Cap. 5 - Il calcolatore elettronico

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A. Di Micco – Informatica Musicale. Guida teorico – pratica.
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IL CALCOLATORE ELETTRONICO.
INTRODUZIONE STORICA
L’informatica, sia dal punto di vista dell’hardware che del software,
fonda le proprie radici e l’evoluzione tecnologica su scoperte matematiche e
sull’automazione degli strumenti per il calcolo. Infatti, quando le dita non
furono più sufficienti per aiutarsi nei conti, l’uomo iniziò a costruire e
sperimentare strumenti che potessero supportarlo nelle attività di calcolo.
La parola calcolo deriva dal latino calculus che significa pietra, ovvero i
“sassolini”31 che, ad esempio, i pastori usavano per conteggiare gli animali
al pascolo. Uno dei primi strumenti utilizzato dai Babilonesi fu una tavoletta
di legno o argilla che veniva ricoperta da uno strato di sabbia e su di essa si
scrivevano i primi rudimenti di calcolo con l’ausilio di una punta32. La
tavoletta babilonese è lo strumento antenato dell’abaco che solo più tardi
prenderà la forma del pallottoliere. Se ne trovano testimonianze già tra il
1000 a.C. e il 500 a.C. in Mesopotamia e in Cina.
Con il trascorrere dei secoli, e soprattutto dopo il 1600, tali strumenti si
sono sempre più affinati dando corso a sorprendenti sviluppi. Probabilmente
già Leonardo da Vinci provò a creare una macchina calcolatrice, ma questa
rimane solo un’ipotesi, poiché il ritrovamento dei disegni del 1500 del
cosiddetto Codice di Madrid, che raffigurano il progetto di Leonardo e una
riproduzione degli anni Sessanta a cura del dott. Roberto Guatelli
(impiegato dalla IBM per ricostruire modelli funzionanti delle macchine di
L. da Vinci) non confermano la remota possibilità della reale funzionalità
del congegno33.
La prima apparizione della parola computer34 risale al 1613, usata per
riferirsi a persone che eseguivano calcoli, mantenendo tale significato fino
31
Cfr. Millan Gasca A.M., All’inizio fu lo scriba. Piccola storia della matematica come
strumento di conoscenza, Milano, Mimesis, 2004, p. 8.
32
Cfr. Bozzo M., La grande storia del computer: dall’abaco all’intelligenza artificiale, Bari,
Ed. Dedalo, 1996, pp. 11-12.
33
Cfr. Morelli M., Dalle calcolatrici ai computer degli anni Cinquanta. I protagonisti e le
macchine della storia dell’informatica, Milano, FrancoAngeli, 2001, pp. 21-22.
34
Cfr. Oxford English Dictionary (2 ed.), Oxford University Press, 1989, voce: COMPUTER.
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Capitolo 5 – Il calcolatore elettronico. Introduzione storica.
alla metà del XX secolo, ma già dalla fine del XIX secolo la parola
cominciò ad identificarsi con le macchine che effettuano calcoli.
Nei primi decenni del Seicento è possibile rintracciare una delle prime
tappe fondamentali del processo evolutivo del calcolo matematico con i
logaritmi di Nepero ed il suo metodo rabdologico35 che prevedeva l’uso di
una serie di dieci (o anche più) bastoncini d’avorio, per questo
soprannominati “ossa”. Essi permettevano di eseguire moltiplicazioni e
divisioni attraverso somme e differenze, metodo che ha ispirato le
calcolatrici elettroniche in uso oggi.
Per saperne di più…
Giovanni Nepero36 (1550 – 1617) è il nome latinizzato del Barone John Napier,
matematico, astronomo e fisico scozzese, celebre, oltre che per i bastoncini che
portano il suo nome, per l’introduzione del logaritmo naturale, e per aver sostenuto
l’uso delle frazioni decimali e del punto come separatore decimale.
Nel 1623 l’astronomo e matematico inglese Edmund Gunter inventò un
sistema per eseguire calcoli matematici come moltiplicazioni, divisioni,
esponenziali, estrazioni di radice e altro, attraverso la somma o la differenza
su scale logaritmiche e mediante l’uso del compasso.
Edmund Gunter37 (1581 – 1626), matematico inglese, di origine gallese, educato alla
Westminster School, nel 1599 entrò nella Christ Church di Oxford. Nel 1619 Gunter
fu nominato professore di astronomia al Gresham College di Londra, posto che
tenne fino alla morte. Nel 1624 pubblicò una raccolta delle sue opere matematiche
intitolata The description and use of sector, the cross-staffe, and other instruments
for such as are studious of mathematical practise.
35
Cfr. Napier J., Rabdologiae, seu numerationis per virgulas libri duo, Edimburgo, 1617.
Cfr. Hume Brown P., John Napier of Merchiston, in Knott C.G. (a cura di), Napier
tercentenary memorial volume, Londra, Longmans, 1915, pp. 33-51.
37
Cfr. Hopp P.M., Slide Rules: Their History, Models and Makers, New Jersey, Astragal Press,
1999.
36
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Nove anni più tardi, William Oughtred38 traccia due scale di Gunter su
cerchi concentrici realizzando il primo regolo circolare. Il famoso sistema,
che passerà alla storia con il nome di Regolo calcolatore, si è tramandato e
raffinato fino all’introduzione e l’uso di massa della calcolatrice elettronica
(1960).
Il Regolo calcolatore39, generalmente chiamato Gunter dai marinai, è una grande
tavola piatta con su incise varie scale. Da un lato sono poste le misure naturali e
dall’altro le corrispondenti logaritmiche. Per mezzo di questo strumento, usato in
navigazione come in trigonometria, si risolvevano calcoli con l’aiuto del compasso.
Fu in uso fino al 1970.
Uno dei passaggi fondamentali per l’evoluzione del calcolo avviene per
merito del matematico e filosofo francese Blaise Pascal, inventore della
celebre Pascaline (1642), che ha avuto il primato come invenzione nel suo
genere fino al 1957 quando, il ritrovamento di due lettere del 1623 e del
1624 di Wilhelm Schickard40 indirizzate a Keplero, restituiscono il vero
primato dell’invenzione alla Calculating Clock, la macchina calcolatrice di
Schickard, oggi considerato l’inventore della prima vera e propria macchina
calcolatrice41. Della macchina del 1623, però, non esiste l’originale, poiché
andò distrutta in un incendio prima ancora di essere completata, ma ne
esiste una ricostruzione fedele al progetto, descritto nelle lettere a Klepero,
realizzata nel 1960 dal Barone Bruno von Freytag Löringhoff, professore di
matematica dell’Università di Tubinga in Germania, con la collaborazione
tecnica di Erwin Epple. Tale congegno superava persino i problemi legati al
38
Cfr. Stedall J.A., “Ariadne’s Thread: The Life and Times of Oughtred’s Clavis”, in Annals of
Science, Vol. 57, n. 1, Gennaio 2000, pp. 27–60. William Oughtred (1574 - 1660), matematico
inglese, ammesso agli ordini sacri, fu parroco fino alla morte.
39
Cfr. Giovine V., Descrizione e impiego dei regoli calcolatori, Genova, Neotecnica, 1963.
