Von Neumann i el desenvolupament de la computació.

Von Neumann nació en Budapest en el año 1903 y destacó desde su juventud por sus capacidades matemáticas y por su notable memoria fotográfica: era capaz de recitar libros que había leído años antes. Se doctoró en matemáticas con tan solo 23 años y fue uno de los primeros profesores del prestigioso Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, en Estados Unidos. Es conocido por sus avances en muchos campos de la ciencia, como la computación, la física cuántica, el análisis o la teoría de juegos. Durante la Segunda Guerra Mundial, colaboró en el proyecto Manhattan.

Su contribución a la computación se basa en las ideas de Alan Turing. En 1936, Turing había ideado un objeto matemático, conocido como máquina de Turing, que formalizaba el concepto de algoritmo o, dicho de otra forma, de programa informático. Turing introdujo el concepto de máquina de Turing universal, capaz de reproducir cualquier algoritmo, siempre que se introdujeran las instrucciones de manera adecuada. Su construcción real se denominó ordenador de “propósito general”. Este concepto hace referencia a lo que hoy en día entendemos como un ordenador programable.

El primer ordenador de propósito general —ENIAC (Computador e Integrador Numérico Electrónico)— fue construido por los ingenieros John Prepert Eckert y John William Mauchly en 1945. Este ordenador podía, en la práctica, reproducir cualquier algoritmo siempre que se configuraran las instrucciones reconectando cables de forma adecuada. Este era un proceso largo y tedioso, muy limitado por el número de cables y, por tanto, del tamaño del propio ordenador.

Von Neumann fue quien consiguió diseñar un ordenador al que se le podían introducir instrucciones de manera electrónica. En su prototipo era suficiente con insertar las instrucciones mediante un lector-grabador de cinta magnética. La arquitectura del ordenador propuesto se conoce hoy en día como arquitectura Von Neumann. En 1945 Von Neumann hizo circular un borrador donde detallaba cómo construir ordenadores usando esta arquitectura, que recibieron el nombre de ordenadores de propósito general con “capacidad para almacenar programas”. Hoy en día, todos los computadores modernos son de este tipo.

La clave de la arquitectura Von Neumann estaba inspirada por la máquina universal de Turing: almacenar instrucciones en la propia memoria del ordenador. Von Neumann diseñó su ordenador con una estructura dividida en tres grandes partes, la CPU (unidad central de procesamiento), la memoria, y los dispositivos de entrada y salida (cómo un teclado y una pantalla).

La CPU se encargaba de leer y modificar el contenido de la memoria electrónica y lo hacía siguiendo las instrucciones contenidas en parte de la memoria del ordenador. Además, era posible modificar la memoria, por ejemplo, introduciendo datos mediante el teclado, y así modificar las instrucciones de funcionamiento de la CPU y, por tanto, la función que ejecutaba el ordenador. Von Neumann, junto con Prepert Eckert y Mauchly, construyó el primer ordenador de propósito general capaz de almacenar programas —EDVAC (iniciales de Calculador Discreto Electrónico Automático Variable)— en la Universidad de Pensilvania (EE UU).

Robert Cardona, John von Neumann, el matemático que diseñó los ordenadores modernos, El País 23/02/2023