Laboratorio de computación científica WATSON

Spanish translation of an English article contributed by Miss Eleanor Krawitz and published by Frank da Cruz, unveiling how in 1945 the Watson Scientific Computing Laboratory developed a scientific research center that used calculating machines.

computinghistory translationwatson laboratory
16 January, 2023 IBM Watson Laboratory today
16 January, 2023 IBM Watson Laboratory today


Original text published at http://www.columbia.edu/cu/computinghistory/krawitz/index.html.
Translated into Spanish by Juan for Ibidem Group

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LABORATORIO DE COMPUTACI√ďN CIENT√ćFICA WATSON
Centro de Investigación Científica con Máquinas de Cálculo.
Un texto de Miss Eleanor Krawitz, Supervisora de Tabulación del Laboratorio de Computación Científica Watson

Columbia Engineering Quarterly, noviembre de 1949

 

En el transcurso de los √ļltimos a√Īos se han logrado grandes avances en todos los campos de la investigaci√≥n cient√≠fica, y un factor importante en este avance ha sido el uso extensivo de m√©todos y equipos de computaci√≥n autom√°tica. Hoy en d√≠a los c√°lculos se realizan de forma autom√°tica en laboratorios de todo el pa√≠s. El desarrollo de estos laboratorios de computaci√≥n es de particular inter√©s para los estudiantes de Columbia ya que los primeros se establecieron aqu√≠ en la Universidad. La Oficina de Estad√≠stica de la Universidad de Columbia se estableci√≥ a finales de los a√Īos veinte para el uso de educadores y estad√≠sticos. La Oficina Astron√≥mica, creada en 1934, dirigida por el Dr. WJ Eckert y operada conjuntamente por la Universidad de Columbia, la Sociedad Astron√≥mica Estadounidense y la Corporaci√≥n Internacional de M√°quinas Comerciales, funcionaba como una organizaci√≥n sin √°nimo de lucro a la que pod√≠an acudir astr√≥nomos de todo el mundo para realizar sus c√°lculos. En 1945, IBM cre√≥ un Departamento de Ciencias Puras, nombr√≥ al Dr. Eckert como su director y fund√≥ el Laboratorio de Computaci√≥n Cient√≠fica Watson en el campus de la Universidad.

El objetivo principal del Laboratorio Watson es la investigaci√≥n en las diversas ramas de la ciencia, especialmente las relacionadas con las matem√°ticas aplicadas y el c√°lculo num√©rico. Los servicios del laboratorio se ofrecen gratuitamente a cualquier cient√≠fico o estudiante graduado que se dedique a una investigaci√≥n que contribuya significativamente al progreso en los campos de la ciencia y que utilice m√°quinas calculadoras para lograr ese fin. Cada a√Īo, se otorgan dos becas del Laboratorio Watson en matem√°ticas aplicadas a estudiantes cuyo estudio o investigaci√≥n involucra c√°lculos a gran escala. Los miembros del personal ofrecen cursos de instrucci√≥n en su campo de inter√©s bajo los auspicios de diferentes departamentos de la Universidad. Los cursos para estudiantes graduados incluyen la operaci√≥n y uso de las m√°quinas y m√©todos num√©ricos; El cr√©dito acad√©mico por los cursos se puede obtener mediante la inscripci√≥n en la Universidad de la manera habitual. Se imparten clases especiales sobre el funcionamiento de las m√°quinas a intervalos regulares a profesionales, cient√≠ficos visitantes de todo el mundo y estudiantes graduados que trabajan para obtener su doctorado. Una funci√≥n adicional del Laboratorio Watson es la difusi√≥n de informaci√≥n t√©cnica sobre m√©todos de m√°quinas matem√°ticas y tablas matem√°ticas; una biblioteca completa que cubre estos temas est√° disponible. Una funci√≥n adicional del Laboratorio Watson es la difusi√≥n de informaci√≥n t√©cnica sobre m√©todos de m√°quinas matem√°ticas y tablas matem√°ticas; una biblioteca completa que cubre estos temas est√° disponible. Una funci√≥n adicional del Laboratorio Watson es la difusi√≥n de informaci√≥n t√©cnica sobre m√©todos de m√°quinas matem√°ticas y tablas matem√°ticas; una biblioteca completa que cubre estos temas est√° disponible.

