nem uma enciclopédia nem o Google são capazes de responder a perguntas que aparecem tão simples como esta: Quem inventou o primeiro computador? Se começarmos a cavar mais fundo, em breve encontraremos muitas respostas diferentes, e a maioria delas está correta. A busca de uma resposta nos convida a rever a história da computação, a conhecer seus pioneiros e a descobrir que ainda não é totalmente claro o que é um computador.
Charles Babbage and the mechanical computer
Before Babbage, computers were humans. Este foi o nome dado a pessoas que se especializaram em fazer cálculos numéricos-aqueles que passaram longas horas realizando operações aritméticas, repetindo os processos vezes sem conta e deixando os resultados de seus cálculos escritos em tabelas, que foram compiladas em livros valiosos. Estas tabelas tornaram a vida muito mais fácil para outros especialistas, cujo trabalho era usar estes resultados para executar todos os tipos de Tarefas: dos oficiais de artilharia que decidiram como apontar os canhões, dos cobradores de impostos que calcularam os impostos, dos cientistas que previram as marés ou o movimento das estrelas nos céus.
Assim, no final do século 17, Napoleão encomendado Gaspard de Prony (22 de julho de 1755 – 29 de julho de 1839) com o revolucionário tarefa de produzir o mais preciso, logarítmicas e trigonométricas tabelas (com entre 14 e 29 casas decimais) já feito, a fim de aperfeiçoar e facilitar os cálculos astronômicos do Observatório de Paris, e ser capaz de unificar todas as medições feitas pela administração francesa. Para esta tarefa colossal, Deprony teve a brilhante ideia de dividir os cálculos mais complexos em operações matemáticas mais simples que poderiam ser realizadas por Computadores humanos menos qualificados. Esta forma de acelerar o trabalho e evitar erros foi uma das coisas que inspirou o Polimata Inglês Charles Babbage (26 de dezembro de 1791 – 18 de outubro de 1871) a dar o próximo passo: substituir computadores humanos por máquinas.Babbage é considerado por muitos como o pai da computação por causa dessa visão, que nunca se tornou realidade por seus esforços. Sua primeira tentativa foi o motor da diferença, que ele começou a construir em 1822, baseado no princípio das diferenças finitas, a fim de realizar cálculos matemáticos complexos por meio de uma série simples de adições e subtrações, evitando multiplicações e divisões. Ele até mesmo criou uma pequena calculadora que provou que seu método funcionou, mas ele não foi capaz de construir um motor diferencial para preencher aquelas cobiçadas tabelas logarítmicas e trigonométricas com dados precisos. Lady Byron, mãe de Ada Lovelace, afirmou ter visto um protótipo funcional em 1833 —embora limitado em complexidade e precisão—, mas nessa altura Babbage já tinha esgotado o financiamento fornecido pelo Governo Britânico.
longe de ser desencorajado por este revés, matemático, filósofo, engenheiro e inventor Charles Babbage duplicou. Ele concentrou todas as suas energias no desenvolvimento do motor analítico, que era muito mais ambicioso, uma vez que seria capaz de realizar cálculos ainda mais complexos computando multiplicações e divisões. Mais uma vez, Babbage nunca passou da fase de design, mas foram esses projetos que ele começou em 1837 que o fizeram, talvez não o pai da computação, mas definitivamente um profeta do que estava para vir.Milhares de páginas de anotações e esboços de Babbage sobre a máquina analítica continham componentes e processos que são comuns a qualquer computador moderno .: uma unidade lógica para executar cálculos aritméticos (o equivalente a um processador ou CPU), uma estrutura de controle com instruções, loops e ramificação condicional (como uma linguagem de programação), e o armazenamento de dados em cartões perfurados (uma versão inicial de memória), uma ideia que ele emprestado do Jacquard da máquina. Babbage até pensou em gravar os resultados dos cálculos em papel, usando um dispositivo de saída que foi um precursor para as impressoras de hoje.Em 1872, um ano após a morte de Charles Babbage, o grande físico William Thomson (Lord Kelvin) inventou uma máquina capaz de realizar cálculos complexos e prever as marés em um determinado lugar. É considerado o primeiro computador analógico, compartilhando honras com o analisador diferencial construído em 1876 por seu irmão James Thomson. O último dispositivo foi uma versão mais avançada e completa, que conseguiu resolver equações diferenciais por integração, usando mecanismos de roda e disco.
However, it took several more decades until, well into the 20th century, H. L. Hazen and Vannevar Bush aperfeiçoed the idea of the mechanical analogue computer at MIT (Massachusetts Institute of Technology). Entre 1928 e 1931, eles construíram um analisador diferencial que era realmente prático, uma vez que poderia ser usado para resolver diferentes problemas, e como tal, seguindo esse critério, poderia ser considerado o primeiro computador.
