··/··

Butlletí de la Societat Catalana de Matemàtiques
Vol. 15, núm. 2, 2000. Pàg. 37–50
Autor: Joan Martí i Artigas

4  Arriba l’ordinador

La idea de l’ordinador era, de fet, força antiga. El matemàtic Leibniz va veure a París una màquina de Pascal i expressà algunes opinions sobre una màquina integral que, amb una entrada de dades, les elaborés i donés uns resultats. Però no fou fins al1841 que l’anglès Babbage imaginà la creació d’una màquina que degudament dirigida (avui diríem programada) fos capaç de rebre dades o llegir-les, fer tota mena de càlculs complicats i, finalment, escriure els resultats en un paper. La màquina hauria de tenir una unitat de lectura, una unitat de tractament i una unitat d’escriptura, tot això dirigit des d’una unitat central. En aquesta unitat hi hauria inscrit el programa que aniria donant instruccions als altres òrgans fins a enllestir la feina. Carles Babbage no arribà a veure la seva màquina llesta, malgrat haver-hi treballat tota la vida i haver-hi esmerçat un quart de milió de lliures esterlines. Hi havia una dificultat que era de mal superar: la màquina era mecànica perquè l’electricitat estava encara en una fase primitiva. La tècnica d’aquella època no estava prou avançada per resoldre els problemes plantejats per Babbage, però la idea estava ja llançada. Hagueren de passar quasi cent anys per poder tirar-la endavant. El 1936, Aitken iniciava, a la Universitat de Harvard, la construcció del primer ordinador, després d’haver-ne enllestit els plànols i projectes.

Comentarem l’origen del nom donat a aquest tipus de maquinària: ordinador. Sembla que té la seva rel en el mot francés ordinateur, que feia referència a un conjunt d’instruccions disposades segons una numeració ordinal, presidida per la idea de prelació, successió o ordenació de les instruccions del programa, les quals s’anaven desenvolupant per ordre correlatiu, les unes darrere les altres, de manera que, un cop acabat el cicle, aquest tornava a començar. En castellà aquest mot fou traduït —erròniament— pel mot ordenador, que sembla indicar que l’element central dóna ordres. Potser n’hem de buscar el motiu en una certa deformació mental, molt habitual en aquella època, dels que el traduïren, que pensaven més a donar ordres —a manar— que no pas a desenvolupar un programa d’instruccions successives. En català, en canvi, s’ha traduït correctament per ordinador i s’ha respectat, així, la idea de successió d’instruccions disposades segons un determinat criteri.

Diguem que en un mateix any, el 1936, es produïren dos dels fets més importants de la història moderna: la publicació de la Teoria General, de Keynes, i l’inici de la construcció del primer ordinador, que rebé el nom de Mark I.

El Mark I era enorme: pesava cinc tones, ocupava armaris amb una longitud de disset metres per dos metres d’alt i vuitanta centímetres de profunditat, hi havia prop de mil quilòmetres de fil elèctric, podia retenir setanta-quatre números de vint-i-tres xifres cadascun i hi podia fer operacions. El Mark I fou acabat l’any 1943 I tot seguit entrà en servei amb finalitats bèl·liques, per a resoldre problemes derivats de la guerra. L’element fonamental d’aquest ordinador era el relé electro-magnètic, un dispositiu, semblant al timbre elèctric que hi ha a les portes per trucar, en el qual un electroiman degudament electritzat mou una palanqueta i tanca o obre un circuit elèctric, en el moment oportú.

Totes aquestes màquines indicades fins ara eren mecàniques i electromagnètiques; l’electrònica encara no hi havia fet acte de presència.

Tot just acabada la construcció del Mark I, l’Escola d’Enginyers de Filadèlfia inicià la construcció d’un nou ordinador, l’ENIAC, en el qual aparegué una innovació importantíssima: la substitució parcial dels relés electromagnètics per les làmpades electròniques, semblants a aquelles que, des de feia alguns anys, s’havien aplicat als aparells de ràdio. Després vingueren altres ordinadors que anaren introduint millores en aquell ENIAC.