La investigaci√≥n se ha completado con √©xito en muchos campos de la ciencia en el laboratorio por miembros del personal y cient√≠ficos visitantes. La siguiente es una lista parcial de proyectos completados o en progreso:

  • Astronom√≠a: integraci√≥n de √≥rbitas de planetas y asteroides,
  • Geof√≠sica: trazado de trayectorias de ondas de sonido bajo el agua para varias profundidades y direcciones,
  • √ďptica: c√°lculos que incorporan el m√©todo de trazado de rayos,
  • Qu√≠mica: c√°lculo de energ√≠as de resonancia mec√°nica cu√°ntica de compuestos arom√°ticos,
  • Ingenier√≠a: construcci√≥n de tablas de resortes y engranajes y c√°lculo de tensiones asociadas con cargas s√≠smicas,
  • Econom√≠a: estimaciones de determinados coeficientes en las ecuaciones de modelos econ√≥micos, mediante multiplicaci√≥n e inversi√≥n de matrices,
  • F√≠sica: c√°lculos de probabilidades de transici√≥n de calcio,
  • Cristalograf√≠a: evaluaci√≥n de una Transformada de Fourier para la estructura de la insulina.

El laboratorio mantiene una amplia variedad de m√°quinas tanto de tipo digital como anal√≥gico; la m√°quina digital es la que esencialmente cuenta, mientras que la m√°quina anal√≥gica hace mediciones f√≠sicas. Estas calculadoras est√°n dise√Īadas para resolver problemas de la manera m√°s conveniente y para comparar diferentes m√©todos de soluci√≥n para determinar el m√°s eficiente.

La mayor√≠a de las m√°quinas leen y escriben mediante el uso de la tarjeta perforada que proporciona un medio para manejar datos autom√°ticamente. Por lo tanto, las tarjetas pueden procesarse a trav√©s de cualquier serie de calculadoras y tener cualquier secuencia deseada de operaciones realizadas en ellas. La principal ventaja de la t√©cnica de la tarjeta perforada es que se puede realizar un gran n√ļmero de operaciones similares en cantidad. Despu√©s de perforar los valores iniciales en las tarjetas, el procedimiento de la m√°quina es autom√°tico. La perforaci√≥n puede tener lugar en cualquiera de las ochenta columnas de la tarjeta. Cada columna se subdivide en doce posiciones distintas, que representan los n√ļmeros enteros del 0 al 9, as√≠ como dos posiciones especiales de perforaci√≥n denominadas X e Y. La perforaci√≥n X se usa principalmente para designar una operaci√≥n especial o un n√ļmero negativo. Las letras del alfabeto se registran mediante dos punzones en una columna,

Figura 1. Tarjeta de tabulación que muestra 12 posiciones de perforación y combinaciones de perforaciones para indicar letras.

En todas las m√°quinas el principio de lectura de la tarjeta es el mismo. Los agujeros se perforan en las tarjetas y se leen por medio de contactos el√©ctricos hechos a trav√©s de los agujeros. La tarjeta, actuando como aislante, pasa entre un cepillo de alambre y un rodillo de lat√≥n (ver fig. 2).