40
Cfr. Freytag Löringhoff B., “Wilhelm Schickard und seine Rechenmaschine von 1623,
Tübinger, 1987”, in Zum 400. Geburtstag von Wilhelm Schickard. Zweites Tubinger SchickardSymposion, n. 25, bis 27, Giugno 1992, Thorbecke, Edizioni Seck F., 1995, pp. 287-296.
Wilhelm Schickard (1592 – 1635) scienziato tedesco, ministro luterano, operò nella Chiesa
fino al 1619, quando fu nominato professore di ebraico e poi di astronomia (1631)
all’università di Tubinga.
41
Cfr. Morelli M., op. cit., p. 29.
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riporto e fu proprio questa soluzione innovativa a caratterizzare la
macchina42.
Anche se Schickard aveva progettato la sua macchina vent’anni prima,
Pascal è ancora l’inventore ufficiale della prima calcolatrice meccanica,
poiché, per poter certificare un’invenzione è necessario produrre un
prototipo funzionante controllato da un gruppo di testimoni esperti
indipendenti43.
Blaise Pascale44 (1623 – 1662) fu matematico, fisico, inventore, scrittore e filosofo
francese. Bambino prodigio, studiò con suo padre, un esattore delle tasse a Rouen.
Contribuì alla creazione di due grandi nuove aree di ricerca, infatti, all’età di sedici
anni, scrisse un importante trattato sulla geometria proiettiva, e più tardi, dopo
intense attività di corrispondenza con Pierre de Fermat, sulla teoria della probabilità,
influenzando fortemente lo sviluppo della moderna economia e delle scienze sociali.
Nel 1642, ancora adolescente, Pascal avviò un lavoro pionieristico su macchine
calcolatrici, e dopo tre anni di sforzi e circa cinquanta prototipi inventò la
calcolatrice meccanica. Ne costruì una ventina nei dieci anni successivi. Nel 1646 si
convertì al cattolicesimo e nel 1662 morì, a soli trentanove anni, per problemi di
salute.
La Pascaline era una calcolatrice meccanica in grado di eseguire
addizioni e sottrazioni, e nel 1649 il Re Sole, Luigi XIV, garantì a Pascal
l’esclusiva di unico produttore e commercializzatore di tale invenzione con
il documento Priyilege pour la machine d’arithmetique de Pascal 45:
Louis, par la grâce de Dieu, roy de France et de Navarre, à nos amez
et feaux Conrs les gens tenans nos Cours de Parlement, Mes des Requestes
Ordinaires de nostre hostel, Baillifs, Senechaux, Prevots, leurs Lieu tens et
tous autres nos justiciers et officiers qu’il appartiendra, salut. Notre cher et
bien aimé le Sr Pascal nous a fait remontrer qu’à l'invitation du Sr Pascal, son
père, nostre Consr en nos conseils, et président en notre Cour des Aydes
d’Auvergne, il auroit eu, dès ses plus jeunes années, une inclination
particulière aux sciences Mathématiques, dans lesquelles par ses études et ses
42
Ivi, p.30.
Cfr. Marguin J., Histoire des instruments et machines à calculer, trois siècles de mécanique
pensante 1642-1942, Parigi, Hermann, 1994.
44
Cfr. Bausola A., Introduzione a Pascal, Bari, Laterza, 1996.
45
Atto redatto da Luigi XIV nel 1649. Cfr. Durant W. & A., “The Age of Louis XIV”, in The
Story of Civilization, Vol.8, Ne York, Simon & Schuster, 1963, p.58.
43
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observations, il a inventé plusieurs choses, et particulièrement une machine,
par le moyen de laquelle on peut faire toutes sortes de supputations,
Additions, Soustractions, Multiplications, Divisions, et toutes les autres
Règles d’Arithmétique, tant en nombre entier que rompu, sans se servir de
plume ni jettons, par une méthode beaucoup plus simple, plus facile à
apprendre, plus prompte à l’exécution, et moins pénible à l’esprit que toutes
les autres façons de calculer, qui ont été en usage jusqu’à présent ; et qui
outre ces avantages, a encore celuy d’estre hors de tout danger d’erreur, qui
est la condition la plus importante de toutes dans les calculs. De laquelle
machine il avoit fait plus de cinquante modèles, tous differens, les uns
composez de verges ou lamines droites, d’autres de courbes, d’autres avec
des chaisnes les uns avec des rouages concentriques, d’autres avec des
excentriques, les uns mouvans en ligne droite, d’autres circulairement, les
uns en cones, les autres en cylindres, et d’autres tous différens de ceux-là,
soit pour la matière, soit pour la figure, soit pour le mouvement : de toutes
lesquelles manières différentes l’invention principale et le mouvement
essentiel consistent en ce que chaque rouë ou verge d'un ordre faisant un
mouvement de dix figures arithmétiques, fait mouvoir sa prochaine d’une
figure seulement. Après tous lesquels essais auxquels il a employé beaucoup
de temps et de frais, il seroit enfin arrivé à la construction d’un modèle
achevé qui a été reconnu infaillible par les plus doctes mathématiciens de ce
temps, qui l’ont universellement honoré de leur approbation et estimé très
utile au public. Mais, d’autant que ledit instrument peut estre aisément
contrefait par des ouvriers, et qu’il est néanmoins impossible qu’ils
parviennent à l’exécuter dans la justesse et perfection nécessaires pour s'en
servir utilement, s’ils n’y sont conduits expressement par ledit Sr Pascal, ou
par une personne qui ait une entière intelligence de l’artifice de son
mouvement, il seroit à craindre que, s’il étoit permis à toute sorte de
personnes de tenter d’en construire de semblables, les défauts qui s’y
rencontreroient infailliblement par la faute des ouvriers, ne rendissent cette
invention aussi inutile qu’elle doit estre profitable estant bien exécutée. C’est
pourquoi il désireroit qu’il nous plût faire défenses à tous artisans et autres
personnes, de faire ou faire faire ledit instrument sans son consentement,
nous suppliant, à cette fin, de lui accorder nos lettres sur ce nécessaires. Et
parce que ledit instrument est maiintenant a un prix excessif qui le rend par sa
cherté, comme inutile au public, et qu’il espère le réduire à moindre prix et
tel qu’il puisse avoir cours, ce qu’il prétend faire pour l’invention d’un
mouvement plus simple et qui opère neanmoins le même effet, à la recherche
duquel il travaille continuellement, et en y stylant peu a peu les ouvriers
encore peu habituez, lesquelles choses dépendent d’un temps qui ne peut
estre limité ; A ces causes, desirant gratifier et favorablement traitter ledit Sr
Pascal fils, en considération de sa capacité en plusieurs sciences, et surtout
aux Mathématiques, et pour l’exciter d’en communiquer de plus en plus les
fruits à nos sujets, et ayant égard au notable soulagement que cette machine
doit apporter à ceux qui ont de grands calculs à faire, et à raison de
l’excellence de cette invention, nous avons permis et permettons par ces
présentes signées de notre main, au dit Sr Pascal fils, et à ceux qui auront
droit de luy, dès à présent et à tousjours, de faire construire ou fabriquer par
tels ouvriers, de telle manière et en telle forme qu’il avisera bon estre, en tous
les lieux de notre obéissance, ledit instrument par luy inventé, pour compter,
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calculer, faire toutes Additions, Soustractions, Multiplications, Divisions et
autres Règles d'Arithmétique, sans plume ni jettons ; et faisons très expresses
défenses à toutes personnes, artisans et autres, de quelque qualité et condition
qu’ils soient, d’en faire, ni faire faire, vendre, ni débiter dans aucun lieu de
nostre obeissance, sans le consentement dudit Sr Pascal fils, ou de ceux qui
auront droit de luy, sous pretexte d'augmentation, changement de matière,
forme ou figure, ou diverses manières de s’en servir, soit qu’ils fussent
composez de rouës excentriques, ou concentriques, ou parallèles, de verges
ou bastons et autres choses, ou que les roues se meuvent seulement d’une part
ou de toutes deux, ny pour quelque deguisement que se puisse estre ; mesme
à tous étrangers, tant marchands que d’autres professions, d’en exposer ni
vendre en ce Royaume, quoiqu’ils eussent esté faits hors d’icelluy : le tout à
peine de trois mille livres d’amende, payables sans deport par chacun des
contrevenans et applicables un tiers à nous, un tiers à l’Hostel-Dieu de Paris,
et l’autre tiers audit Sr Pascal, ou à ceux qui auront son droit ; de confiscation
des Instruments contre faits, et de tous depens, dommages et interests.
