Increíblemente rl simple simple que hace colapsar las computadoras
El martes 4 de junio de 1996 se recordará por siempre como un día oscuro para la Agencia Espacial Europea (AEA).
El primer vuelo no tripulado del cohete Ariane 5, cargado con cuatro costosos satélites científicos, se convirtió en una bola de fuego y humo 39 segundos después de empezar.
Se estima que la explosión significó una pérdida de US$370 millones.
¿Qué pasó? No hubo falla mecánica ni acto de sabotaje. No: el lanzamiento terminó en desastre gracias a un simple error de software. Una computadora superada por la matemática: esencialmente, porque se vio abrumada por un número más grande de lo que se esperaba.
¿Cómo es posible que una computadora quedara aturdida por números? Pues resulta que tales errores son responsables de una serie de desastres y percances en años recientes, que han terminado en la destrucción de cohetes, el extravío de naves espaciales y el lanzamiento de misiles fuera de objetivo.
¿Qué los provoca y cómo ocurren?
Imagínate que tratas de representar el valor de, digamos, 105.350 kilómetros en un odómetro con un valor máximo de 99.999.
El contador volverá al valor de 00.000 y contará a partir de ahí hasta 5.349, el saldo restante.
Esta es la misma especie de inexactitud que condenó al fracaso el lanzamiento del Ariane en 1996. Más técnicamente, se le llama "desbordamiento de entero" (integer overflow, en inglés). Significa que los números son demasiado grandes para el sistema de almacenamiento, lo que puede ocasionar el mal funcionamiento.
Lanzamiento fallido
La investigación del incidente del Ariane encontró que un proceso que había quedado en el software de una generación anterior de cohetes, el Ariane 4, había capturado una lectura inesperadamente alta de la velocidad lateral del nuevo y más rápido vehículo.
El software del Ariane 5 no pudo manejar esa cifra. Una secuencia de autodestrucción se inició. Un par de segundos después, el cohete era historia.
Esta clase de problemas surge con una frecuencia sorprendente. Se sospecha que la razón por la cual la Nasa perdió contacto con la sonda espacial Deep Impact en 2013 fue que llegó a un límite de enteros.
Hace poco se informó que el Boing 787 puede estar afectado por un problema similar.
La unidad de control que maneja la distribución de energía a los motores de la nave entran en modo de respaldo automáticamente y apagan los motores si se la deja encendida por más de 248 días.
Hipotéticamente, los motores podrían apagarse de repente incluso en mitad de un vuelo. Aunque se han dado a conocer muy pocos detalles la Autoridad Federal de Aviación (FAA, por sus siglas en inglés) y Boeing declinaron la oportunidad de dar su opinión para este artículo, algunos observadores aficionados han destacado que 248 días (contados en centésimas de segundos) equivalen al número 2.147.483.647, lo cual es muy significativo.
¿Y por qué? Sucede que 2.147.483.647 es el valor positivo máximo que puede almacenarse en un procesador de 32 bits, comúnmente instalado en muchos sistemas de computación.
Límite intrigante
Los números son infinitos, así que ¿por qué escoger un almacenamiento tan limitado?
La respuesta es que, tradicionalmente, las computadoras han exigido eficiencia para todo. El espacio que se usaba para almacenar información solía ser mucho más costoso de lo que es ahora y procesar valores más grandes tomaba más tiempo.
Si te mantenías dentro de ciertos límites, el software funcionaba mejor. Los sistemas de dirección de un cohete hacen muchas cuentas críticas muy rápido, así que cualquier número de sobra realmente importa.
El problema con eso es que, como demostró el Ariane 5, tales limitaciones no siempre son percibidas como problemáticas de antemano.
"Tenemos que reconocer que con el software siempre manejamos una realidad aproximada", explica Bill Scherlis, un experto de la Carnegie Mellon University.
"Siempre hay una negociación entre el costo de lograr una representación más exacta y el beneficio de la eficiencia".
El matemático Douglas Arnold, de la Universidad de Minnesota, incluye el incidente del Ariane 5 en una página web titulada "Algunos desastres atribuibles a mala computación numérica".
Arnold también resalta un caso de 1991 en el que un misil Patriot falló en su intento de interceptar un ataque de misiles Scud iraquíes contra unas barracas del ejército estadounidense durante la Guerra del Golfo.
Sobre El Bloguero
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