Rodillo de contacto

Un agujero perforado en la tarjeta permite que la brocha y el rodillo hagan contacto, completando as√≠ un circuito el√©ctrico; el impulso el√©ctrico est√° disponible en un panel de control enchufable, y la sincronizaci√≥n del impulso est√° determinada por la posici√≥n del orificio en la tarjeta. Todas las funciones de la m√°quina est√°n gobernadas por la direcci√≥n de estos impulsos en el panel de control, y como resultado de la flexibilidad de este panel, se pueden realizar un gran n√ļmero de operaciones. Un gran porcentaje de los problemas encontrados en el c√°lculo num√©rico se pueden manejar de manera eficiente en las m√°quinas est√°ndar de IBM. El primer paso en el enfoque de estos problemas es traducir los datos originales al lenguaje de las calculadoras. Es decir, para grabarlo en forma de perforaciones en tarjetas est√°ndar. Esta es la funci√≥n del Key Punch. La informaci√≥n deseada se transcribe en la tarjeta presionando las teclas de la m√°quina en l√≠nea con la columna correspondiente. Estas tarjetas pueden introducirse en el Key Punch de forma manual o autom√°tica. A medida que se perfora cada columna, la tarjeta avanza autom√°ticamente a la siguiente posici√≥n de perforaci√≥n. Los punzones num√©ricos tienen catorce teclas; uno para cada una de las doce posiciones de perforaci√≥n, una tecla de espacio y una tecla de expulsi√≥n de tarjeta. Los punzones alfab√©ticos cuentan, adem√°s, con un teclado de m√°quina de escribir que perfora autom√°ticamente dos agujeros por columna. Habiendo sido codificadas por el Key Punch, las tarjetas est√°n entonces listas para pasar por cualquiera de las otras m√°quinas requeridas para la soluci√≥n del problema. Estas tarjetas pueden introducirse en el Key Punch de forma manual o autom√°tica. A medida que se perfora cada columna, la tarjeta avanza autom√°ticamente a la siguiente posici√≥n de perforaci√≥n. Los punzones num√©ricos tienen catorce teclas; uno para cada una de las doce posiciones de perforaci√≥n, una tecla de espacio y una tecla de expulsi√≥n de tarjeta. Los punzones alfab√©ticos cuentan, adem√°s, con un teclado de m√°quina de escribir que perfora autom√°ticamente dos agujeros por columna. Habiendo sido codificadas por el Key Punch, las tarjetas est√°n entonces listas para pasar por cualquiera de las otras m√°quinas requeridas para la soluci√≥n del problema. Estas tarjetas pueden introducirse en el Key Punch de forma manual o autom√°tica. A medida que se perfora cada columna, la tarjeta avanza autom√°ticamente a la siguiente posici√≥n de perforaci√≥n. Los punzones num√©ricos tienen catorce teclas; uno para cada una de las doce posiciones de perforaci√≥n, una tecla de espacio y una tecla de expulsi√≥n de tarjeta. Los punzones alfab√©ticos cuentan, adem√°s, con un teclado de m√°quina de escribir que perfora autom√°ticamente dos agujeros por columna. Habiendo sido codificadas por el Key Punch, las tarjetas est√°n entonces listas para pasar por cualquiera de las otras m√°quinas requeridas para la soluci√≥n del problema. un teclado de m√°quina de escribir que perfora autom√°ticamente dos agujeros por columna. Habiendo sido codificadas por el Key Punch, las tarjetas est√°n entonces listas para pasar por cualquiera de las otras m√°quinas requeridas para la soluci√≥n del problema. un teclado de m√°quina de escribir que perfora autom√°ticamente dos agujeros por columna. Habiendo sido codificadas por el Key Punch, las tarjetas est√°n entonces listas para pasar por cualquiera de las otras m√°quinas requeridas para la soluci√≥n del problema.

Clasificador y m√°quina de contabilidad

El clasificador se utiliza para organizar las tarjetas perforadas en cualquier orden num√©rico o alfab√©tico que se desee, seg√ļn la informaci√≥n que contengan. Las tarjetas a clasificar se alimentan desde una tolva a un solo cepillo, que lee la columna seleccionada y clasifica cada tarjeta en la adecuada de las trece casillas disponibles. Hay un bolsillo para cada una de las doce posiciones de perforaci√≥n y uno para columnas en blanco. Mediante clasificaciones sucesivas, las tarjetas se disponen en cualquier orden deseado. La m√°quina, que funciona a una velocidad de 450 tarjetas por minuto, est√° equipada con un contador para registrar el n√ļmero de tarjetas que pasan.

El int√©rprete alfab√©tico est√° dise√Īado para traducir la informaci√≥n num√©rica o alfab√©tica de la tarjeta en cifras impresas en cualquiera de las dos l√≠neas en la parte superior de la tarjeta. Por lo tanto, la tarjeta perforada se lee m√°s f√°cilmente y puede usarse como una tarjeta de archivo, as√≠ como en las m√°quinas.

La m√°quina de contabilidad es una m√°quina de sumar e imprimir de alta velocidad. Lee datos de una tarjeta, los suma y resta en contadores e imprime en una hoja de papel la informaci√≥n de las tarjetas o los totales de los contadores. La m√°quina enumera datos alfab√©ticos o num√©ricos a raz√≥n de ochenta tarjetas por minuto, o acumula hasta ochenta d√≠gitos de totales a 150 tarjetas por minuto.

