolucionó tan rápido que antes de terminar de diseñarse sirvió
solo para crear el modelo siguiente. Así de veloz era el avance del
Ing. Zuse.
En 1941 se crea un modelo más potente, la Z3, computadora de nuestro
título, que utilizando un sistema de relés para el sistema de
memoria era capaz de realizar conversiones binario-decimal,
decimal-binario y utilizaba cintas de película como entrada de
datos constituyéndose en la primera computadora en utilizar un
programa para controlar sus actividades.
Un año después, en 1942, esta tecnología de conversión
binario-decimal fue empleada en una máquina de criptografía llamada
Fish utilizada en el cifrado de comunicaciones alemanas en binario.
El 1944 el Ing. Zuse crea 2 modelos dirigidos directamente hacia la
aplicación militar basados en la Z2, lo que evidencia la certeza
y potencia que su generación de computadoras había alcanzado. Estos
fueron los modelos S1 y S2 que eran parte de la familia de modelos Z
pero con una denominación distinta y fueron utilizados eficazmente
en el cumplimiento de propósitos militares.
Al finalizar la guerra en 1945 el Ing. Zuse crea el siguiente modelo
de su generación, la Z4, cuya potencia alcanzó expectativas
imprevistas y debido a motivos políticos esta computadora
desapareció oficialmente junto con toda la tecnología alemana en
distintas áreas. Algunas fuentes especulan con la destrucción de la
Z4 del mismo modo que la Z3: con una de las bombas arrojadas sobre
la ciudad de Berlín. La Z4 era una magnificación tecnológica de su
predecesora Z3. Un diseño con mayor capacidad y muchas más
posibilidades de cómputo. Finalmente con este modelo, la Z4, el Ing.
Zuse había logrado (salvo diseño interno que discutiremos en la
sección siguiente) la computadora que quería vender.
En 1953 el Ing. Zuse desarrolla la Z5, lo que largamente prueba que
la primera generación de computadoras seguía viva con el 5to. modelo
oficial de la serie, mientras que las otras computadoras ENIAC,
MARK y UNIVAC no tuvieron tan destacada trayectoria y menos aún como
una generación propia.
Z3, algunas especificaciones técnicas
-------------------------------------
No debe sorprendernos hablar de especificaciones técnicas con una
computadora. Lo que sorprende es que la generación de computadoras
del Ing. Zeus hayan carecido de la mención innegable de su
trascendencia tecnológica tan solo por el hecho de provenir de
Alemania y no ser "made in usa".
- 5 Hz de velocidad
- 64 palabras con una longitud de 22 bits por palabra
- 2400 relés de memoria (600 para cálculo y programas. 1800 en
memoria)
- cálculo matemático en punto flotante en binario sin necesidad de
coprocesador matemático separando el exponente de la mantisa.
- programable por teclado numérico
- salida por pantalla numérica decimal
- cabe en tu estudio, no tienes que mover cables para programarla,
escribes tus programas en delgadas cintas de películas que
puedes almacenar enrrollándolas en un carrete. Y si te equivocas,
cortas solo el error y unes los trozos correctos. Nada de
escandalosas tarjetas perforadas que aún ni siquiera se habían
reinventado en computadoras que tampoco se habían inventado.
Esta máquina utilizaba 4 direcciones de movimiento. Su sistema era
sumamente complejo con varias capas como tableros de ajedrez.
Todas las piezas de la parte mecánica se movían en 3 dimensiones y
agregaban una 4to. tipo de movimiento que consistía en salir de su
nivel, ingresar a otro nivel y regresar nuevamente a su ubicación
llevando información ¿les recuerda esto a un bus de datos? Y es un
sistema tan complejo que aún en nuestros días la Z3 no puede ser
comprendida por ningún ingeniero. El único que logró reconstruirla
fue él mismo. Este es el motivo por el que ninguna computadora
posterior podía iniciar su diseño a partir de lo hecho por el Ing.
Zuse y por más que intentarán copiarlo, solo lograban versiones y
modelos más grandes, menos eficientes y tecnológicamente inferiores
en su generación a pesar de tener disponible tecnología más
reciente.
Esta computadora es totalmente la misma de nuestros tiempos, salvo
la velocidad y el sistema de control que no usaba ram sino las
cintas. Reitero, hablamos de una computadora de 1941 utilizando
un sistema de cintas antes de que se inventaran las computadoras
ENIAC/MARK y de que estas utilizaran las tarjetas perforadas que a
su vez son anteriores a las cintas de almacenamiento.
