Los Sistemas de Cómputos Aliados

El impacto de las nuevas tecnologías y su aplicación a la industria de guerra

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Erich Paul
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Los Sistemas de Cómputos Aliados

Mensaje por Erich Paul » Mié Dic 10, 2008 12:25 pm

Los Sistemas de Cómputos Aliados


Reseña histórica
Comienzos de la computación y futuro empleo en la guerra


En los primeros años del siglo XX las máquinas analógicas se utilizan en distintas actividades, en particular se construye un analizador diferencial en el M.I.T.; con la utilización de este tipo de máquinas y los basculadores de Eccles-Jordan (con estados biestables).
Era más fácil profundizar en las propiedades lógicas de la aritmética binaria para deducir que las propiedades abstractas de esta aritmética podían ser incorporadas en circuitos electrónicos utilizando válvulas o relevadores. En base a estos resultados era factible proponer la construcción de máquinas electromecánicas para realizar cálculos.

Con la segunda guerra mundial se necesitan equipos capaces de procesar
grandes volúmenes de información. Algunos de los problemas que impulsaron el desarrollo de equipos con mayores capacidades de procesamiento son:

Cálculos balísticos. Determinar la trayectoria de los proyectiles para alcanzar un objetivo determinado.

Códigos. Descifrar a tiempo los mensajes cifrados que intercambiaban los ejércitos enemigos.

En esa época ya se cuenta con la infraestructura que permite construir las primeras computadoras. Algunos de los desarrollos fueron parte de proyectos secretos durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que la información referente a esos proyectos no estuvo disponible al público general durante mucho tiempo.

La historia de las computadoras no es resultado de un solo trabajo, que pudiera verse como un fenómeno lineal en el tiempo, influyen una gran cantidad de trabajos que se desarrollaban simultáneamente en distintas partes del mundo; de tal forma que es difícil establecer una clasificación única. A continuación se presentan los ejemplos más relevantes de los que se puede llamar la clasificación generacional de las computadoras, esta clasificación se basa en los aspectos más relevantes en cuanto a la arquitectura de las computadoras.
Sólo los sabios discuten, los demás imponen sus ideas.

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Mensaje por Erich Paul » Mié Dic 10, 2008 12:28 pm

Primera generación

Las primeras computadoras se fabricaban en base a bulbos y relevadores
(elementos electromecánicos), su configuración se realizaba mediante alambrado de los circuitos.
Los sistemas operativos eran inexistentes, el usuario era el sistema operativo. Las tareas de control estaban incluidas como parte de los programas.

A continuación se presentan algunos ejemplos notables de las computadoras de la primera generación

Computadoras de Zuse.
En 1936 Konrad Zuse construye en su casa una calculadora mecánica. En base a esta experiencia Zuse construye la primera computadora alemana en 1940, se le llama Z2. A esta computadora siguieron la Z3 y Z4. Hay muy poca información acerca de estos trabajos, pues los laboratorios en que se desarrollaban fueron destruidos durante la ocupación de Alemania por parte de los ejércitos aliados. De las pocas cosas que se saben de estas máquinas es que se empleaba una sintaxis distinta a la que se emplea actualmente: se escribían primero las expresiones y después el lugar en que quedaban los resultados (en la mayoría de los lenguajes de programación se escribe primero la referencia al lugar en que se almacena el resultado y después la expresión que lo genera).

Computadoras Coloso.
Fabricadas en Inglaterra durante la segunda guerra mundial (aproximadamente en 1943). Estas computadoras se emplearon para tratar de descifrar los códigos con que se transmitían los mensajes secretos durante la guerra, por lo que su existencia fue un secreto durante mucho tiempo.

Mark I.
Desarrollada entre 1937 y 1944 por Howard Aiken en Harvard. Durante mucho tiempo se le consideró la primera computadora, recientemente se ha demostrado que existían otras computadoras antes de la Mark I.

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator).
Desarrollada por Eckert y Mauchly en la Universidad de Pennsylvania, fue terminada en 1946. Es la primera computadora que utilizaba exclusivamente componentes electrónicos en su fabricación.

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer).
Desarrollada por John Von Neumann. Se le considera el antecedente de las computadoras digitales modernas; en particular incorpora el concepto de programa almacenado en la memoria de la computadora (que curiosamente es lo que ha permitido la existencia de los virus informáticos). El proyecto para construir la máquina se
retrasó y concluyó en 1952, antes de ella se construyó la EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) en el año de 1949; es la primer máquina operativa que incorpora ese mismo concepto.

El equipo que desarrolló la ENIAC construyó otra máquina a la que llamaron UNIVAC (Universal Automatic Computer). Se le considera la primera computadora para uso comercial. Un aspecto muy importante es que en esta máquina se utilizaron diodos de cristal en vez de los tubos de vacío (bulbos), con lo que se establecían las bases para el desarrollo de computadoras utilizando elementos de estado sólido.