El perforador de reproducci√≥n transcribe todos o parte de los datos perforados en un juego de tarjetas a otro juego, o copia los datos de una tarjeta maestra a un grupo de tarjetas de detalles. El punz√≥n tiene una unidad de comparaci√≥n que compara los dos conjuntos de datos e indica cualquier desacuerdo entre los dos. La m√°quina se puede adaptar para su uso como una Perforaci√≥n de Resumen para registrar en una nueva tarjeta los importes que se han acumulado en la M√°quina de Contabilidad.

El Clasificador realiza algunas de las funciones del Clasificador de una manera m√°s eficiente. Archiva dos juegos de tarjetas juntos, selecciona tarjetas particulares en cualquiera de los cuatro bolsillos de selecci√≥n, empareja dos juegos de tarjetas de acuerdo con un n√ļmero de control y verifica la secuencia de un juego de tarjetas. La m√°quina es muy flexible y permite el manejo de tarjetas seg√ļn un patr√≥n complicado que involucra la comparaci√≥n de dos n√ļmeros de control. Las tarjetas pueden pasar por el Intercalador a raz√≥n de 240 a 480 por minuto.

C√°lculo de golpes

El punz√≥n de c√°lculo electr√≥nico es una m√°quina de alta velocidad que utiliza circuitos electr√≥nicos para realizar todas las operaciones b√°sicas. Suma, resta, multiplica y divide los n√ļmeros introducidos en una tarjeta y marca las respuestas en la misma tarjeta o en una posterior. Realiza estas operaciones de forma repetitiva y en cualquier orden en una fracci√≥n de segundo. Calculating Punch lee los factores perforados en una tarjeta y realiza sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, en el orden deseado. Se pueden perforar resultados separados para cada tipo de c√°lculo, o los resultados se pueden almacenar y usar como un factor para los siguientes c√°lculos. Esta m√°quina ha calculado diferencias de octavo orden de una funci√≥n de once d√≠gitos y muchas ecuaciones complicadas que implican un gran n√ļmero de operaciones.

Adem√°s de las m√°quinas est√°ndar descritas anteriormente, hay en el laboratorio una serie de calculadoras especialmente dise√Īadas que funcionan por medio de redes de rel√©s y circuitos electr√≥nicos. A continuaci√≥n se muestra una breve descripci√≥n de estas m√°quinas especiales.

La Calculadora de retransmisi√≥n realiza todas las operaciones aritm√©ticas b√°sicas, incluida la determinaci√≥n de ra√≠ces cuadradas a trav√©s de una red de retransmisi√≥n complicada. La extrema flexibilidad de esta calculadora se debe a su gran memoria interna, su rapidez en la realizaci√≥n de c√≥mputos, su capacidad para leer simult√°neamente cuatro tarjetas y perforar una quinta, y su capacidad para operar bajo un amplio y variado programa. La m√°quina est√° equipada con un circuito de clasificaci√≥n para facilitar las operaciones de consulta de tablas. Se han resuelto muchos problemas complicados en una calculadora de rel√©s, incluida la multiplicaci√≥n de series arm√≥nicas, la multiplicaci√≥n de matrices y ecuaciones diferenciales de sexto orden.

La calculadora de secuencia operada por tarjeta consta de una m√°quina de contabilidad que lee, suma, resta y almacena los datos, un punz√≥n de resumen que perfora los valores finales, una caja de rel√©s para brindar flexibilidad de control de las operaciones y una unidad que realiza multiplicaciones y divisiones. Las operaciones de las otras calculadoras generalmente se programan a trav√©s del cableado en el panel de control, mientras que esta m√°quina tiene esencialmente un panel de control b√°sico configurado y se rige por perforaciones codificadas en la tarjeta. Esta calculadora ha demostrado ser particularmente h√°bil para calcular las √≥rbitas de los asteroides.