¿Porqué la Z4 no utilizaba tubos de vacío? Debido al cierre de
comunicaciones y bloqueo durante la guerra. El Ing. Zuse expresó que
necesitaba 1200 tubos de vacío solo para su primer diseño, porque
estaba seguro de que luego "no necesitaría tantos tubos". Pero esta
petición fue rechazada por considerarse "imposible". Y para
comprender mejor la magnitud de su "exceso" de tubos tan solo
comparémoslo con los 18.000 tubos de vacío que necesitó la ENIAC
varios años después. Para Zuse, 1200 tubos era un exceso perdonable
por ser el primer diseño. Un intelecto tecnológico absolutamente
impresionante.
La Z2, el modelo que avanzó tan rápido que finalmente solo fue un
"modelo de borrador" porque antes de terminarla el Ing. Zuse había
diseñado una computadora superior, disponía de un procesador hecho
con relés que era el componente electrónico que disponía. El sistema
de memoria si era mecánico por lo comentado en el párrafo anterior,
el procesador era electrónico.
Z3, modo de funcionamiento
--------------------------
En la actualidad, aunque nadie comprende la Z3 ni mucho menos la Z4
sí podemos entender su modo funcionamiento porque es tan parecido a
nuestras computadoras que resulta fantástico pensar que esto ocurrió
desde 1939.
Colocabas la cinta en el lector de cinta, encendías la computadora y
cuando esta necesitaba ingreso de datos hacía una pausa. El operador
escribía un número por teclado y presionaba el botón "Continue". La
máquina resumía su procesamiento y mostraba los resultados por
pantalla decimal.
Matemáticamente cada número utilizaba (década de 1940):
- 7 bits para el exponente
- 14 bits para la mantisa
- 1 bit para el exponente
Actualmente las PCs utilizan (año 2010)
- 8 bits para el exponente
- 22 bits para la mantisa
- 1 bit para el exponente
70 años de diferencia. ¿Qué hubiese ocurrido si las Computadoras
Zuse no hubiesen sido ignoradas por la ambición y envidia política y
cultural? A mi me hubiese gustado tener hoy una computadora Zuse que
estoy seguro sería tecnológicamente superior a cualquier computadora
actual.
El conjunto de instrucciones de la Z3 representaba las operaciones
suma, multiplicación, división y raíz cuadrada utilizando un tipo de
lenguaje assembler tal como lo conocemos hoy en día con 2
instrucciones para la manipulación numérica, 2 instrucciones entrada
y salida para los binarios y decimales. En total utilizaba un juego
de 9 instrucciones. Aunque no manejaba instrucciones de saltos, sí
podían hacerse bucles uniendo los extremos de una cinta que contenía
un programa.
El procesador disponía de 2 registros internos con una parte
dedicada a mantisa y otra al exponente en cada uno de ellos. Similar
a la división de los registros AX y BX en AH/AL y BH/BL de nuestros
días.
La mejor parte técnica del sistema, la más pequeña y sorprendente
era el microsecuenciador. Si bien se programaba con el juego de
instrucciones disponible, cada instrucción era descompuesta en
micro-instrucciones menores que la computadora procesaba. Al recibir
una instrucción, la computadora la subdividía y ejecutaba las
microinstrucciones respectivas. El microsecuenciador era similar a
una rueda de varias filas que procesaba cada microinstrucción en un
ciclo de reloj. Esto simplificaba el programa para el usuario con
pocas instrucciones, pero internamente eran más instrucciones a
procesarse de manera similar a lo que décadas después se conocería
como arquitectura RISC en los microprocesadores Motorola.
El sistema de microsecuenciadores procesando cada instrucción
permitía la actualización de la computadora tan solo con agregar
nuevos microsecuenciadores para las nuevas instrucciones sin tener
que volver a cablear todo como lo haría años después la ENIAC,
MARK, etc.
La Z4 en cambio sí incluia instrucciones para saltos similares a los
jmp/j????? que los programadores assembler de nuestros días conocen.
Además también incluía un juego más amplio de instrucciones y una
impresionante memoria de 1024 palabras de 22 bits frente a las
modestas 64 palabras de su modelo Z3.
En 1980 el propio Ing. Zuse, a sus 70 años de edad, supervisa la
reconstrucción total de su computadora Z3 original que es la que
actualmente podemos ver en el Deutsches Museum en Munich. Nadie más
que él pudo recrear, en pleno siglo XX y con toda la tecnología
disponible uno de los más sofisticados modelos de computadoras de la
historia. El diseño era exactamente el mismo original.