A fin de facilitar el desarrollo de programas (y consecuentemente obtener mayor beneficio de las computadoras) se crean los primeros programas de apoyo (ensambladores, compiladores, intérpretes, etc.) Surgen también conceptos de programación como son: subrutinas y macro instrucciones. Se desarrollan los primeros controladores de dispositivos, con lo que se logra cierta independencia de la máquina a la hora de programar.
Última edición por Erich Paul el Mié Dic 10, 2008 12:59 pm, editado 6 veces en total.
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Mensaje por Erich Paul » Mié Dic 10, 2008 12:31 pm

Conceptos y fechas cronológicas

Previos antecedentes:

Computadora analógica (para ecuaciones diferenciales)

En 1931 la primera computadora capaz de resolver ecuaciones diferenciales analógicos fue desarrollada por el Dr. Vannevar Bush y su grupo de investigación en MIT. "El Analizador Diferencial", como se llamaba, usaba engranajes diferenciales que fueron hechos rodar por motores eléctricos. Se interpretaron como cantidades los grados de rotación de los engranajes. Las computaciones fueron limitadas por la precisión de medida de los ángulos.

Programa mecánico

En 1933 el primer programa mecánico fue diseñado por Wallace J. Eckert. El programa controló las funciones de dos de las máquinas en unísono y operadas por un cable. Los trabajos de Eckert sembraron la fundación para las investigaciones informático-científica de la Universidad de Colombia.

Máquina lógica

En 1936 el primer modelo general de máquinas de la lógica fue desarrollado por Alan M. Turing. Con el tituló "En Números calculables," se publicó en 1937 en la Sociedad de Procedimientos Matemáticos de Londres y describió las limitaciones de una computadora hipotética. Números calculables, eran esos números que eran números reales, capaz de ser calculados por medios de lo finito.
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Mensaje por Erich Paul » Mié Dic 10, 2008 12:33 pm

Durante la segunda guerra mundial, estudios en computadoras fueron de interés nacional. Un ejemplo de ello es el "Coloso", la contra inglés a la máquina Nazi de códigos, el "Enigma". Después de la guerra, el desarrollo empezó su nido, con tecnología eléctrica permitiendo un avance rápido en computadoras.

En esta etapa se inventaron las siguientes:

Las funciones de cambio

En 1937 Claude F. Shannon dibujó el primer paralelo entre la Lógica de Boolean y cambió circuitos en la tesis del patrón en MIT. Shannon siguió desarrollando sus teorías acerca de la eficacia de la información comunicativa. En 1948 formalizó estas ideas en su "teoría de la información," que cuenta pesadamente con la Lógica de Boolean.

Electrónica digital

En 1939 la primera computadora electrónica digital se desarrolló en la Universidad del Estado de Iowa por Dr. John V. Atanasoff y Clifford Baya. El prototipo, se llamó el Atanasoff Berry Computer (ABC), fue la primera máquina en hacer uso de tubos al vacío como los circuitos de la lógica.

Imagen
http://www.computerhistory.org/timeline/?category=cmptr


Computadora programable

En 1941 la primera controladora para computadora para propósito general usada se construyó por Konrad Zuse y Helmut Schreyer. El "Z-3," como se llamó, usaba retardos electromagnéticos y era programada usando películas agujereadas. Su sucesor, el "Z-4," fue contrabandeado fuera de Berlín cuando Zuse escapo de los Nazis en Marzo de 1945.


Mark I ASCC

En 1944, el primer programa controlador americano para computadora fue desarrollado por Howard Aiken. La "Calculadora Automática Controlada por Secuencia (ASCC) Marca I," como se llamaba, fue un parche de los planes de Charles Babbage por el artefacto analítico, de cien años antes. Cintas de papel agujereados llevaban las instrucciones. El Mark I, midió cincuenta pies de largo y ocho pies de alto, con casi quinientas millas de instalación eléctrica, y se usó a la Universidad de Harvard por 15 años.

Imagen
http://www.computerhistory.org/timeline/?category=cmptr



El primer error de computadora (bug)


El 9 de septiembre de 1945, a las 3: 45 pm, el primer caso real de un error que causa de un mal funcionamiento en la computadora fue documentado por los diseñadores del Mark II., sucesora de la ASCC Mark I, que se construyó en 1944, experimentó un falló. Cuando los investigadores abrieron la caja, hallaron una polilla. Se piensa que fue el origen del uso del término "bug" que significa insecto o polilla en inglés.
Última edición por Erich Paul el Mié Dic 10, 2008 12:43 pm, editado 2 veces en total.
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Mensaje por Erich Paul » Mié Dic 10, 2008 12:37 pm