El solucionador de ecuaciones lineales es un dispositivo el√©ctrico para la soluci√≥n de ecuaciones lineales simult√°neas hasta el duod√©cimo orden inclusive. Una vez establecidos los coeficientes de las ecuaciones en diales, interruptores o tarjetas perforadas, se ajustan las diferentes variables hasta obtener una soluci√≥n. El m√©todo de soluci√≥n es uno que da una convergencia muy r√°pida. Esta m√°quina fue construida en el laboratorio por el Sr. Robert M. Walker, miembro de nuestro personal, y el profesor Francis J. Murray del departamento de matem√°ticas de la Universidad.

La M√°quina de Medici√≥n y Registro Controlada por Tarjeta est√° dise√Īada principalmente para la medici√≥n de fotograf√≠as astron√≥micas, aunque puede aplicarse f√°cilmente a fotograf√≠as en cualquier campo. Se introduce en la m√°quina una placa fotogr√°fica de una porci√≥n del cielo que incluye la estrella en cuesti√≥n junto con una tarjeta perforada que indica las coordenadas aproximadas de la estrella. Luego, la m√°quina lee autom√°ticamente la tarjeta perforada, ubica la estrella en la placa fotogr√°fica a partir de estas coordenadas aproximadas, mide con precisi√≥n su posici√≥n y registra esta medida en una tarjeta. El registro de la tarjeta perforada queda entonces disponible para su tratamiento matem√°tico.

Desde el inicio de la Oficina Astron√≥mica en 1934, se han establecido varios laboratorios de tarjetas perforadas en la industria y el gobierno. Esos laboratorios en funcionamiento durante los a√Īos de la guerra desempe√Īaron un papel fundamental en nuestro programa de defensa nacional. En este grupo estaban los Laboratorios de Investigaci√≥n Bal√≠stica en Aberdeen, Maryland y Dahlgren, Virginia. En esta misma categor√≠a estaba el Observatorio Naval de los Estados Unidos, que prepar√≥ tablas astron√≥micas para uso en navegaci√≥n a√©rea y mar√≠tima, astronom√≠a y topograf√≠a. En la industria, los laboratorios de computaci√≥n han asumido un papel destacado en la investigaci√≥n cient√≠fica tanto pura como aplicada. Las t√©cnicas de tarjetas perforadas se han empleado, por ejemplo, en la soluci√≥n de problemas relacionados con el an√°lisis de tensi√≥n y deformaci√≥n de estructuras de aeronaves y el an√°lisis de vibraciones de maquinaria grande.

Un ejemplo de la aplicaci√≥n del equipo de tarjetas perforadas en problemas de la industria surge en el dise√Īo y construcci√≥n de barcos, donde es necesario especificar las ubicaciones exactas de un gran n√ļmero de puntos en la superficie. El dise√Īador puede lograr esto considerando varias secciones transversales a trav√©s del casco y representando el contorno de cada una de estas secciones mediante un polinomio de, digamos, quinto grado (ver fig. 3).


Figura 3. Sección transversal a través del recipiente

Los valores de las constantes, 0 , ‚Ķ, 5 , en la ecuaci√≥n variar√°n con cada secci√≥n tomada, debido a la curvatura de la superficie en la direcci√≥n longitudinal. Por tanto, si el buque se divide en 200 secciones transversales, y es necesario determinar 100 puntos a cada lado del casco para cada secci√≥n transversal, habr√≠a que evaluar el polinomio 20.000 veces. El uso de equipos de tarjetas perforadas en la soluci√≥n de este problema convierte un trabajo extremadamente engorroso en uno que la m√°quina calcula autom√°ticamente despu√©s de completar la planificaci√≥n original.

Srta. Eleanor Krawitz
Supervisora ‚Äč‚Äčde tabulaci√≥n
Watson Scientific Computing Laboratory

La se√Īorita Eleanor Krawitz, que tiene la distinci√≥n de ser la primera autora femenina en contribuir al COLUMBIA ENGINEERING QUARTERLY, puede presumir de muchos otros logros notables. Se gradu√≥ en 1943 de la escuela secundaria Samuel I. Tilden de Brooklyn, donde hab√≠a sido miembro de la sociedad honoraria escol√°stica “Arista”. En Brooklyn College fue tesorera de Pi Mu Epsilon, sociedad honoraria de Matem√°ticas, hasta que recibi√≥ su licenciatura en Matem√°ticas en 1947. Luego trabaj√≥ como maestra suplente en Midwood High School y en su Alma Mater, Tilden High, pero pronto dej√≥ de lado su carrera docente en la escuela secundaria para obtener su Maestr√≠a en Matem√°ticas en Columbia.