Per allà els anys cinquanta aparegueren els primers calculadors electrònics —no eren pas ordinadors!—, que es podien connectar a un equip de targetes perforades. Substituïen avantatjosament les màquines calculadores electromagnètiques d’aquests equips. Tenien com a element fonamental la vàlvula electrònica i patien l’inconvenient de despendre una enorme quantitat de calor, per la qual cosa s’havien de posar potents ventiladors que els refrigeressin. Pel que fa a la mida d’aquestes màquines, s’havia guanyat bastant. Un calculador d’aquest tipus, tant el de la IBM com el de Bull, tenia el volum d’un armari dels usats a les cases per guardar roba: dos metres d’alt, un metre de front i vuitanta centímetres de fons. Foren molt útils i molt eficaços en els problemes plantejats per les empreses privades. Un calculador electrònic és simplement una màquina que fa càlculs amb òrgans de tipus electrònic. Els més senzills podrien ser definits com una màquina de Pascal amb òrgans electrònics. Un ordinador, en canvi, es una màquina integral, que llegeix, calcula i escriu, dirigida per un programa preestablert.

Tots aquests calculadors electrònics i els primers ordinadors que es basaven en les vàlvules electròniques tenien la gran dificultat, a més de les que ja hem indicat, de la deterioració ràpida i freqüent de les làmpades com a conseqüència, entre altres coses, de l’enorme escalfor i l’ús.

En aquells anys s’entaulà a Europa una lluita ferotge entre les dues firmes que hi havia al mercat. La Bull aconseguí un èxit notable amb els seus calculadors electrònics —els Gamma 3— que superaven els productes similars de la IBM. Aquesta lluita entre les dues firmes acabà amb la victoria de la IBM. La Bull, que havia tingut un èxit esclatant amb els seus calculadors, que van ser encara millorats per la preciosa i senzilla màquina (podríem dir-ne ordinador de butxaca) anomenada Gamma 10, posà a la venda un equip de màquines de targetes perforades, batejat Sèrie 300, que fou un fracàs.

Un any després la Bull començava a anar de corcoll; les inversions fetes per fabricar la Sèrie 300 i el poc èxit obtingut la feren trontollar i, malgrat els esforços del govern de De Gaulle per aguantar-la per motius patriòtics, la Bull quedà absorbida, poc després, per una empresa americana, la General Electric, que volia entrar en el ram d’aquestes màquines. En canvi, la IBM tingué un èxit extraordinari en el llançament, poc després, del que ja podríem anomenar ordinador. Es tracta de l’anomenat grup 360, que fou en aquella època una novetat magnífica.

Durant aquells anys entre la fi de la Segona Guerra Mundial i el 1960 s’introduïren a poc a poc en aquest camp nombroses millores:

• Seguint la proposta de Norbert Wiener, es generalitzà l’ús del sistema de numeració binària, la qual cosa exigia a l’entrada i a la sortida de l’ordinador o del calculador un òrgan traductor directe i invers de les dades del sistema decimal al sistema binari.

• Tingué lloc la substitució total dels relés per les vàlvules electròniques.

• S’aplicà la tècnica dels circuits impresos.

• Els transistors de germani varen substituir les làmpades electròniques, amb uns avantatges enormes, com ara la rapidesa en el tancament i obertura de circuits, l’acabament del problema de l’emissió de calor i una notable disminució de pes i volum, amb la qual cosa la maquinària pogué ser molt més lleugera i s’evitaren la gran quantitat d’avaries procedents de la deterioració de les làmpades per la fusió dels seus filaments durant el funcionament o per sobreescalfament.

• S’introduí la gran novetat de l’època: els tors de ferrita, que es convertiren en els elements fonamentals de tots els circuits i, en alguns dispositius, substituïren altres elements.

• Tot això féu reduir en bona part el nombre de fils elèctrics i, per tant, també el pes.

• I, finalment, la introducció dels xips.

Els ordinadors i els calculadors electrònics de 1969 eren totalment diferents en pes, volum, rapidesa i seguretat dels de l’any 1955 i també tenien moltes menys avaries. Tot això, juntament amb altres coses que no hem esmentat, comportà una veritable revolució en el camp tecnològic dels ordinadors. N’hi ha prou amb pensar que els antics relés tancaven els circuits en un temps de 35 milisegons mentre que els equipats amb xips els tancaven en pocs nanosegons (un nanosegon equival a una milmilionèsima de segon). Alguns tractaments informàtics que amb les màquines habituals de targetes perforades podien durar unes hores havien passat a durar uns minuts. Només els treballs que havien d’emprar la tabuladora o impresora seguien desenvolupant-se amb una certa lentitud. En algunes màquines es passà de tres-centes línies per minut a sis-centes, però poc més. Com que aquesta partde la maquinària amb targetes era estrictament mecànica, hi havia un conjunt de problemes que no es podien vèncer, el més important dels quals era disminuir o anul·lar els moments d’inèrcia dels elements mecànics de la impressora. Aquestes dificultats justifiquen la poca millora experimentada en aquest terreny.