El Coloso

Imagen
http://www.computerhistory.org/timeline/?category=cmptr

Electrónica ingles

En el diciembre de 1943 se desarrolló la primera calculadora inglesa electrónica para criptoanálisis. "El Coloso," como se llamaba, se desarrolló como una contraparte al Enigma, La máquina de codificación de Alemania.
Entre sus diseñadores estaban Alan M. Turing, diseñador de la Máquina Turing, quien había escapado de los Nazis unos años antes, también se encontraba como diseñador el ingeniero británico Tommy Flowers.
El Coloso tenía cinco procesadores, cada uno podría operar a 5,000 caracteres por segundo. Por usar registros especiales y un reloj interior, los procesadores podrían operar en paralelo (simultáneamente) que esta le daba al Coloso una rapidez promedio de 25,000 caracteres por segundo. Esta rapidez alta era esencial en el esfuerzo del desciframiento de códigos durante la guerra. El plan del Coloso era quedar como información secreta hasta muchos años después de la guerra.




La Colossus Mk2, es considerada la primera computadora digital programable, fue construida por el gobierno británico y utilizada para descifrar los códigos del ejército alemán durante la segunda guerra mundial. Logró descifrar el Código de Lorenz. Entró en acción el 1º de febrero de 1944.


Que es el Código Lorenz?

La Lorenz SZ 40 y la SZ 42 (Schlüsselzusatz, que significa "cifrado adjunto") eran máquinas alemanas de cifrado utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial en circuitos de teletipo. Criptógrafos británicos, que se refirieron al tráfico alemán de datos de teletipo cifrados como "Fish", denominaron a la máquina y su tráfico como "Tunny" (Atunes, Atún). Mientras la bien conocida Máquina Enigma fue usada generalmente por unidades de combate, la Máquina de Lorenz fue usada para comunicaciones de alto nivel. La máquina en sí tenía unas medidas de 51cm × 46cm × 46cm, y funcionó como máquina adjunta a las máquinas de teletipo de Lorenz estándares. Las máquinas implementaban un cifrado de flujo.


Betchley Park
Durante la Segunda Guerra Mundial, el Betchley Park, también conocido como la Estación X, fue el centro neurálgico del trabajo de los aliados para interceptar y romper el código que utilizaban los alemanes en sus comunicaciones.
En ese lugar, matemáticos y científicos se dieron cita para iniciar un trabajo pionero: construir ese ordenador, el cual a su vez influyó en el diseño de las primeras computadoras comerciales.
"Acortó la guerra"

Tras arduas horas de trabajo los científicos idearon una computadora con entre 1.500 y 2.000 válvulas y del tamaño de un camión.

En su época de apogeo, Coloso podía descifrar mensajes en cuestión de horas.
Coloso fue vital para acortar la guerra.
Según el para entonces primer ministro británico, Winston Churchill, la computadora "permitió acortar la guerra en al menos 18 meses".
"Coloso fue extremadamente importante para llegar al día D", señaló Tony Sale quien lideró por 14 años el proyecto de reconstrucción de la computadora.
"A través de Coloso podíamos conocer detalles sobre movimientos de tropas, el estado de los suministros, las municiones, el número de soldados muertos -información de importancia vital durante la guerra", añadió.

Durante la Segunda Guerra Mundial fueron construidas diez computadoras Coloso que eran utilizadas por los aliados para leer comunicaciones enviadas entre altos oficiales de las fuerzas armadas alemanas Wehrmacht y los líderes nazis.
Pero no todas estaban juntas. Algunas estaban en Bletchley Park y otras en distintas partes del Reino Unido, pero actuaban como una fuente informática única.
Si una estación de decodificación tenía máquinas paralizadas o estaban siendo utilizadas, otras podían enviar señales interceptadas que las otras no podían interceptar en ese momento.
Para el final de la II Guerra Mundial ya había descifrado 63 millones de caracteres alemanes Sin embargo, una vez finalizada la guerra Churchill ordenó que todas las computadoras Coloso fueran desmanteladas para que el trabajo de los ordenadores se mantuviera en secreto.

En la actualidad el coloso ha sido restaurado usando fotografías, planos y antiguos y nuevos componentes.
Se encuentra en exhibición en el Museo Nacional de la Informática ubicado en el terreno de Bletchley Park, en Buckinghamshire, en las afueras de Londres.



Fuentes consultadas

http://hp.fciencias.unam.mx/~slm/CompI/historia.txt
http://www.monografias.com/trabajos/mar ... comp.shtml
http://www.computerhistory.org/timeline/?category=cmptr
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/scienc ... 099362.stm
http://www.bletchleypark.org.uk/
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_Lorenz
http://www.xataka.com/2006/12/05-1936-l ... a-historia
http://cgnauta.blogspot.com/2007/11/col ... adora.html
http://www.linux-itt.com/2007/11/coloso ... gital.html
http://www.maikelnai.es/2006/12/05/z1-l ... del-mundo/
Última edición por Erich Paul el Vie Dic 12, 2008 5:17 pm, editado 1 vez en total.
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Mensaje por Erich Hartmann » Mié Dic 10, 2008 2:02 pm

:sgm111:

Muy buen post.