Actualmente, la se√Īorita Krawitz es supervisora ‚Äč‚Äčde tabulaci√≥n en el laboratorio de computaci√≥n IBM Thomas J. Watson de la Universidad de Columbia. No s√≥lo est√° impartiendo clases de Astronom√≠a en la Escuela de Graduados sobre el funcionamiento de las computadoras, sino que tambi√©n se dedica a establecer procedimientos para el c√°lculo de problemas de f√≠sica, matem√°ticas y astronom√≠a.Eleanor Krawitz Kolchin falleci√≥ el viernes 25 de enero de 2019 a la edad de 92 a√Īos en Boca Raton, Florida. Estaba encantada con la atenci√≥n que recibi√≥ a una edad avanzada debido a la publicaci√≥n de este art√≠culo en Internet en 2003 y su traducci√≥n a tantos idiomas. Sus √ļltimas palabras para m√≠ (en octubre de 2018) fueron “Casi todo no funciona aqu√≠. Oooooo”.

Aportado por: Eleanor Krawitz Kolchin, noviembre de 2003. Escaneado
y convertido a HTML: s√°bado 22 de noviembre a las 17:06:54 de 2003
Convertido a HTML5: s√°bado 23 de febrero a las 08:52:56 de 2019

También por el autor:

  • Krawitz, Eleanor, “Tablas matem√°ticas de tarjetas perforadas en equipos est√°ndar de IBM”, Actas, Seminario de computaci√≥n industrial , IBM, Nueva York (septiembre de 1950), p√°gs. 52-56.
  • Krawitz, Eleanor, “Matrix by Vector Multiplication on the IBM Type 602-A Calculating Punch”, Actas, Seminario de computaci√≥n industrial , IBM, Nueva York (septiembre de 1950), p√°gs. 66-70.
  • Green, Louis C., Nancy E. Weber y Eleanor Krawitz, “El uso de energ√≠as calculadas y observadas en el c√°lculo de las fuerzas del oscilador y la regla de la suma f ” Astrophysical Journal , Vol.113 No.3 (mayo de 1951), p√°gs. 690-696.
  • Green, Louis C., Marjorie M. Mulder, Paul C. Milner, Margaret N. Lewis, John W. Woll, Jr., Eleanor K. Kolchin y David Mace, “An√°lisis de la funci√≥n de onda de tres par√°metros de Hylleraas para the He i Ground State in Terms of Central Field Wave Functions”, Physical Review 96, 319, 15 de octubre de 1954.
  • Green, Louis C., Satoshi Matsushima, Cynthia Stephens, Eleanor K. Kolchin, Majorie M. Kohler, Yenking Wang, Barbara B. Baldwin y Robert J. Wisner, “Efecto sobre la energ√≠a de una mayor flexibilidad en el factor separable de Hylleraas -Type Atomic Wave Functions from H‚ąí to O VII”, Physical Review 112, 1187, 15 de noviembre de 1958.
  • Verde, Louis C.; Matsushima, Satoshi; Kolchin, Eleanor K., “Tablas de las funciones de onda continuas para el hidr√≥geno”, Suplemento de revista astrof√≠sica, vol. 3, noviembre de 1958, p.459.
  • Green, Louis C., Cynthia Stephens, Eleanor K. Kolchin, et al., “He I Funci√≥n de onda del estado fundamental de la forma Ōą=f(r1)f(r2)g(r12)”, Journal of Chemical Physics 30 , 1061 (1959).
  • Green, Louis C., Eleanor K. Kolchin, Norma C. Johnson, “Funciones de onda para los estados excitados del helio neutro”, Physical Review 139(2A):363-378, julio de 1965.
  • Green, Louis C., Eleanor K. Kolchin, “Superficies de densidad equivalente en binarios cerrados de rotaci√≥n s√≠ncrona construidos sobre el modelo politr√≥pico őĹ = 3”, Astrof√≠sica y ciencia espacial, n√ļmero 2, abril de 1973, p√°gs. 285-288.

Enlaces (actualizado el 31 de julio de 2017) :

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