Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

El pensamiento paralelo

La palabra ordenador evoca las de microelectrónica, circuitos, conexiones, etc. y no se asocia normalmente a aspectos más conceptuales como el de lógica del pensamiento

El pensamiento paralelo
La palabra ordenador evoca las de microelectrónica, circuitos, conexiones, etc. y no se asocia normalmente a aspectos más conceptuales como el de lógica del pensamiento. La primera sumadora digital, en 1642, se debe al científico y filósofo francés Blas Pascal, superado 30 años después por una versión más completa del alemán Leibniz. Sin embargo, es el inglés Charles Babbage, en 1830, el verdadero padre del ordenador digital capaz de combinar operaciones aritméticas básicas con decisiones basadas en sus propias operaciones computacionales. La insuficiencia tecnológica de la época impidió su desarrollo, hasta que en 1939 el matemático y físico Atanasoff realizó los prototipos que, perfeccionados por los ingenieros de IBM, se denominaron Havard Mark 1, controlados por relés eléctricos y con un tamaño de 15 metros de largo y 2,4 metros de alto.
 
A partir de los años 30 destacó en el mundo científico la gran personalidad del químico-matemático-ingeniero de origen húngaro John von Neumann, quien pronto fue capaz de resolver el quinto de los problemas básicos teóricos que Hilbert había propuesto como retos de la investigación matemática futura. La impronta de Neumann se tradujo en variados aspectos: el nacimiento del Algebra de Neumann; su teoría de juegos, pieza fundamental de todos los tratamientos de la ciencia económica; valiosas aportaciones a la física cuántica; a la meteorología e incluso a la tecnología de la fabricación de las bombas de hidrógeno. Y hay que destacar sobre todo que, en 1947, von Neumann aplicó el concepto de memoria a la ciencia de los ordenadores, o sea guardar instrucciones codificadas y datos en memorias alterables eléctricamente. La aplicación inmediata realizada en el Institute for Advanced Studies se materializó en los ordenadores IAS.
 
La máquina diseñada por von Neumann reproducía de un modo simplificado el pensamiento humano, de forma que ante un problema se ejecutaban una serie sucesiva de actuaciones hasta encontrar la solución. Era el método más simple de resolver problemas y el más sencillo de implementar. Con el desarrollo tecnológico las prestaciones del modelo han aumentado enormemente, ya que un ordenador puede satisfacer las peticiones de distintos terminales e incluso un PC puede ejecutar varios programas al mismo tiempo. Sin embargo, la filosofía sigue siendo la misma: un procesador puede resolver sólo un problema cada vez y ha de actuar secuencialmente. 
 
Básicamente existen dos razones para que los resultados que se obtienen hoy día parezcan otra cosa: en primer lugar, la mejora del hardware permite delegar ciertas funciones a otras pastillas, tal como ocurre con los procesadores matemáticos que agilizan las operaciones del propio microprocesador o con los controladores de periféricos, que permiten realizar varias funciones. En segundo lugar, la velocidad y prestaciones del mismo microprocesador, el cerebro del ordenador, han aumentado prodigiosamente. Los PC trabajan ya con frecuencias de decenas de megaherzios, es decir que pueden realizar cerca de un millón de órdenes internas, microórdenes, por segundo. Por ello, cuando el ordenador ejecuta distintas acciones aparentemente simultáneas, en realidad las realiza de manera secuencial, pero de un modo tan rápido que aparentan la simultaneidad. Por tanto, el modelo básico sigue siendo el de ven Neumann.
 
El cambio drástico ocurrió cuando Danny Hills, del Massachussetts Institute of Technology, ideó un modelo basado en el procesamiento paralelo. Se trataba de una idea revolucionaria que hacía cambiar radicalmente la concepción de ordenador basado en un solo procesador. La solución de Hills radicaba en descomponer un problema global en diversos pasos, procesos o elaboraciones, es decir en varios problemas de menor complejidad, que a su vez serían analizados de nuevo hasta conseguir reducirlos a un cierto orden de complejidad de modo que cada problemita particular se resuelva por un procesador independiente, generándose simultáneamente todas las soluciones particulares que, mediante un proceso de síntesis, conducen hasta la solución del problema original.
 
Aparentemente, el modelo del pensamiento paralelo parece mucho más complicado que el tradicional. Es lo mismo que resolver una tarea individual o colectivamente. El trabajo de una persona sola puede ser más competitivo que el de un equipo, ya que se ahorra tiempo de organización y de coordinación, Pero ello es posible sólo hasta un cierto grado de complejidad, a partir del cual la necesidad del equipo es imperiosa. Un ordenador de esta nueva clase puede ejecutar verdaderamente varias operaciones simultáneas separadas (memoria, lógica, control) a través de un altísimo número de circuitos integrados en los que millones de CPU (Central Proccessing Units), memorias y circuitos de entrada/salida trabajan juntos. 
 
¿Es ello posible en la práctica? Hills, al frente de Thinking Machines Co, ha plasmado sus ideas en la serie CM (Connection Machines) de ordenadores que están desbancando a los superordenadores convencionales en capacidad y velocidad de resolución. Así su CM-5 resuelve los problemas cien veces más rápido que el más potente superordenador hasta ahora existente. Y, como dice Hills: Se trata tan sólo de una generación que está naciendo.