Saludos cordiales

LT.SHAQ
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Mensaje por LT.SHAQ » Jue Dic 11, 2008 7:13 pm

EXelente sitio, muy bien documentado

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Mensaje por Erich Paul » Vie Dic 12, 2008 5:21 pm

Gracias…
Continuamos.

El Coloso

Parte II.

El Equipo


Los diversos componentes del Coloso fueron los sistema de lectura óptica, el panel de control principal, los anillos thyratron y sus circuitos de conductor, la óptica de datos estacionarios delta calculadores, el cambio de registros, puertos de la lógica, los contadores y sus circuitos de control, los span contadores , El relé de amortiguación y la impresora lógica.

El diseño del Coloso se inició en marzo de 1943. En diciembre de 1943 todos los distintos circuitos que estaban trabajando y las 1500 válvulas del primer modelo “Mark I” fueron desmantelados y enviados a Bletchley Park, fueron montados en bloques tipo “F” durante el periodo de Navidad de 1943.
El Coloso “Mark I” estaba en funcionamiento en enero de 1944 y obtuvo su primera prueba real exitosa al momento de analizar un mensaje cifrado en una cinta.
El modelo Mark I no tenía el gran interruptor del panel de bastidores con los plug su panel frontal, sólo tenía un marco sencillo, al igual que la Heath Robinson.

Cada uno de los diez Colosos instalados en una gran habitación en Bletchley Park estaban dispuestos en forma de Bloques “F” y Bloques “H” .Los bastidores eran de 90 pulgadas, (2,3 M), de alto con diferentes anchos. Hubo ocho bastidores dispuestos en dos puertos sobre 16ft (5.5m) de largo más el lector de cinta de papel y cinta handler (conocida como la cama). La parte frontal de los puertos de bastidores, se encontraban espaciados en 5 pies (1.6m) de los puertos traseros, compuestos de derecha a izquierda, además de un bastidor “J” con el panel de control principal.

Fotografías en 1945 del modelo Mark II Coloso en Bletchley Park:

Imagen

Imagen
http://www.codesandciphers.org.uk/virtu ... lossus.htm



Cómo trabajó Coloso?

Coloso lee caracteres a través de la tele impresión, en el código Baudot internacional, en un promedio de 5000 caracteres por segundo a partir de una cinta de papel. Estos caracteres suelen ser introducidos de sistemas de cifrados de texto interceptados que se han transmitido por radio.
Coloso tuvo dos ciclos de operación. El primero fue controlado por la lectura óptica de la rueda dentada con agujeros entre las pistas 2 y 3 sobre la cinta de papel. La señal dentada era normalizada a los 40 microsegundos de ancho.
El segundo ciclo de las operaciones se produjo al principio y al final del texto en la cinta de papel. Este largo ciclo de las operaciones se inició con la señal eléctrica de la célula fotoeléctrica .



Fuente.
http://www.codesandciphers.org.uk/virtu ... lossus.htm
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Re: Colossus

Mensaje por Rufus » Mié Feb 05, 2014 7:17 pm

Colossus, el ordenador que ayudó a ganar la II Guerra Mundial, vuelve a la vida.
http://www.huffingtonpost.es/2014/02/05 ... _ref=spain

En el Museo Nacional de Informática, en Bletchley Park, veteranos de Colossus y sus familias volverán a verlo funcionar justo 70 años después de que comenzara a descifrar las comunicaciones alemanas.

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Re: Los Sistemas de Cómputos Aliados

Mensaje por Audie Murphy » Dom Oct 11, 2015 11:23 am

unas fotos de la Colossus reconstruida en el National Museum of Computing de Bletchley
http://www.imagebam.com/gallery/akdp0a8 ... 5c5h30cjbm

da mucho calor y hay que tener cuidado con las fotos, hay una barandilla para separar a la gente de la máquina que utiliza un voltaje peligroso
http://www.tnmoc.org/explore/colossus-gallery

más fotos de ese museo, tienen material de la SGM como una lorenz sz42 o la heath robinson machine
http://www.4shared.com/rar/VNswJ1hVce/T ... mputi.html

en febrero 2015 la casa de Correos inglesa dedicó una serie postal en homenaje a la computadora
Imagen
fuente http://www.tnmoc.org/sites/default/file ... k=Dn4rNmF8
Erich Paul escribió: ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator).
Desarrollada por Eckert y Mauchly en la Universidad de Pennsylvania, fue terminada en 1946. Es la primera computadora que utilizaba exclusivamente componentes electrónicos en su fabricación.
[/justify]
Y seis mujeres matemáticas americanas fueron sus primeras programadoras, el documental "Top Secret Rosies: The Female 'Computers' of WWII" narra su historia. Con la computadora hacían tablas balísticas e intentaban romper códigos secretos.
http://jwa.org/blog/top-secret-rosies
http://www.imdb.com/title/tt1587359/