Enjoignons à cet effet à tous ouvriers qui construiront ou fabriqueront lesdits
instrumens en vertu des présentes d’y faire apposer par ledit Sr Pascal, ou par
ceux qui auront son droit, telle contremarque qu’ils auront choisie, pour
témoignage qu’ils auront visité lesdits instruments, et qu'ils les auront
reconnus sans defaut. Voulons que tous ceux ou ces formalitez ne seront pas
gardées, soient confisquez, et que ceux qui les auront faits ou qui en seront
trouvés saisis soient sujests aux peines et amendes susdites : à quoy ils seront
contraints en vertu des présentes ou de copies d’icelles duement collationnées
par l’un de nos amez et feaux Consrs Secretaires, auxquelles foy sera ajoutée
comme à l’original : du contenu duquel nous vous mandons que vous le
fassiez jouir et user pleinement et paisiblement, et ceux auxquels il pourra
transporter son droit, sans souffrir qu’il leur soit donné aucun empeschement.
Mandons au premier nostre huissier ou sergent sur ce requis, de faire, pour
l’exécution des présentes, tous les exploits nécessaires, sans demander autre
permission. Car tel est nostre plaisir : nonobstant tous Edits, Ordonnances,
Declarations, Arrests, Reglemens, Privilèges et Confirmations d’iceux,
Clameur de haro, Charte normande et autres lettres à ce contraires, auxquelles
et aux dérogatoires des dérogatoires y contenues, nous derogeons par ces
présentes : Données à Compiègne, le vingt-deuxiesme jour de May, l’an de
grace mil six cent quarante-neuf, et de notre règne le septiesme.
Louis.
La Reine Régente, sa mere, présente.
Par le roy : Phelipeaux, gratis46.
Per il calcolo della moltiplicazione e della divisione si deve attendere
l’opera di Leibniz, famoso, oltre che per l’opera filosofica, per le ricerche
matematiche ed in particolare per lo studio aritmetico del sistema binario.
46
Lafuma L., Opuscules et lettres de Blaise Pascal (choix), Parigi, Aubier, 1955, p. 43. Inoltre
cfr. Bausola A., Introduzione a Pascal, Laterza, 1997. Attali J., Blaise Pascal ou le genie
francais, Parigi, LGF, 2002.
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Gottfried Wilhelm von Leibniz47 (1646-1716), nacque a Lipsia e si laureò, ventenne,
in giurisprudenza a Norimberga. Si dedicò alle scienze e alla filosofia, frequentò le
maggiori sedi universitarie europee e fu direttore dell’Accademia Prussiana delle
Scienze.
Il filosofo tedesco nel 1658 sosteneva che era indegno dell’eccellenza
dell’uomo sprecare ore a fare i calcoli48, cosa che invece poteva essere
delegata ad altri con l’uso di una macchina. A sostegno della sua idea, e
dopo aver saputo della macchina di Pascal, iniziò a progettare un congegno
per il calcolo delle quattro operazioni fondamentali, affidando la
realizzazione della macchina ad un mastro orologiaio, un artigiano di Parigi,
un certo Olivier. Il progetto fu avviato nel 1672 e completato nel 1673 ma,
un primo esemplare fu costruito solo nel 1694, circa venti anni dopo, a
causa delle difficoltà che a quei tempi si incontravano nel produrre pezzi
con un alto grado di precisione49. La macchina di Leibniz apportò delle
novità assolute che cambieranno la storia dell’automazione del calcolo. Il
contatore a gradini, questo il nome della macchina di Leibniz, sviluppava
moltiplicazioni e divisioni attraverso serie di addizioni e sottrazioni con
l’ausilio di un tamburo a gradini, un ingranaggio a cilindro che presentava,
parallelamente all’asse del cilindro stesso, nove denti disposti in ordine
crescente di lunghezza. Tale dispositivo sarà alla base dell’evoluzione della
future macchine calcolatrici50.
Nel 168351, dopo i suoi studi e le riflessioni sui vantaggi dei calcoli nel
sistema binario, Leibniz concepì un dispositivo che eseguiva moltiplicazioni
con la numerazione binaria, con la presenza anche di un convertitore nel
sistema decimale. Tale congegno era in grado di eseguire moltiplicazioni
fino a dodoci cifre con risultati che potevano arrivare a sedici cifre.
Purtroppo a causa del malfunzionamento della macchina, non riuscì a
dimostrarne l’importanza. Le teorie e le invenzioni di Leibniz non ebbero
47
Cfr. Mathieu V., Introduzione a Leibniz, Bari, Laterza, 2008.
Bozzo M., op. cit., p. 27.
49
Cfr. Morelli M., op. cit., p. 39.
50
Ivi, pp. 39-40.
51
Cfr. Giannarelli A. (a cura di), Il film documentario nell’era digitale, Roma, Diesse, 2007, p.
13.
48
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molto successo ma furono in seguito riscoperte da George Boole52 nel 1847
che sviluppò il sistema binario e concepì gli operatori logici che
prenderanno il suo nome (operatori dell’algebra booleana53).
Nel 1727 Jacob Leupold, integrando alcuni principi fondamentali del
lavoro di Pascal e di Leibniz, assemblò una macchina circolare basata sul
principio delle Pascaline, e prendendo spunto dalla macchina di Leibniz,
inserì rotelle ad ingranaggi retraibili.
La messa a punto del dispositivo meccanico di Leibniz, pur trattandosi
di un progetto diverso ma con stessi principi, fu compiuta dal francese
Thomas de Colmar con l’invenzione dell’aritmometro, strumento in grado
di eseguire le quattro operazioni con risultati fino a dodici cifre. Il nuovo
congegno aveva comunque dei limiti, infatti, non poteva essere
programmato per svolgere calcoli in successione e non conservava in
memoria risultati parziali per calcoli successivi.
