Computación e Información: Historia Universal de la Ciencia

Orígenes tempranos: mecánica y algoritmos

La historia de la computación y la teoría de la información hunde sus raíces en los albores de la civilización. Desde los primeros sistemas de registro hasta los algoritmos formales, el ser humano buscó siempre organizar, procesar y transmitir datos.

Antigüedad y Edad Media

• 3000 a.C.: Aparición de la escritura cuneiforme en Mesopotamia como primer sistema sistemático de registro.
• 500 a.C.: Abaco en China y Mesopotamia. Instrumento para facilitar cálculos básicos, sumas y restas.
• Siglo IX: Al-Juarismi introduce en el mundo islámico el concepto de “algoritmo” y populariza la numeración decimal en su libro Al-Kitab al-Mukhtasar fi Hisab al-Jabr wa’l-Muqabala.
• Siglo XIII: Fibonacci importa el sistema decimal al mundo occidental con su obra Liber Abaci (1202).

Siglo XVII: Base teórica

En el siglo XVII florece el pensamiento matemático que sienta las bases de la computación moderna:

1. 1623: John Napier inventa los huesos de Napier para multiplicaciones manuales.
2. 1642: Blaise Pascal construye la Pascalline, primera calculadora mecánica para sumar y restar, con una capacidad de hasta 6 dígitos.
3. 1673: Gottfried Wilhelm Leibniz desarrolla la máquina de diferencias y el sistema binario (base 2).

Máquinas de cálculo y precursores mecánicos

Siglo XIX: Babbage, Ada Lovelace

El siglo XIX marcó una revolución en la concepción del cálculo mecánico.

• 1822: Charles Babbage propone la Máquina Diferencial para calcular tablas matemáticas automáticamente.
• 1833: Babbage diseña el proyecto de la Máquina Analítica, con arquitectura de programa almacenado, ciclos de operación y memoria.
• 1843: Ada Lovelace publica notas en las que describe algoritmos para la Máquina Analítica, siendo considerada la primera programadora de la historia.

Tabla de precursores electromecánicos (finales S. XIX – principios S. XX)

La era de las computadoras electrónicas

El paso de sistemas mecánicos y electromecánicos a sistemas electrónicos inaugura la era moderna de la computación.

Primera generación (década de 1940)

• 1941: Konrad Zuse desarrolla la Z3 en Alemania, primera computadora electromecánica programable usando relés.
• 1943-1945: Proyecto Colossus en Bletchley Park (Reino Unido) con tubos de vacío para descifrar mensajes Enigma.
• 1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) en Estados Unidos, con 17.468 tubos de vacío, 30 toneladas de peso y capacidad de realizar ~5.000 sumas por segundo.

Segunda generación (1950-1960)

La invención del transistor en 1947 (Bell Labs) marca la segunda generación:

• 1951: UNIVAC I — primer computador comercial en EE. UU. para usos civiles y militares.
• Década de 1950: Computadoras basadas en transistores consumen menos energía, generan menos calor y son más confiables.
• Lenguajes de alto nivel como FORTRAN (1957) y COBOL (1959) generalizan la programación.

Tercera y cuarta generación (1960-1980)

• 1960-1965: Tercera generación – uso de circuitos integrados. Ejemplos: IBM System/360 (1964), con compatibilidad entre distintos modelos.
• 1971: Microprocesador Intel 4004, primera CPU en un solo chip.
• 1975-1980: Cuarta generación – microcomputadoras y aparición de computadoras personales (Apple I, 1976 TRS-80, 1977 IBM 5150, 1981).

Teoría de la información

Paralelamente al desarrollo de hardware, surge una teoría matemática para medir y optimizar la transmisión de datos.

Claude Shannon (1948)

• Publica en 1948 “A Mathematical Theory of Communication”.
• Define el bit (binary digit) como unidad básica de información.
• Introduce conceptos de entropía, capacidad de canal y codificación.

Estos planteamientos ponen las bases para:

1. Compresión de datos (algoritmos ZIP, JPEG, MP3).
2. Códigos de corrección de errores (Hamming, Reed–Solomon).
3. Teoría de redes de comunicación (Internet, telefonía digital).

Impacto y aplicaciones

Desde la década de 1950, la teoría de la información se aplica en:

• Sistemas de almacenamiento en disco y cinta magnética.
• Telecomunicaciones (modulación, multiplexación).
• Criptografía y seguridad de la información.

Popularización y microprocesadores

La miniaturización y reducción de coste permiten la difusión masiva de la computación.