Imagen
fuente http://art.rutgers.edu/wp-content/uploa ... 05-PM1.png
"El mal existe cuando las personas buenas no hacen lo que es correcto"

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Colossus, la máquina que acortó la Segunda Guerra Mundial

Mensaje por Kurt_Steiner » Sab Dic 19, 2020 5:06 pm

Colossus eran unas computadoras desarrolladas por descifradores de códigos británicos entre 1943 y 1945 como una contramedida a la codificación alemana Lorenz, acelerando el proceso de descodificación de los mensajes de alto nivel emitidos por los germanos. Colossus usó válvulas termoiónicas (tubos de vacío) para realizar operaciones booleanas y de conteo. Por lo tanto, Colossus se considera como la primera computadora electrónica digital programable del mundo, aunque fue programada por interruptores y enchufes y no por un programa almacenado. Entre sus diseñadores estaban Alan Turing y el ingeniero británico Tommy Flowers, que estaba al mando del equipo de desarrollo.

Colossus
fue diseñado por el ingeniero telefónico de investigación de la Oficina General de Correos (GPO), Tommy Flowers, para resolver un problema planteado por el matemático Max Newman en la Escuela de Código y Cifrado del Gobierno (GC&CS) en Bletchley Park. El uso de probabilidad de Alan Turing en el criptoanálisis contribuyó a su diseño. A veces se ha afirmado erróneamente que Turing diseñó Colossus para ayudar al criptoanálisis del Enigma. La máquina de Turing que ayudó a decodificar Enigma fue la Bombe electromecánica, no Colossus.

El prototipo, Colossus Mark 1,
comenzó a operar en diciembre de 1943 y el 1 de febrero del año siguiente ya estaba en uso en Bletchley Park. Un Colossus Mark 2 mejorado que usaba registros de desplazamiento para quintuplicar la velocidad de procesamiento, funcionó por primera vez el 1 de junio de 1944, justo a tiempo para el desembarco de Normandía. Diez Colossus estaban en uso al final de la guerra y se estaba encargando un undécimo. El uso de estas máquinas por parte de Bletchley Park permitió a los Aliados obtener una gran cantidad de inteligencia militar de alto nivel a partir de mensajes radiotelegráficos interceptados entre el Alto Mando Alemán (OKW) y sus mandos del ejército en toda la Europa ocupada.

La existencia de las máquinas Colossus se mantuvo en secreto hasta mediados de la década de 1970; las máquinas y los planes para construirlas habían sido destruidos previamente en la década de 1960, como parte del esfuerzo por mantener el secreto del proyecto. Esto privó a la mayoría de los involucrados con Colossus del crédito por ser pioneros en la computación digital electrónica durante su vida. Tony Sale y algunos voluntarios completaron en 2008 una reconstrucción funcional de un Mark 2 Colossus; está expuesta en el Museo Nacional de Computación en Bletchley Park.

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Re: Colossus, la máquina que acortó la Segunda Guerra Mundial

Mensaje por Kurt_Steiner » Sab Dic 19, 2020 5:28 pm

Las computadoras Colossus se usaron en el criptoanálisis de las comunicaciones de alto nivel alemanas, que estaban cifrada, naturalmente. La información de inteligencia reveló que los alemanes llamaron a los sistemas de transmisión de teleimpresores inalámbricos "Sägefisch" (pez sierra). Esto llevó a los británicos a llamar al tráfico de teleimpresores alemanes cifrados "Fish", y a la máquina desconocida y sus mensajes interceptados "Tunny" (tunafish). Para el cifrado los alemanes usaban máquinas Lorenz SZ 40 y SZ 42 Schlüsselzusatz (cifrado adjunto) dotadas de circuitos de teletipo Lorenz estándar.

Antes de que los alemanes aumentaran la seguridad de sus procedimientos operativos, los criptoanalistas británicos diagnosticaron cómo funcionaba la máquina invisible y construyeron una imitación llamada "British Tunny". Colossus tenía cinco procesadores, y cada uno podría operar a 5,000 caracteres por segundo. Al disponer de registros especiales y un reloj interno, los procesadores podrían operar simultáneamente en paralelo. Colossus podía trabajar con hasta 25,000 caracteres por segundo. Después de cientos de horas de trabajo los científicos idearon una computadora del tamaño de un camión y formada por entre 1.500 y 2.000 válvulas de vacío. Por su gran tamaño y capacidad se decidió llamarla "Colossus".