Charles Xavier Thomas de Colmar54 (1785-1870), inventore e imprenditore
francese, noto soprattutto per la progettazione, il brevetto e la produzione del primo
calcolatore meccanico che riscosse un certo successo commerciale. Fu uomo di
prestigio anche in campo assicurativo. Dopo aver lavorato per l’amministrazione
francese, si arruolò nell’esercito della sua nazione nel 1809. Fu Ispettore di
approvvigionamento per tutto l’esercito francese e proprio durante quel periodo
concepì l’idea dell’aritmometro per avere un aiuto nella grande quantità di calcoli
che doveva eseguire. Nel 1819 tornò alla vita civile e circa due anni dopo fu
nominato Cavaliere della Legion d’Onore per la sua invenzione. Trascorsero circa
trent’anni tra il primo modello di aritmometro (introdotto nel 1820) e la sua
commercializzazione che avvenne solo nel 1852, poichè Thomas impiegava tutto il
suo tempo e le sue energia all’attività di assicuratore. Per la sua invenzione gli fu
assegnata la medaglia d’oro all’Esposizione di Parigi del 1855. Al momento della
sua morte, nel 1870, il suo impianto di produzione aveva costruito circa mille
aritmometri, la prima produzione di massa di calcolatrici meccaniche al mondo, e a
52
Cfr. Alberelli A., “Il pensiero logico di George Boole”, in Le Scienze - Scientific American,
n.146, Ottobre 1980, pag.22-30. Inoltre cfr. MacHale D., George Boole: His Life and Work,
Dublino, Boole Press, 1985. George Boole (1815 - 1864) è stato un matematico e filosofo
inglese, inventore della logica alla base del moderno computer digitale. Nonostante sia morto a
soli 49 anni, lasciando incompiuti molti suoi scritti, Boole è considerato, a posteriori, il
fondatore dell’informatica, vista l’importanza che hanno avuto l’algebra e la logica booleane
per lo sviluppo dei circuiti dei calcolatori.
53
Cfr. Boole G., The Mathematical Analysis of Logic, Cambridge (UK), Macmillan, 1847, trad.
it., Mugnai M., L’analisi matematica della logica, Torino, Bollati Boringhieri, 1993.
- 60 -
quel tempo, l’unico calcolatore meccanico affidabile da poter essere utilizzato in
luoghi ufficiali. La produzione di aritmometri andò avanti per altri 40 anni fino al
1914 circa.
Un progetto del 1709 di Giovanni Poleni, porta in avanti la ricerca e lo
sviluppo dei calcolatori.
Il ricercatore veneziano realizza un prototipo, perfettamente funzionante,
di una macchina calcolatrice55 in grado di eseguire le quattro operazioni con
numeri fino a tre cifre, presentandola nello stesso anno in Miscellanea56.
Così apriva il capitolo:
Avendo più volte inteso, sia dalla viva voce, sia dagli scritti degli
uomini eruditi che sono state realizzate dalla perspicacia e dalla cura
dell’illustrissimo Pascal e di Leibniz due macchine aritmetiche che servono
per la moltiplicazione, delle quali non conosco la descrizione del
meccanismo e non so se essa sia stata resa manifesta, ho desiderato: e di
indovinare col pensiero e la riflessione la loro costruzione, e di costruirne una
nuova che attuasse lo stesso scopo57.
Aveva quindi saputo dell’esistenza dei congegni di Pascal e di Leibniz e
ne costruì anche lui uno, anche se non conosceva tecnicamente le due
macchine.
Per un felice caso, ho concepito una macchina con l’uso della quale
anche un inesperto nell’arte del calcolo, purché conosca le cifre, possa
eseguire le singole operazioni aritmetiche. Pertanto mi sono preoccupato che
fosse realizzata in legno, come l’avevo progettata e ciò, sebbene in un primo
tempo costruita con scarsa precisione, ha dimostrato che la cosa era
conseguibile piuttosto che fatta. Pertanto l’ho ristudiata da capo, l’ho
costruita in legno più duro, con tutta la possibile attenzione ed il lavoro
intrapreso non è riuscito vano58.
54
Cfr. Morelli M., op. cit.,p.61.
Cfr. Poleni G., Miscellanea, Venezia,1709. Inoltre cfr. Verrua P., “Macchina Calcolatrice di
Giovanni Poleni”, Bollettino Accademia Italiana di Stenografia, n° speciale, anno VII, Aprile,
1931, pp. 69-76.
56
Poleni G., op. cit..
57
Ibidem
58
Ibidem
55
- 61 -
Purtroppo il congegno59 fu distrutto dallo stesso inventore quando venne
a conoscenza che un abile costruttore austriaco di orologi, di strumenti
scientifici e matematici, Anton Braun60, ne aveva realizzato una versione
più maneggevole, piccola e raffinata, basata sul medesimo principio ma
assolutamente perfezionata sia esteticamente, sia meccanicamente.
Il Marchese Giovanni Poleni61 (1683 – 1761) matematico, fisico e ingegnere
veneziano, fu docente presso importanti Università europee. Contemporaneo di
Newton e Leibniz, con i quali intrattenne intensi scambi epistolari e dai quali ottenne
riconoscimenti ed apprezzamenti. Newton, nel 1710, propose la nomina di Poleni a
membro della Royal Society e, su proposta di Leibniz, nel 1715, il Marchese
veneziano fu nominato membro dell’Accademia di Berlino.
La macchina aritmetica di Poleni è stata ricostruita nel 1959 in occasione del 250°
anniversario della pubblicazione di Miscellanea dopo un lavoro di ricerca storica
svolto presso il Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia di Milano con la
supervisione dell’ingegnere Franco Soresini.
Sempre sull’idea di Poleni, Frank Stephen Baldwin62 nel 1873 brevettò
una macchina in grado di moltiplicare, sommare, dividere e sottrarre, non
necessitando dell’operazione di reset e di conversioni tra i diversi processi.
La calcolatrice di Baldwin sostituì ai vari cilindri delle macchine di Leibitz
e di Thomas, un cilindro singolo, con un numero di denti variabili da uno a
nove.
59
Descritto e raffigurato nei primi due trattati a stampa sugli strumenti per il calcolo
meccanico: Leupold J., Theatrum Arithmetico-Geometricum,1727; Bischoff J., Versuch einer
Geschichte der Rechenmaschine, 1804.
60
Cfr. Georges I., The universal history of computing: from the abacus to the quantum
computer, New York, Wiley, 2001. Inoltre cfr. De Fouchy J.P.G., Elogio di Giovanni Poleni,
Marchese del Sacro Impero, 1762. Jean Pajil Grandjean de Fouchy fu uno dei primi biografi di
Poleni e nell’Elogio racconta che Anton Braun (1786-1728), meccanico della corte di Carlo VI,
nel 1727 donò al suo Imperatore una macchina calcolatrice basata su un principio simile a
quello adottato da Poleni.
61
Cfr. Soppelsa M. L., Giovanni Poleni idraulico, matematico, architetto, filologo (16831761), in Atti della Giornata di studi, Padova, 15 marzo 1986, Padova, Erredici, 1988.