En el Berlin Computer Science Institute el profesor Rojas junto con
otros especialistas intrigados por entender cómo funcionaba esa
computadora decidieron construir su propia versión de Z3, pero
utilizando relés modernos y ningún componente mecánico como la
réplica en Munich. El motivo era que en Munich luego de la muerte
del Ing. Zuse el 18 de diciembre de 1985 a los 85 años, solo había
una persona capaz de reparar el mecanismo de la Z3 replicada. Nadie
más podía ni puede repararla hasta la fecha de escritura de este
artículo. Ese personaje dejó de trabajar en Munich y desde entonces
la Z3 ha dejado de funcionar. Los ingenieros del instituto Berlin
no querían que esto les ocurriese a ellos así que decidieron que su
versión no usaría partes mecánicas.
Diseñaron su versión con relés actuales y con la capacidad de
ejecutarse paso por paso para poder estudiar cómo era el mecanismo
lógico de funcionamiento de la Z3 original, investigar el contenido
de los registros, observar qué se movía por la memoria. Los genios
alemanes de nuestros tiempos necesitaron que un sistema de 1940
funcionase muy lentamente para poder comprender la tecnología
desarrollada por el Ing. Konrad Zuse.
Todo esto es no menos que fascinante.
Aquí pueden ver la Z3 reconstruida por el Ing. Zeus en el Deutsches
Museum en la ciudad de Munich, Alemania:
http://www.computerhistory.org/timeline ... _large.jpg
Y aquí pueden ver la Z3 modificada por el Berlin Computer Science
Institute para analizar cómo funciona la Z3 original:
http://www.zib.de/zuse/Inhalt/Rep/Z3/Z3Rep/index.html
Conclusión
----------
El Ing. Zuse vivió en el peor de los escenarios que una mente
prodigiosa puede experimentar: no disponer de toda la tecnología que
necesita para construir los diseños producto de sus investigaciones.
Sufrió el bloqueo de información y no recibió total atención del
gobierno por encontrarse este último dedicado a la guerra. Aún así
sorteó todos los obstáculos y prácticamente aislado con un sistema
de memoria que no se le permitió actualizar con la tecnología actual
de su tiempo, logró uno de los más fascinantes desarrollos
tecnológicos en computadoras de todos los tiempos que ha querido ser
escondido por un sector tecnológico obsecado.
¿Qué habría sido de la generación de Computadoras Zeus habérsele
proporcionado acceso a la tecnología que él pedía? No me queda la
menor duda de que este artículo lo estaría escribiendo en una
computadora ZC (Zuse Computer).
Konrad Zuse, nacido el 22 de junio de 1910 en Berlin-Wilmersdorf,
Alemania. Ingeniero Civil dedicado a la ingeniería de diseño de la
Technical University de Berlin-Charlottenburg. Falleció el 18 de
diciembre de 1995 a los 85 años de edad en Hünfeld, Hesse, Alemania.
Ing. Konrad Zuse (alrededor de 1935):
http://www.computermuseum.li/Testpage/Zuse-Konrad.gif
Ing. Konrad Zuse (1950):
http://www.horst-zuse.homepage.t-online ... 4a3_0f.jpg
Ing. Konrad Zuse (fotografías más recientes):
http://user.cs.tu-berlin.de/~zuse/Konra ... 7de_0f.jpg
http://www.horst-zuse.homepage.t-online ... cdf_0f.jpg
Durante muchos años y especialmente en occidente se sostiene y así
se enseña, que el grupo de John von Neumann formuló los principios
básicos de la computadora moderna en 1946. Pero en 1936, 10 años
antes, Konrad Zuse no solo había formulado esos mismos principios
exactamente iguales, sino que además los había demostrado y aplicado
fabricando su sistema de memoria y sus computadoras.
KONRAD ZUSE LUCHÓ POR LAS PATENTES DE SUS DISEÑOS DESDE 1938 HASTA
1967 EN QUE SE LE NEGARON TODAS SUS PETICIONES.
Estos hechos históricos fueron negados durante mucho tiempo y aún
existe desinformación respecto a esta evidencia histórica que se
intentó destruir. A paso lento y regañadientes se está reivindicando
a Konrad Zuse. Museos, colegios, institutos y universidades en
distintos países del mundo occidental y europeo ahora intentan
devolverle el justo reconocimiento que merece.
La fuente es la página web arc3000.com.
Hasta otra.