Intel 4004 (1971)

• Primer microprocesador comercial: 4 bits, 2.300 transistores, 108 kHz de velocidad.
• Diseñado originalmente para calculadoras Busicom.

Desarrollo de la PC (1975-1985)

• 1975: MITS Altair 8800 – kit de computadora basado en Intel 8080.
• 1977: Apple II – pionera en gráficos en color y expansión de memoria.
• 1981: IBM PC – estandariza la arquitectura x86 y abre el mercado de software.
• 1983: Microsoft lanza Word y 1985: lanza Windows 1.0, introduciendo la interfaz gráfica.

Internet y redes de información

La interconexión global de computadoras da lugar a nuevas formas de comunicación y conocimiento colectivo.

ARPANET (1969)

• Proyecto de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados (ARPA) del Departamento de Defensa de EE. UU.
• Inicialmente conecta 4 nodos: UCLA, Stanford, UC Santa Bárbara y University of Utah.
• 1971: Ray Tomlinson envía el primer correo electrónico.

World Wide Web (1989)

• Tim Berners-Lee propone un sistema de hipertexto para compartir información en el CERN.
• 1991: Publicación del primer servidor y navegador web.
• 1993: Navegador Mosaic populariza la web, con soporte para imágenes embebidas y links gráficos.

Computación moderna e inteligencia artificial

En las últimas décadas, la computación e información han evolucionado vertiginosamente gracias a la convergencia de varias tendencias:

Big Data y computación en la nube

• 2000-2010: Expansión de Internet y dispositivos móviles genera volúmenes masivos de datos.
• 2006: Amazon Web Services lanza EC2 y S3, sentando las bases de la computación en la nube.
• Herramientas de análisis de datos (Hadoop, Spark) permiten procesar y extraer conocimiento de petabytes de información.

Inteligencia Artificial y aprendizaje automático

• 1956: John McCarthy acuña el término “inteligencia artificial” en la conferencia de Dartmouth.
• Décadas de 1980-1990: Redes neuronales y algoritmos de aprendizaje supervisado inician fases de invierno de la IA.
• 2012: AlexNet gana el concurso ImageNet con redes profundas (Deep Learning), revolución en visión por computador.
• 2020-2024: Modelos de lenguaje (GPT, BERT) y aplicaciones en procesamiento de texto, robótica y bioinformática.

Conclusión

La historia de la computación e información es un relato de innovación continua, desde los primeros algoritmos hasta la inteligencia artificial moderna. Cada avance teórico y tecnológico ha multiplicado nuestra capacidad para procesar y compartir datos. Hoy, la computación permea casi todos los ámbitos: medicina, industria, ciencia, educación y entretenimiento. El desarrollo futuro, impulsado por el procesamiento cuántico, la computación neuromórfica y la ética de los datos, promete seguir transformando la sociedad global.

Temática 17: Computación e información

Selección de libros esenciales para la historia universal de la ciencia en computación e información.

• A History of Modern Computing, Paul E. Ceruzzi (Cambridge University Press, 2003). Un recorrido desde los orígenes de la máquina analítica hasta los sistemas contemporáneos. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/A_History_of_Modern_Computing
• Computers: A History of the Information Machine, Martin Campbell‐Kelly y William Aspray (Westview Press, 1996). Estudio detallado del desarrollo de hardware y software y su impacto social. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Computers:_A_History_of_the_Information_Machine
• The Universal History of Computing: From the Abacus to the Quantum Computer, Georges Ifrah (Wiley, 2001). Panorama global de los instrumentos de cálculo y su evolución hasta la computación cuántica. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/The_Universal_History_of_Computing
• Turings Cathedral: The Origins of the Digital Universe, George Dyson (Pantheon, 2012). Narración de la creación de los primeros ordenadores electrónicos en el MIT. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Turing’s_Cathedral
• The Information: A History, a Theory, a Flood, James Gleick (Pantheon, 2011). Una síntesis sobre la evolución del concepto de información y su revolución tecnológica. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/The_Information:_A_History,_a_Theory,_a_Flood
• The Innovators: How a Group of Hackers, Geniuses, and Geeks Created the Digital Revolution, Walter Isaacson (Simon Schuster, 2014). Biografías de figuras clave en el surgimiento de la era digital. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/The_Innovators_(book)
• Code: The Hidden Language of Computer Hardware and Software, Charles Petzold (Microsoft Press, 1999). Explicación accesible de los principios básicos de la programación y la arquitectura de ordenadores. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Code:_The_Hidden_Language_of_Computer_Hardware_and_Software