62
Cfr. Russo T.A. – Schure C., “The calculating engines of Frank S Baldwin” in Encyclopædia
Britannica. A dictionary of arts and sciences, Rittenhouse, Vol. 11, pp. 93-96, 1997. Frank
Stephen Baldwin (1838 –1925) è nato a New Hartford, Connecticut, vissuto e morto a
Denville, New Jersey. Il 9 Aprile, 1925 il New York Times di lui scrive: “Frank S. Baldwin
Inventor, Dies at 86; Originator of the Calculating Machine, the Anemometer and Many Other
Devices”.
- 62 -
Nei primi anni del XIX secolo, l’imprenditore francese Joseph Jacquard
implementò nell’industria tessile la prima macchina che potesse eseguire
operazioni in base ad ordini precisi (programmi), ovvero un’automazione
basata su sistemi di controllo.
Joseph Marie Jacquard63 (1752 - 1834), inventore francese, è passato alla storia per
essere stato il primo a dare un’applicazione pratica alle schede perforate che
comandavano (attraverso il Telaio Jacquard) la tessitura di disegni e trame sui
tessuti, tecnica ancora oggi utilizzata nelle aziende che producono il tessuto
Jacquard. L’invenzione rese il lavoro più leggero e più veloce generando un vero
boom nell’industria tessile, tanto che, Napoleone I assegnò a Jacquard una pensione
onoraria per aver brevettato la macchina che ebbe da subito una vasta diffusione.
Incontrò però anche l’opposizione dei lavoratori del settore poiché il congegno
causò una conseguente perdita di posti di lavoro.
Il congegno, conosciuto come telaio di Jacquard64, nasceva dalla
precedente esperienza di Basile Bouchon.
Basile Bouchon fu inventore, nel 1725 di un sistema semiautomatico a banda
perforata per tessitura. Il sistema utilizzava un rotolo di carta perforato, letto da una
batteria di aghi a molla che però doveva essere assistita durante la traduzione dei
comandi65, perfezionata dal meccanico Jean Baptiste Falcon che, nel 1728, userà
schede perforate indipendenti in cartoncino66.
Successivamente l’industriale francese Jacques de Vaucanson67, anche
meccanico e studioso di automia, nel 1725 renderà automatico e autonomo
63
Cfr. Essinger J., Jacquard’s Web: How a Hand-Loom Led to the Birth of the Information
Age, Oxford, Oxford University Press, 2004.
64
In mostra nel Museo delle Arti e dei Mestieri di Parigi.
65
Cfr. Bozzo M., op. cit., p. 29.
66
Ibidem
67
Cfr. Doyon A. – Liaigre L., Jacques Vaucanson, mécanicien de génie, Parigi, PUF, 1966.
Jacques de Vaucanson era già famoso per aver costruito alcuni automi, tra i quali un piccolo
flautista completamente automatizzato dotato di labbra mobili, una lingua meccanica che
fungeva da valvola per il flusso dell’aria e dita mobili le cui punte in pelle aprivano e
chiudevano i registri del flauto.
- 63 -
il funzionamento del telaio68. Oggi qualcuno definirebbe i tre inventori
fannulloni69 poichè alleggerirono il loro lavoro introducendo la
programmazione automatica. Il principio si basava su schede perforate che
comandavano la trama del tessuto. La commercializzazione del dispositivo
fu ostacolata dalla complessità stessa della macchina70.
Il congegno consisteva in una sorta di codice binario dove il foro
indicava il valore numerico zero (0) e la superficie piena della carta il valore
uno (1) indicando se il filo doveva entrare o non entrare in un punto.
Tale sistema fu sfruttato a favore delle macchine per il calcolo da
Charles Babbage. Nella sua epoca, sviluppare calcoli significava impegnare
diversi giorni di lavoro e impiegare molta manodopera. Inoltre, per questo,
non era difficile incappare in frequenti errori derivanti dalla trascrizione e
da imprecisioni nei calcoli stessi. Fu così che Babbage progettò nel 1816 la
macchina alle differenze (o differenziale), in altre parole, una calcolatrice in
grado di eseguire automaticamente calcoli trigonometrici, e, logaritmi con
altissima precisione.
Charles Babbage71 (1791-1871) matematico, filosofo, inventore e ingegnere
meccanico inglese, fu il primo ad ipotizzare un elaboratore elettronico
programmabile. Fu docente di matematica presso la University of Cambridge e
divenne noto anche in Italia per aver risolto problemi della linea ferroviaria TorinoGenova. I suoi prototipi, molti dei quali incompiuti, sono in mostra presso il London
Science Museum.
La caratteristica principale della macchina alle differenze, era data da un
dispositivo in grado di eseguire, oltre ai normali calcoli, sequenze di
operazioni in base ad un programma prefissato, con la possibilità di stampa
che evitava così gli errori di trascrizione dei risultati. Nel 1840, lo stesso
Babbage, mise a punto un ulteriore dispositivo il cui principio non si
differenziava molto dagli attuali calcolatori elettronici: si trattava della
macchina analitica. Egli, riprendendo l’idea del progetto del Telaio
68
Forse poco inclini al lavoro operaio, ma sicuramente attivi nell’esperienza di inventori di
macchine.
70
71
Cfr. Swade D., The Cogwheel Brain: Charles Babbage and the quest to build the first
computer, Boston, Little, Brown & Co., 2000.
69
- 64 -
Jacquard, intuì il processo di separazione fisica delle regole da seguire, oggi
detti algoritmi, dai valori (costanti o variabili). La separazione venne
descritta come:
-
-
Store (negozio), dove venivano memorizzati i numeri, i dati
relativi alle costanti e i risultati di calcoli intermedi (variable
cards);
Mill (mulino), dove i dati erano “tessuti” in nuovi risultati con
operazioni secondo un programma predefinito (operation cards).
Nei calcolatori moderni queste parti sono chiamate unità di memoria e
unità centrale di elaborazione.
Per motivi legati alle difficoltà di realizzazione dei congegni meccanici
di precisione, Babbage non riuscì a vedere mai la sua macchina funzionare
in modo corretto, ma il suo apporto all’attuale informatica è da ritenere di
particolare importanza. Infatti, passò alla storia, oltre che per la macchina
analitica, anche per aver assunto alle proprie dipendenze un
programmatore, anzi, la prima programmatrice della storia, Ada Lovelace72,
dalla quale prenderà il nome il linguaggio di programmazione ADA.
Babbage contribuì in maniera incisiva e lungimirante alla storia
dell’hardware, e dell’informatica in generale, viste le idee e le innovazioni
apportate con il suo lavoro. Ne sono un esempio il fatto che aveva ideato la
costruzione della macchina analitica per un puro uso generale del calcolo e
l’impiego delle schede perforate con la primordiale idea di servirsene per
l’input e l’output dei dati. Inoltre l’ideazione del concetto di
programmabilità, che iniziò ad applicare, seppur ad uno stato embrionale,
con il contributo di Ada Byron Lovolace.
La macchina analitica venne perfezionata con l’aggiunta di un sistema
di stampa dallo svedese Georg Scheutz (1785-1873) e suo figlio Edvard
(1821-1881) con la macchina tabulatrice (1843), meno complessa di quella
ipotizzata da Babbage.
