Etiqueta: computación

  • ¿Por qué los algoritmos se llaman algoritmos?

    Los algoritmos se han convertido en parte integral de nuestras vidas. Desde las aplicaciones de redes sociales hasta Netflix, son programas que aprenden tus preferencias y priorizan el contenido que se te muestra. Google Maps y la inteligencia artificial no son nada sin ellos.

    Pero ¿de dónde viene la palabra? Más de 1 000 años antes de internet y las aplicaciones para teléfonos inteligentes, el científico y polímata persa Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī inventó el concepto de algoritmo.

    De hecho, la propia palabra proviene de la versión latinizada de su nombre, algorithmi. Y, como se puede sospechar, también está relacionado con el álgebra.

    Perdido en el tiempo

    Al-Khwārizmī vivió entre los años 780 y 850, durante la Edad de Oro Islámica. Se le considera el “padre del álgebra” y, para algunos, el “abuelo de la informática”.

    Sin embargo, se conocen pocos detalles sobre su vida. Muchas de sus obras originales en árabe se han perdido en el tiempo.

    Se cree que nació en la región de Jorasmia, al sur del mar de Aral, en la actual Uzbekistán. Vivió durante el Califato abasí, una época de notable progreso científico en el Imperio islámico.

    Sabemos que realizó importantes contribuciones a las matemáticas, la geografía, la astronomía y la trigonometría. Corrigió el clásico libro de cartografía de Ptolomeo, Geografía, para que el mapa del mundo fuera más preciso.

    También hizo cálculos para seguir el movimiento del Sol, la Luna y los planetas. Además, escribió sobre funciones trigonométricas y elaboró la primera tabla de tangentes.

    Eruditos en una biblioteca abasí. Maqamat de al-Hariri, ilustración de Yahya al-Wasiti, 1237.
    Zereshk / Wikimedia Commons, CC BY

    Por todas sus cualidades, Al-Khwārizmī ejerció como erudito en la Casa de la Sabiduría (Bayt al-Hikmah) de Bagdad. En este centro intelectual, los eruditos traducían al árabe conocimientos de todo el mundo y los sintetizaban para lograr avances significativos en diversas disciplinas.

    Un matemático devoto

    Primera página del Compendio de cálculo por reintegración y comparación.
    Al-Khwarizmi / Wikimedia Commons, CC BY
    Página escaneada de un libro que muestra texto en árabe con diagramas geométricos sencillos.
    Página del libro Compendio de cálculo por reintegración y comparación.
    World Digital Library

    Al-Khwārizmī era un hombre religioso. Sus escritos científicos comenzaban con dedicatorias a Alá y al profeta Mahoma. Y uno de los principales proyectos que emprendieron en la Casa de la Sabiduría fue desarrollar el álgebra.

    Las matemáticas eran, en general, un campo profundamente relacionado con el Islam.

    Alrededor del año 830, el califa Al-Mamún animó a Al-Jwārizmī a escribir un tratado sobre álgebra, Al-Jabr (o Compendio de cálculo por reintegración y comparación), que se convertiría en su obra más importante.

    A estas alturas, el álgebra ya existía desde hacía cientos de años, pero Al-Khwārizmī fue el primero en escribir un libro definitivo sobre ella. Pretendía ser una herramienta de enseñanza práctica y su traducción latina fue la base de los manuales de álgebra de las universidades europeas hasta el siglo XVI.

    Padre del álgebra

    En la primera parte del libro, introduce los conceptos y las reglas de esta materia, así como los métodos para calcular los volúmenes y las áreas de las figuras. En la segunda, plantea problemas de la vida real y elabora soluciones, como casos de herencia, la partición de tierras y cálculos para el comercio.

    Al-Khwārizmī no utilizaba la notación matemática moderna con números y símbolos. En su lugar, escribía en prosa sencilla y empleaba diagramas geométricos:

    Cuatro raíces son iguales a veinte, entonces una raíz es igual a cinco, y el cuadrado que se forma de ella es veinticinco, o la mitad de la raíz es igual a diez.