Turing e o universal computador
Por este ponto, essas máquinas analógicas já poderia substituir humanos computadores em algumas tarefas e foram a calcular mais e mais rápido, especialmente quando suas mudanças começaram a ser substituídos por componentes eletrônicos. Mas eles ainda tinham uma desvantagem séria. Eles foram projetados para realizar um tipo de cálculo e se eles fossem usados para outro, suas engrenagens ou circuitos tiveram que ser substituídos.
Que foi o caso até 1936, quando um jovem estudante de inglês, Alan Turing, o pensamento de um computador que iria resolver qualquer problema que possa ser traduzido em termos matemáticos e, em seguida, reduzido a uma cadeia de operações lógicas com números binários, em que apenas duas decisões podem ser feitas: verdadeiro ou falso. A idéia era reduzir tudo (números, letras, imagens, sons) para cadeias de uns e zeros e usar uma receita (um programa) para resolver os problemas em passos muito simples. O computador digital nasceu, mas por agora era apenas uma máquina imaginária.
Babbage’s analytical machine would probably have met (almost a century earlier) the conditions for being a universal Turing machine… if it had ever been built. No final da Segunda Guerra Mundial —durante a qual ele ajudou a decifrar o código da Enigma do Nazi mensagens codificadas— Turing criou um dos primeiros computadores semelhantes para os modernos, o Automatic Computing Engine, que além de ser digital foi programáveis; em outras palavras, ela pode ser usada para muitas coisas simplesmente mudando o programa.
Zuse and the digital computer
Although Turing established what a computer should look like in theory, he was not the first to put it into practice. Essa honra vai para um engenheiro que foi lento para ganhar reconhecimento, em parte porque seu trabalho foi financiado pelo regime nazista no meio de uma guerra global. Em 12 de Maio de 1941, Konrad Zuse completou o Z3 em Berlim, que foi o primeiro computador digital totalmente funcional (programável e automático). Assim como os pioneiros do Vale do Silício fariam mais tarde, Zuse construiu com sucesso o Z3 em sua oficina doméstica, conseguindo fazê-lo sem componentes eletrônicos, mas usando relés telefônicos. O primeiro computador digital foi, portanto, eletromecânico, e não foi transformado em uma versão eletrônica porque o governo alemão descartou o financiamento, uma vez que não foi considerado “estrategicamente importante” em tempo de guerra.No outro lado da guerra, as potências Aliadas atribuíram importância à construção de computadores eletrônicos, usando milhares de tubos de vácuo. O primeiro foi o ABC (Atanasoff-Berry Computer), criado em 1942 nos Estados Unidos por John Vincent Atanasoff e Clifford E. Berry, que, no entanto, não era programável, nem “Turing-complete”. Enquanto isso, na Grã-Bretanha, dois colegas de Alan Turing-Tommy Flowers e Max Newman, que também trabalharam no Bletchley Park decifrando códigos nazistas— criaram o Colosso, o primeiro computador eletrônico, digital e programável. Mas Colossus, como ABC, também não tinha um detalhe final: não era “Turing-completo”.
O primeiro computador que foi Turing-complete, e que tinha essas quatro características básicas dos nossos computadores atuais foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), desenvolvido secretamente pelo exército dos EUA e o primeiro colocado para trabalhar na Universidade da Pensilvânia, em 10 de dezembro de 1945, para estudar a viabilidade da bomba de hidrogênio. A fim de realizar outros cálculos, seu “programa” teve que ser alterado, ou seja, uma infinidade de cabos e interruptores tiveram que ser reposicionados manualmente. ENIAC, desenhado por John Mauchly e J. Presper Eckert, ocupava 167 m2, pesava 30 toneladas, consumia 150 quilowatts de eletricidade e continha cerca de 20.000 tubos de vácuo.ENIAC foi logo superado por outros computadores que armazenavam seus programas em memórias eletrônicas. Os tubos de vácuo foram substituídos primeiro por transistores e eventualmente por microchips, com os quais a corrida de miniaturização do computador começou. Mas aquela máquina gigante, construída pelo grande vencedor da Segunda Guerra Mundial, lançou a nossa era digital. Hoje em dia, seria considerado unanimemente o primeiro computador verdadeiro da história se não fosse Konrad Zuse (1910-1995), que decidiu em 1961 reconstruir seu Z3, que tinha sido destruído por um bombardeio em 1943. A réplica foi exibida no Deutsches Museum em Munique, onde é encontrada hoje. Várias décadas passariam até que, em 1998, um cientista da computação Mexicano, Raúl Rojas, fez um esforço para estudar o Z3 em profundidade e conseguiu provar que ele poderia ser “Turing-completo”, algo que nem mesmo seu então falecido criador tinha considerado.Zuse nunca soube que tinha em suas mãos a primeira máquina universal de computação. Na verdade, ele nunca fez a sua invenção funcionar dessa forma… então, será Charles Babbage, Konrad Zuse ou Alan Turing o inventor do computador? O Z3, O Colosso ou o ENIAC era o primeiro computador moderno? Depende. A questão permanece hoje tão aberta como esta: o que faz de uma máquina um computador?