Il passo successivo fu compiuto in America dove, prevedendo l’allora
Costituzione un censimento dei cittadini degli Stati Uniti ogni dieci anni (al
fine di determinare la rappresentazione degli Stati al Congresso) e visto che
72
Cfr. Stein D., Ada: A Life and a Legacy, Cambridge, MIT Press, 1985.
Ada Lovelace (1815 – 1852) è il nome assunto in seguito al matrimonio con William King,
conte di Lovelace, di Augusta Ada Byron, matematica inglese, figlia del poeta Lord Byron e
della matematica Annabella Milbanke, il personaggio ha avuto un enorme successo anche nel
XX sec. tanto da ispirare registi (Conceiving Ada, diretto da Lynn Hershman Leeson, 1997) e
scrittori (La macchina della realtà di Bruce Sterling e William Gibson, 1990).
- 65 -
per il censimento del 1880 furono impiegati sette anni e mezzo, l’ufficio
preposto (United States Census Bureau) mise in palio un premio per
proposte che potessero snellire il lavoro per il censimento del 1890. Il
premio fu vinto da un ingegnere, figlio di emigrati tedeschi, Herman
Hollerith, che, anche se non conosceva Babbage, propose le schede
perforate di Jacquard, lette dalla Hollerith desk73 che non specificavano un
programma prefissato, bensì input e output generici. L’invenzione
consisteva in un lettore di punch cards (schede perforate) in grado di
riconoscere e contare i fori e visualizzare i risultati del conteggio. Grazie a
Hollerith il censimento del 1890 fu completato in soli tre anni e con un
risparmio di cinque milioni di dollari.
Herman Hollerith74 (1860 – 1929) dopo la laurea in ingegneria mineraria presso la
School of Mines della Columbia University, si occupò di statistica, ingegneria
meccanica, apportò novità nel settore ferroviario, fondò la Tabulating Machine
Company che, in seguito alla fusione con altre due società divenne nel 1924 la
International Business Machines, oggi nota con l’acronimo IBM. Fu anche docente
di ingegneria meccanica presso il Massachusetts Institute of Tecnology (M.I.T.) dal
1882.
Il MIT è un’Università privata con sede a Cambridge, nello Stato del Massachusetts,
fondata da William Barton Rogers nel 1861 in risposta alla crescente
industrializzazione degli Stati Uniti. Da sempre è stata caratterizzata da una forte
enfasi verso la ricerca scientifica e tecnologica. I ricercatori del MIT sono stati
coinvolti negli sforzi per sviluppare oltre ai computer, anche radar e supporti alla
difesa durante la Seconda Guerra Mondiale e la Guerra Fredda. Negli ultimi 60 anni,
le discipline educative sono andate al di là delle scienze fisiche e ingegneristiche,
sfociando in campi come la biologia, le scienze cognitive, l’economia, la filosofia, la
linguistica, le scienze politiche, senza trascurare la ricerca nel campo della computer
music apportando rilevanti innovazioni al settore.
Nel 1889, Dorr Eugene Felt, grazie al brevetto75 per la lettura delle
punch cards di Herman Hollerith, realizza la Comptometer, una calcolatrice
73
Oggi alcuni esemplari delle scrivanie di Hollerith sono conservati in California presso il
Computer History Museum.
Cfr. Austrian G., Herman Hollerith: Forgotten Giant of Information Processing, New York
City, Columbia University Press, 1982.
74
- 66 -
a tasti da tavolo che rese possibile la stampa su rulli di carta. Il primo
esemplare, che doveva funzionare da modello per la sua produzione in serie,
fu realizzato con una scatola per la pasta. Per tale motivo il dispositivo fu
conosciuto anche come Macaroni Box76.
Dorr Eugene Felt77 (1862–1930) abbandona la scuola alla fine del primo anno delle
superiori e sentendosi attratto dal settore delle macchine cerca lavoro in quel campo.
Dopo il 1882, trasferitosi a Chicago, lavora come tecnico di manutenzione per una
società di trasporti e poi come rappresentante di macchine per cucire. Tornò presto
ad occuparsi di congegni iniziando a lavorare alla macchina calcolatrice,
Comptometer appunto, il cui primo abbozzo risaliva alla fine del 1884. Sempre a
Chicago trova i mezzi finanziari per iniziare a produrre la sua creazione. Nel 1887,
con l’appoggio di Robert Tarrant, proprietario di un’officina di Chicago che mise a
disposizione lo spazio fisico (oltre che i fondi per il progetto), crea la Felt & Tarrant
MFG Company che sarà poi rilevata da Felt nel 1902.
All’inizio del XX secolo, mentre in Italia nasceva a Ivrea, in provincia
di Torino, la Olivetti (1908), e nel contempo un vescovo italiano, Luigi
Cerebonati, faceva costruire in Francia il primo telegrafo che, attraverso una
tastiera, era in grado di scrivere e trasmettere messaggi (teletipografo 1909), il matematico russo Andrei Andreyevich Markov già lavorava sulle
sequenze di variabili aleatorie (meglio conosciute come catene di
Markov78).
Andrei Andreevich Markov79 (1856-1922) nasce nella città di Rjazan’, dove suo
padre lavorava come pubblico ufficiale presso il Dipartimento delle Foreste. Nel
1860, Markov si trasferì a San Pietroburgo e nel 1866 frequentò il ginnasio. Aveva
una forte predilezione per la matematica, mostrando un entusiasmo che lo portava a
condurre studi extra-scolastici. Per qualche tempo credette di aver inventato un
75
Cfr. Felt D. E., Mechanical arithmetic, or The history of the counting machine, Chicago,
Washington Institute, 1916.
76
Morelli M., op. cit., p. 84.
77
Ivi, p. 114.
78
Cfr. Norris J.R., Markov Chains, Cambridge (UK), Cambridge University Press, 1999.
- 67 -
nuovo metodo per la soluzione di equazioni differenziali lineari. Infatti, si mise in
contatto con Korkin e Zolotarëv, eminenti matematici russi del tempo, scrivendo
loro della sua scoperta. Essi spiegarono al giovane che il metodo, in realtà, non era
nuovo. Tuttavia, la sua scoperta fu importante perché avviò una duratura relazione
con i due professori dell’Università di San Pietroburgo. Markov, dopo il ginnasio,
nel 1874 s’iscrisse alla facoltà di Meccanica e Matematica dell’Università di San
Pietroburgo. Partecipò attivamente ai corsi speciali per i migliori studenti tenuti da
Korkin e Zolotarëv. Nel 1877, gli fu conferita una medaglia d’oro per una sua
ricerca sulla soluzione delle equazioni differenziali. Si laureò nel 1880 e nel 1884
frequentò un Dottorato su alcune applicazioni algebriche alle frazioni continue. Nel
1886 fu eletto coadiuvante presso l’Accademia delle Scienze di San Pietroburgo per
il suo significativo contributo alla scienza matematica. Nel 1890 fu promosso
accademico straordinario e nel 1896 accademico ordinario. Successivamente, si
ritirò dall’università, ma continuò a tenere conferenze sulla sue teorie matematiche.