    En notación moderna lo escribiríamos así:

    4x = 20, x = 5, x2 = 25, x / 2 = 10

    Abuelo de la informática

    Los escritos matemáticos de Al-Khwārizmī introdujeron los números hindúes-árabes a los matemáticos occidentales: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

    Estos símbolos son importantes para la historia de la informática porque utilizan el número cero y un sistema decimal de base diez, el sistema numérico en el que se basa la tecnología informática moderna.

    Además, el arte de Al-Khwārizmī para calcular problemas matemáticos sentó las bases del concepto de algoritmo.

    Proporcionó las primeras explicaciones detalladas sobre el uso de la notación decimal para realizar las cuatro operaciones básicas (suma, resta, multiplicación, división) y el cálculo de fracciones.

    los algoritmos
    Ilustración medieval que muestra a una persona utilizando un ábaco por un lado y manipulando símbolos por el otro.
    El contraste entre los cálculos algorítmicos y los cálculos con ábaco, como se muestra en Margarita Philosophica (1517).
    The Bavarian State Library

    Se trataba de un método de cálculo más eficaz que el ábaco. Para resolver una ecuación matemática, recorría sistemáticamente una secuencia de pasos hasta hallar la respuesta. Este es el concepto subyacente de un algoritmo.

    Algoritmo, término latino medieval que debe su nombre a al-Khwārizmī, se refiere a las reglas para realizar operaciones aritméticas utilizando el sistema numérico hindú-árabe. Traducido al latín, el libro de al-Khwārizmī sobre los números hindúes se titulaba Algorithmi de Numero Indorum.

    A principios del siglo XX, la palabra adquirió su definición y uso actuales: “Conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución de un problema”.

    Así que la próxima vez que utilicemos cualquier tecnología digital –desde las redes sociales hasta la cuenta bancaria en línea o la aplicación de Spotify–, ya sabemos que nada de esto sería posible sin el trabajo pionero de un antiguo polímata persa.The Conversation

    Debbie Passey, Digital Health Research Fellow, The University of Melbourne

    Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

  • MANIAC, la primera máquina que ganó al ajedrez a un humano y el comienzo de la locura

    La publicación del libro MANIAC, de Benjamin Labatut, renovó la atención sobre uno de los padres de la computación moderna, Jonh Von Neumann. A lo largo del texto, el lector percibe el relato como una herramienta cuyo destino es el verdadero tema de la obra: la influencia mutua que tienen la inteligencia artificial y la mente humana. Para ello, como no podía ser menos, dedica un buen número de páginas a la computadora MANIAC.

    De esta forma, Labatut presenta MANIAC (Mathematical Analyzer, Numerical Integrator, and Computer) como una máquina capaz de hacer cualquier cálculo inimaginable para humanos. Es más, la presenta como una herramienta significativamente más poderosa que la mente humana y un artilugio al alcance de sólo unos pocos. Sin embargo, vista desde 2024, MANIAC no es más que un simple juguete computacional, un mero prototipo de lo que el futuro (nuestro presente) iba a deparar en materia de computación.

    ¿Qué tenía MANIAC de especial?

    ¿Qué hace de MANIAC una computadora tan singular como para situarla en el mismo eje del origen de la inteligencia artificial? No se trata de la computadora más potente, tampoco de la primera computadora. Es algo más.

    El crédito de la creación de MANIAC hay que atribuírselo a Nicholas Constantine Metropolis, pero en el diseño hay una contribución muy importante por parte de Von Neumann.

    MANIAC fue construida en 1952, pero sus bases de funcionamiento se crearon años antes, en 1945. Se trata de la arquitectura Princeton, también llamada arquitectura Von Neumann en reconocimiento a su creador.

    Esta arquitectura aportaba una novedad muy importante sobre sus predecesoras, como puede ser la famosa ENIAC. Se trata de la posibilidad de almacenar programas en memoria, que serían leídos a partir de tarjetas perforadas.