Parte de la operación Colossus consistía en emular electrónicamente la máquina mecánica de Lorenz. Para cifrar un mensaje con la máquina de Lorenz, el texto plano se combinaba con un flujo de BITs clave, en grupos de cinco. El flujo clave se generaba usando doce ruedas: cinco fueron clasificadas (por los británicos) como ruedas {\displaystyle \chi }\chi («Χ»), otras cinco como {\displaystyle \psi }\psi («Ψ»), y las dos restantes como «ruedas motoras». Las ruedas {\displaystyle \chi }\chi rotaban regularmente con cada letra que se cifraba, mientras que las ruedas {\displaystyle \psi }\psi rotaban irregularmente, controladas por las ruedas motoras.

En agosto de 1941, un error de los operadores alemanes provocó la transmisión de dos versiones del mismo mensaje con idénticas configuraciones de máquina. Estos fueron interceptados y descrifrados por Bletchley Park. Primero, John Tiltman, un criptoanalista de GC&CS muy talentoso, derivó un flujo de claves de casi 4000 caracteres. Luego, Bill Tutte, un miembro recién llegado de la Sección de Investigación, usó este flujo de claves para elaborar la estructura lógica de la máquina de Lorenz. Dedujo que la máquina tenía doce ruedas que constaban de dos grupos de cinco, a los que llamó ruedas χ (chi) y ψ (psi), y a las dos restantes las llamó ruedas μ (mu) o "motor". Las ruedas chi picaban regularmente con cada letra que estaba encriptada, mientras que las ruedas psi picaban irregularmente, bajo el control de las ruedas del motor. Utilizaban una técnica de cifrado de Vernam en los caracteres del mensaje en el código telegráfico estándar ITA2 de 5 bits. Lo hizo combinando los caracteres de texto sin formato con un flujo de caracteres clave utilizando la función booleana XOR para producir el texto cifrado.

Con una secuencia de claves suficientemente aleatoria, un cifrado de Vernam elimina la propiedad del lenguaje natural de un mensaje de texto de tener una distribución de frecuencia desigual de los diferentes caracteres, para producir una distribución uniforme en el texto cifrado. La máquina Tunny lo hizo bien. Sin embargo, los criptoanalistas descubrieron que al examinar la distribución de frecuencia de los cambios de carácter a carácter en el texto cifrado, en lugar de los caracteres simples, había una desviación de la uniformidad que proporcionaba una oportunidad de descrifrado. Esto se logró mediante la "diferenciación" en la que cada bit o carácter se XOR-ed con su sucesor. Después de que Alemania se rindió, las fuerzas aliadas capturaron una máquina Tunny y descubrieron que era la máquina de cifrado en línea electromecánica Lorenz SZ (Schlüsselzusatzgerät, accesorio de cifrado).

Para poder leer los mensajes, se tuvieron que realizar dos tareas-
La primera era romper las ruedas (wheel breaking), que consistía en descubrir los patrones de leva para todas las ruedas. Estos patrones se configuraron en la máquina de Lorenz y después se usaban durante un periodo de tiempo establecido para un número de mensajes diferentes. Alan Turing inventó un método para romper ruedas que se conoció como Turingery. La técnica de Turing se desarrolló aún más en "Rectangling", para lo cual Colossus podía producir tablas para análisis manual. Colossus 2, 4, 6, 7 y 9 tenían un "artilugio" para ayudar en este proceso. El proceso de establecer las ruedas encontraba la posición inicial de las ruedas para un mensaje dado. Inicialmente Colossus se usó para ayudar a averiguar la posición inicial de las ruedas, después se demostró que la máquina podía ser adaptada también para el proceso de romper las ruedas.

La segunda tarea consistía en "ajustar" las ruedas (wheel setting), que determinaba las posiciones de inicio de las ruedas para un mensaje en particular, y solo podía intentarse una vez que se conocían los patrones de las levas. Para esta tarea se diseñó inicialmente Colossus. Para descubrir la posición inicial de las ruedas chi de un mensaje, Colossus comparó dos flujos de caracteres, contando las estadísticas de la evaluación de funciones booleanas programables. Los dos flujos fueron el texto cifrado, que se leyó a alta velocidad desde una cinta de papel, y el flujo de claves, que se generó internamente, en una simulación de la máquina alemana desconocida. Después de una sucesión de diferentes ejecuciones de Colossus para descubrir las configuraciones probables de la rueda chi, se verificaron examinando la distribución de frecuencia de los caracteres en el texto cifrado procesado. Colossus produjo estos recuentos de frecuencias.

Colossus era operado en Newmanry, la sección de Bletchley Park responsable de los métodos mecánicos contra la máquina de Lorenz, liderada por el matemático Max Newman.