Contribuirono allo sviluppo tecnologico dell’hardware, oltre all’apporto
di novità in campo della matematica e della fisica, Max Planck nella
meccanica quantistica, Albert Einstein con la sua teoria della relatività,
Bertrand Russel e Alfred North Whitehead i quali influenzarono il modo di
pensare dei matematici occupandosi di aspetti legati alla logica. Inoltre, fu
fondamentale l’invenzione della valvola sotto vuoto dell’ingegnere inglese
Sir John A. Fleming e l’evoluzione di questa grazie all’americano Lee de
Forest (1873-1961 - che aggiunse un terzo elettrodo al diodo di Fleming
creando la prima valvola triodo, realizzando in pratica un buon
commutatore elettronico), che rimpiazzò i relè elettromeccanici.
L’invenzione fu indispensabile, peraltro, nella progettazione degli
elaboratori elettronici digitali.
Di grande rilievo è il lavoro di due fisici americani, William Henry
Eccles e Frank Wilfred Jordan, che nel 1918 inventano il circuito di
commutazione denominato Flip-flop electronic switching, il quale aumentò
notevolmente la velocità dei sistemi di calcolo elettronico. Il sistema prese il
nome dal rumore prodotto dall’accensione e dallo spegnimento dei relè con
i quali erano costruiti i primi esemplari.
I primi anni del Novecento hanno rappresentato il periodo di passaggio
al calcolatore elettronico, attraverso l’evoluzione di strumenti come la
calcolatrice meccanica del 1925 messa a punto presso il Massachusetts
Institute of Technology (MIT), il primo calcolatore analogico a
funzionamento elettronico di Vannevar Bush del 1930, ed infine i
79
Cfr. Basharin G.P.- Langville A.N.- Naumov V.A., The Life and Work of A. A. Markov,
Amsterdam, Elsevier, 2004.
- 68 -
calcolatori programmabili elettromeccanici sperimentali Z1 del 1936, Z2 del
1939 e lo Z3 del 1941 perfettamente funzionanti e piuttosto affidabili creati
da Konrad Zuse, uno dei pionieri nel suo campo, anche se molte delle sue
macchine furono distrutte durante il bombardamento di Berlino del 1944.
Presto s’iniziò a far sentire il limite nella velocità e nelle prestazioni delle schede
perforate, così partì lo studio e la realizzazione di nuovi dispositivi per sostituire i
vecchi supporti di input-output.
Con le schede perforate inventate da Bouchon e Falcon (1725), sviluppate da Joseph
Marie Jacquard (1804), e più tardi adottate da Babbage, Hollerith, e dai primi
produttori di computer come l’IBM, s’iniziò ad effettuare la codifica dei dati
attraverso le cifre binarie, in inglese binary digit (*). Claude Shannon80 (1916–2001),
ingegnere e ricercatore matematico alla Bell Thelephones, in un’importantissima
pubblicazione sulla teoria dell’informazione del 194881, per la prima volta vi si riferì
con il termine bit attribuendone l’origine a John Wilder Tukey (1915–2000),
autorevole statistico dei Bell Labs, che l’anno prima, in un’annotazione, aveva
contratto Binary digiT semplicemente in bit.
(*) «“Digit” ovvero cifre, numeri, da cui digitale, mutuato dall’inglese digital,
numerico, e da digit, numero, derivato dal latino digitus, dito, in quanto strumento
per contare»82.
Oltre a Zuse, negli USA, altri due scienziati possono definirsi pionieri
nella costruzione di calcolatori automatici: John Atanasoff e George Stibitz.
Il primo, assistito da Clifford Berry, ipotizzò nel 1937 una macchina molto
avanzata per quei tempi, un computer elettronico digitale. Le tecnologie di
allora, però, non erano pronte per la realizzazione pratica di un tale lavoro
che fu pronto solo nel 1942 noto con l’acronimo ABC (Atanasoff Berry
80
Cfr. Scitovsky T., The Joyless Economy, Oxford, University Press, 1976, trad. it. Di
Giovinazzo V., L’economia senza gioia, Roma, Città Nuova Editrice, 2007, pp. 97-98.
81
Shannon C. E., “A Mathematical Theory of Communication”, The Bell System Technical
Journal, vol. 27, New York, John Wiley & Sons, Luglio, 1948, pp. 379–423.
82
Crespellani Porcella C., L’interruttore di Kandinsky. Il salto comunicativo tra linguaggio,
visione e mondo digitale, Napoli, Alfredo Guida Editore, 2001, p. 189.
- 69 -
Computer). Stibitz, invece, progettò un esemplare più rudimentale rispetto a
quello di Atanasoff, riuscendo così a metterlo in funzione83.
Un’importante passo in avanti fu compiuto grazie al progetto di Howard
Aiken84 che, stanco dei noiosi calcoli numerici fatti a mano per la tesi
all’Università di Harvard e dopo aver scoperto le idee di Babbage, si ispirò
al calcolatore dell’inventore inglese per la realizzazione del Mark I nel
1944, un computer elettromeccanico che produsse importanti tabelle
matematiche, supportando anche le attività della marina militare americana.
Quando Aiken ebbe completato la macchina successiva, il Mark II, i
calcolatori a relè erano già obsoleti: era cominciata l’era dell’elettronica85.
Aiken, per terminare il Mark I e per la seconda e la terza versione, dopo
essere stato abbandonato dalla IBM, fu aiutato da Grace Murray Hopper,
una prodigiosa studentessa che qualche anno più tardi (1949) contribuirà
alla realizzazione dell’UNIVAC I. La Hopper passò alla storia oltre che per
la coniazione del concetto di bug come errore, ispirandosi ad un insetto che
aveva mandato in tilt un circuito del Mark I, anche per il primo compilatore
di programmi A-0 sviluppato tra il 1951 e 1952.
Già dal 1935, all’Università di Cambridge in Inghilterra, era in via di
definizione la famosa macchina di Turing86 (basata su un insieme di regole algoritmi, memorizzati su un nastro a lettura/scrittura, i quali controllavano
il comportamento della macchina stessa) e l’altrettanto famoso Test di
Turing87 (legato all’azione del pensiero di una macchina).
Il matematico e logico londinese Alan Turing, oltre ad essere ricordato
per il suo lavoro nel campo della crittoanalisi, è considerato un
avanguardista dello studio dell’odierna logica dei computer. Inoltre, risulta
essere uno dei primi ad esplorare l’argomento dell’intelligenza artificiale.
Le vicende della sua vita furono influenzate fortemente dal periodo storico
in cui visse.
83
Cfr. Tanenbaum A.S., Structured Computer Organization, New Jersey, Prentice Hall, 1976,
trad. it., Cornelio-Mauri, Architettura del computer, Milano, Jackson Libri, 1991, pp. 17-18.
84
Cfr. Tanenbaum A.S., op. cit.,p. 18.
85
Ibidem
86
Cfr. Davis M., Il calcolatore universale. Da Leibniz a Turing, Milano, Adelphi, 2003. Il
relativo modello teorico apparirà nel 1936.
87
Turing A.M., “Computing machinery and intelligence”, in Mind, n. 59, pp. 433-460, Oxford,
University Press, 1950. Il test di Turing verifica se una macchina è un grado di pensare ed
esprimere forme di intelligenza. Turing lo espose in un articolo del 1950 sulla rivista Mind.