    Hasta entonces, los ordenadores (los pocos que había) requerían de cambios manuales para recibir nuevas instrucciones. Es decir, para cambiar las instrucciones los programadores debían cambiar cables y clavijas de sitio. Para poder dar instrucciones de funcionamiento a MANIAC, el programador las escribía en forma de tarjetas perforadas, que posteriormente introducía en la computadora.

    Puede parecer un mero formalismo técnico, pero tiene implicaciones muy importantes. Con los cambios manuales de cables y clavijas, pasar de un programa a otro podía suponer semanas. Sin embargo, con los programas almacenados en memoria, en tarjetas, el proceso era mucho más ágil. Se podían ejecutar programas diferentes incluso el mismo día.

    A pesar de su relevancia, MANIAC no fue la primera máquina en basarse en esta arquitectura. Von Neumann realizó el diseño en los trabajos de creación de EDVAC, que fue presentada en 1949. Incluso en 1948 se presentó SSEM, que se basaba en el mismo concepto.

    Primera victoria en el ajedrez para una máquina

    Hay que atribuirle a MANIAC un récord notable: en 1956 fue la primera computadora capaz de ganar una partida de ajedrez a una persona.

    Los científicos de Los Álamos organizaron tres partidas de ajedrez para ponerla a prueba. La primera fue MANIAC contra MANIAC. La segunda fue MANIAC contra Martin Kruskal, que era matemático y físico de la Universidad de Princeton, además de un hábil jugador de ajedrez. La tercera fue MANIAC contra un anónimo que recibió un curso intensivo sobre conceptos básicos de ajedrez durante el lapso de una semana.

    Es cierto que se trataba de una versión simplificada del juego (sin alfiles) y que MANIAC tardaba 20 minutos en emitir cada movimiento. También es cierto que la persona que jugó dicha partida apenas había aprendido a jugar una semana antes. Sin embargo, así se inició una batalla máquina-humano que, finalmente, concluyó con la victoria de Deep Blue sobre Kasparov 41 años después,en 1997. Esta vez, sin limitaciones.

    Objetivo: la bomba H

    La computadora no se construyó, ni mucho menos, para un propósito tan lúdico como el ajedrez. El propósito principal de la máquina fue la realización de los cálculos requeridos para la construcción de la bomba H, la bomba de fusión nuclear, 600 veces más potente que la lanzada sobre Hirosima y que requería de procesos mucho más complejos.

    Sin embargo, la facilidad con la que MANIAC podía ser reprogramada permitía que se utilizara para otras tareas mientras no había nuevos cálculos por hacer. Por ejemplo, con MANIAC se consiguió la primera predicción meteorológica que tardaba menos de 24 horas en generarse, así como la primera ecuación de estado calculada con métodos de simulación de Monte Carlo.

    MANIAC no sólo destacó por ser reprogramable. También presentó un innovador esquema de memoria en forma de matriz bidimensional. Esa forma de disponer las celdas de memoria conseguía una notable mejora de rendimiento, gracias a la cual se consiguieron los récord ya mencionados.

    Setenta años después de la aparición de MANIAC, la computación ha evolucionado de forma asombrosa. Los supercomputadores actuales, como el español MareNostrum, dejan a MANIAC a la altura de un simple juguete de niños. En nuestros bolsillos llevamos dispositivos que sobradamente multiplican la capacidad de aquellas máquinas primigenias. Sin embargo, buena parte de los computadores actuales siguen utilizando la misma arquitectura o versiones con ligeras modificaciones. No es desencaminado, por tanto, hablar de John Von Neumann como uno de los padres de la computación, y con ello de la inteligencia artificial.

    El juego (o la batalla) humano-máquina continuará…The Conversation

    Luis de la Fuente Valentín, Profesor del Máster Universitario en Análisis y Visualización de Datos Masivos, UNIR – Universidad Internacional de La Rioja

    Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.