Colossus se desarrolló debido a un proyecto anterior que produjo una máquina comparadora opto-mecánica llamada «Heath Robinson». El mayor problema de la máquina Robinson era la sincronización de dos cintas perforadas, una perforada con el mensaje cifrado y la otra representando los patrones producidos por las ruedas de la máquina de Lorenz, pero cuando se tenía que leer a una velocidad de más de 1000 caracteres por segundo, resultaba en una infinidad de cálculos. Colossus solucionó el problema reproduciendo electrónicamente una de las cintas. La otra cinta se podía introducir en Colossus a mayor velocidad y podía ser contada con mucha mayor fiabilidad.

Aparentemente se destruyeron ocho de las 10 máquinas Colossus de Bletchley Park en 1946, por orden directa de Winston Churchill. Una sobrevivió hasta los años 1950, y la última fue desmantelada en 1960 cuando todos los diagramas de sus circuitos y sus planos fueron quemados. Se sabe que varios científicos norteamericanos vieron funcionar a Colossus en visitas secretas a Bletchley Park después de la guerra, pero el gobierno británico vetó toda la información sobre la máquina durante 30 años.

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Re: Colossus, la máquina que acortó la Segunda Guerra Mundial

Mensaje por Kurt_Steiner » Sab Dic 19, 2020 5:43 pm

Colossus fue desarrollado para el "Newmanry",la sección encabezada por el matemático Max Newman que fue responsable del descifrado de las máquinas Lorenz SZ40/42. Un equipo liderado por Tommy Flowers dedicó diez meses (desde principios de febrero hasta principios de diciembre de 1943) diseñando y construyendo la computadora Colossus en la Post Office Research Station, Dollis Hill, al noroeste de Londres. Después de una prueba el 8 de diciembre de 1943, la máquina fue desmontada y enviada al norte de Bletchley Park. Después fue montada en el bloque F durante las navidades de 1943. La Mk 1 tuvo éxito en su primera prueba con un mensaje real cifrado en enero de 1944, a lo que siguió la construcción de nueve máquinas Colossus Mk 2, la primera de ellas entregada en junio de 1944 mientras que la Mk I original fue convertida a Mk 2. La máquina Colossus número once se terminó justo al final de la guerra.

La máquina Colossus Mk I tenía 1500 válvulas electrónicas. La Colossus Mk 2, con 2400 válvulas, era cinco veces más rápida y más fácil de operar que la Mk I: ambas características aumentaron considerablemente el proceso de decodificación. La Mk 2 se diseñaba mientras la Mk I era construida. En comparación, otras computadoras como la ENIAC, de 1946, usaba 17 468 válvulas y la Manchester Mark I, de 1949, usó alrededor de 4 200. Colossus contaba con la segunda cinta diseñada para la máquina Robinson, que generaba los patrones electrónicamente y procesaba 5000 caracteres por segundo con la cinta de papel circulando a 12 metros por segundo. Los circuitos eran sincronizados por una señal de reloj, generada por las perforaciones de la cinta. La velocidad de cálculo estaba limitada por los mecanismos del lector de la cinta. El diseñador Tommy Flowers testeó el lector de cinta hasta los 9700 caracteres por segundo antes de que la cinta se desintegrase. Él configuró 5000 caracteres por segundo como la velocidad más deseable para un funcionamiento óptimo. Algunas veces, dos o más Colossus probaron diferentes combinaciones de trabajo simultáneo, lo que ahora se denomina computación paralela, aumentando notablemente el proceso de decodificación.

Colossus incorporó por primera vez el uso de registros lineales y arrays sistólicos, permitiendo realizar cinco tests simultáneos e implicando más de 100 cálculos booleanos, en cada uno de los cinco canales de la cinta perforada (no obstante, en funcionamiento normal, solo uno o dos canales eran examinados en cada ejecución). Inicialmente Colossus se usaba solamente para determinar las posiciones iniciales de las ruedas para un mensaje concreto (denominado posición de rueda). La Mk 2 incluía mecanismos para ayudar a determinar los patrones de los dientes de las ruedas (rotura de rueda). Ambos modelos eran programables usando interruptores y paneles acoplados que la máquina Robinson no tenía.

El personal de Newmanry estaba compuesto por criptoanalistas, operadores del Servicio Real Naval de Mujeres (WRNS), conocido como "Wrens", e ingenieros que estaban permanentemente disponibles para el mantenimiento y la reparación. Al final de la guerra, la dotación de personal era de 272 Wrens y 27 hombres.

El primer trabajo al operar Colossus para un nuevo mensaje fue preparar el bucle de cinta de papel. Esto fue realizado por las Wrens, que unieron los dos extremos con pegamento Bostik, asegurándose de que hubiera una longitud de 150 caracteres de cinta en blanco entre el final y el comienzo del mensaje. Usando un punzón de mano especial, insertaron un orificio de inicio entre el tercer y cuarto canales a 2 1⁄2 orificios de la rueda dentada desde el extremo de la sección en blanco, y un orificio de parada entre el cuarto y quinto canales a 1 1⁄2 orificios de la rueda dentada del final de los caracteres del mensaje. Estos fueron leídos por fotocélulas especialmente posicionadas e indicaron cuándo el mensaje estaba a punto de comenzar y cuándo terminaba. El operador luego pasaría la cinta de papel a través de la puerta y alrededor de las poleas y ajustaría la tensión. El diseño del armazón había sido realizado por Heath Robinson para que se pudiera cargar una cinta mientras se ejecutaba la anterior. Un interruptor en el panel de selección especificaba la cinta "cercana" o "lejana".

Después de realizar varias tareas de puesta a cero, las operadoras Wren, bajo las instrucciones del criptoanalista, operarían los interruptores de década "set total" y los interruptores del panel K2 para configurar el algoritmo deseado. A continuación, pondrían en marcha el motor y la lámpara de la cinta del armazón y, cuando la cinta estuviera al día, accionarían el interruptor principal de arranque.

Colossus fue la primera de las máquinas digitales en incorporar una limitada programabilidad. No obstante no era una computadora de propósito general, no siendo turing completa, aunque las Colossus se basaban en la definición de Alan Turing y este trabajó en Bletchley Park, donde las Colossus fueron operadas. En aquella época no era tan importante que las máquinas fuesen Turing-completas, sino que sirvivieran para tareas criptográficas-

Uno de los errores más comunes de la literatura derivada es la creencia de que Colossus fue utilizada contra Enigma. De hecho, hay muchas historias sorprendentes sobre Colossus en los libros de historia. Georges Ifrah, un autor e historiador francés de las matemáticas, llegó incluso a decir que Colossus producía texto sin cifrar en inglés del texto cifrado en alemán.

También se identifica a Turing como la figura clave del diseño de la máquina. Sobre él, el historiador de la informática J.A.N. Lee dijo que "la influencia de Turing en el desarrollo de Colossus es reconocida", y en un artículo sobre Flowers, Lee se refirió a Colossus como "la máquina cripto-analítica diseñada por Alan Turing y otros". Incluso en un libro a la venta en el Museo de Bletchley Park se explica que en los laboratorios de Bletchley Park "Turing trabajó...en lo que hoy en día conocemos como búsqueda informática", hecho que llevó al "primer ordenador programable y electrónico del mundo, el Colossus ".​

El informe general de 1945 sobre Tunny deja las cosas claras: "el Colossus fue idea completamente del Sr. Flowers ". En 1943 la electrónica había sido la pasión de Flowers durante más de una década y no necesitó ninguna ayuda de Turing. Además, este último estaba en Estados Unidos durante el período crítico de los inicios de 1943 cuando Flowers propuso su idea a Newman y elaboró ​​el diseño del Colossus en papel. Flowers enfatizó en una entrevista que Turing "no hizo ninguna contribución" en el diseño del Colossus. Dijo: "Yo inventé el Colossus. Nadie más estaba capacitado para hacerlo".

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Re: Colossus, la máquina que acortó la Segunda Guerra Mundial

Mensaje por Kurt_Steiner » Sab Dic 19, 2020 5:50 pm

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Una computadora Colossus Mark II siendo operada por las wrens Dorothy Du Boisson (izquierda) and Elsie Booker (derecha) en 1943. El panel inclinado de la izquierda se usaba para establecer el número de patrones de pines de Lorenz. La cinta transportadora de papel está en la derecha.

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Una máquina de cifrado Lorenz SZ42 con sus cubiertas retiradas en el Museo Nacional de Computación en Bletchley Park

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Colossus 10 en el Bloque H en Bletchley Park durante la guerra.

Fuente de las imágenes: https://en.wikipedia.org/wiki/Colossus_computer
Fuentes del texto: http://www.elcajondegrisom.com/2011/05/ ... cifro.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Colossus_computer
https://es.wikipedia.org/wiki/Colossus

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Re: Colossus, la máquina que acortó la Segunda Guerra Mundial

Mensaje por motorsalva » Lun Dic 21, 2020 8:07 pm

Gran aporte Kurt!
Aunque he de admitir que con mis nulos conocimientos de electrónica poco he podido "pillar" entre tanto término técnico y especializado, pero por lo menos me puedo hacer una idea de la importancia de este aparato.

Leyendo toda esta historia me viene a la cabeza una pregunta. Teniendo en cuenta el título de este asunto, ¿hasta qué punto podriamos decir que Colossus acortó la Segunda Guerra Mundial? Lo pregunto porque en el conflicto que nos ocupa hubo tantas cosas que tubieron un gran impacto que hay veces que se magnifican unas y se infravaloran otras.
"Ese cabrón de Halsey -escupió- nos ha dejado con el culo al aire". Clifton Sprague, comandante de Taffy 3 en la batalla del Golfo de Leyte

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