- 70 -
Alan Mathison Turing (1912 – 1954) studente brillante e intraprendente, fin da
giovane, seguendo le proprie intuizioni senza essere troppo legato agli insegnamenti
ricevuti, si interessò alla teoria della relatività di Einsten e alla macchina dei quanti.
Studiò al King’s College of Cambridge e fu allievo di Max Newman per quanto
riguarda la matematica. Dopo le ricerche sul calcolo della probabilità fu nominato
Fellow del King’s College, ma nel frattempo pubblicò un rilevante articolo “On
Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem”88 nel quale
ipotizzava la costruzione di una macchina, oggi nota come macchina di Turing.
Tra il 1936 ed il 1938 studiò all’Università di Princeton, nel New Jersey e, ritornato
in Inghilterra, senza abbandonare il progetto di costruire una macchina per il calcolo,
per le sue abilità logiche e statistiche, fu invitato a partecipare al progetto per la
decrittazione del codice tedesco Enigma. Con il suo contributo furono realizzate
potenti macchine di calcolo elettromeccaniche (conosciute come “bombe” per il
ticchettio che le caratterizzavano, in grado di decifrare i messaggi segreti della
marina tedesca già dal 1941. Nel 1945 ricevette un riconoscimento per la sua
attività nel corso della guerra.
Presso il National Physical Laboratory di Londra partecipa ad un progetto di
costruzione di un calcolatore89 e, nel 1948, descrive il suo lavoro in Intelligent
machinery90 in una relazione per lo stesso istituto di fisica. Subito riprende l’attività
accademica a Cambrige ma, sempre nel 1948, riceve l’invito di Newman a trasferirsi
all’Università di Manchester. Nel 1950 pubblica “Computing Machinery and
Intelligence”91 un articolo per la rivista Mind, introducendo la riflessione
sull’intelligenza artificiale. L’anno successivo fu eletto Fellow della Royal Society
di Londra. Nel frattempo, riprese l’attività segreta per il Governament Code nel
periodo della Guerra Fredda, ma nel 1952 fu arrestato per violazioni delle leggi
inglesi sulla omosessualità e condannato ad una cura ormonale in alternativa alla
prigione. Per questo, venne allontanato dal lavoro di decifrazione. Muore il 7 giugno
del 1954 per avvelenamento da cianuro, ma la sua scomparsa è rimasta avvolta nel
mistero92.
88
Turing A.M., “On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem”,
Proceedings of The London Mathematical Society, vol. 2, N. 42, 30 Novembre, Londra, C. F.
Hodgson & Son, 1936, vol. 42, pp. 230-265.
89
Ivi, p. 261.
90
Turing A.M., “Intelligent machinery”, in Meltzer B. - Michie D. (a cura di), Machine
Intelligence n. 5, Edimburgo, Edinburgh University Press, 1969, pp. 3-23.
91
Turing A.M., “Computing machinery and intelligence”, op. cit..
92
Cfr. Bartocci C. - Betti R. - Guerreggio A. - Lucchetti R. (a cura di), Vite matematiche:
protagonisti del ‘900 da Hilbert a Wiles, Milano, Sprenger, 2007, pp. 136-137.
- 71 -
La macchina di Turing93 rappresentò le fondamenta dell’odierno
calcolatore elettronico pur essendo in principio un dispositivo teorico che
rimase tale poiché il suo ideatore descrisse una macchina troppo moderna,
impossibile, viste le tecnologie all’epoca disponibili per la realizzazione di
un tale progetto94.
Il vento di guerra di quegli anni fece sì che non ci fu solo la corsa agli
armamenti, ma soprattutto un orientamento degli eserciti militari a
finanziare la ricerca per lo sviluppo di nuove tecnologie che potessero
supportare gli eserciti prima e durante la guerra. Furono finanziate molte
università, soprattutto il Massachusetts Institute of Technology e la Stanford
University «che avrebbero poi giocato un ruolo decisivo nella
trasformazione dell’economia delle aree in cui erano localizzate»95. Infatti,
con le loro sperimentazioni contribuirono alla nascita della leggendaria
Silicon Valley, dove, ad esempio, due fortunati ed ingegnosi laureati della
Stanford University, Bill Hewlett e David Packard fondarono la HP.
Anche in Europa gli scopi militari e la Seconda Guerra Mondiale
diedero un ulteriore impulso allo sviluppo delle macchine calcolatrici.
Infatti, nel 1942, Alan Turing96 venne chiamato dall’esercito inglese presso
il centro segreto Code and cypher school di Bletchley Park di Londra per
collaborare al progetto del Colossus (che Max Newman aveva disegnato
seguendo il principio di funzionamento della macchina di Turing97), un
calcolatore dalle dimensioni colossali capace di decifrare rapidamente i
messaggi codificati delle forze armate di Hitler. L’operazione di decodifica
necessitava di quantità enormi di calcoli che dovevano essere eseguiti
rapidamente per anticipare le azioni del nemico. Il progetto portò alla
realizzazione del primo calcolatore elettronico digitale ed ebbe enorme
successo anche se rimase sconosciuto per via del segreto militare98.
Per scopi militari legati alla Guerra Mondiale in corso, gli eserciti
sollecitarono la ricerca scientifica e la corsa verso il moderno calcolatore.
93
Herken R. (a cura di), The Universal Turing Machine - A Half-Century Survey, New York,
Springer Verlag, 1995 (2° ed.).
94
Manaresi M.(a cura di), Matematica e cultura in Europa, Milano, Springer-Verlag, 2005, p.
260.
95
Riviezzo A., “La Silicon Valley” - Appendice 1, in Bencardino F., Napolitano M.R. (a cura
di), Economia del software e tecnologie dell'informazione e della comunicazione, Milano,
FrancoAngeli, 2003, p. 116.
96
Morelli M., op. cit., p. 233. Dal 1936 al 1938 Turing studiò matematica a Princeton con von
Neumann che poi lo volle come assistente.
97
98
Tanenbaum A.S., op. cit., p. 18.
- 72 -
Infatti, nel 1943, sia in Inghilterra, sia negli Stati Uniti, erano ferventi le
ricerche e le sperimentazioni in merito.
La necessità, da parte dell’US Army, di disporre di strumenti che
aiutassero a calcolare gli obiettivi dell’artiglieria pesante, fece si che molti
informatici riuscirono ad avere sovvenzioni per la costruzione di potenti
elaboratori. Fu il caso di John William Mauchly e il suo allievo John
Presper Eckert dell’Università della Pennsylvania che, nel 1943, furono
ingaggiati per realizzare l’ENIAC, Electronic Numerical Integrator And
Computer. Un altro dei personaggi che maggiormente contribuì all’ENIAC
fu John von Neumann (da lui prenderà il nome il principio di
funzionamento degli attuali calcolatori elettronici). Egli, dal 1944, entra a
far parte del gruppo di lavoro, già attivo, contribuendo a rendere il
calcolatore programmabile, nel senso che intendiamo attualmente. Si
realizzò così una macchina che si avvicinava molto a quella ideata da
Turing.
L’ENIAC entrò in funzione solo nel 1946, quando la guerra era già
finita, e proprio grazie alla chiusura del conflitto bellico, Mauchley e
Eckert99 ebbero la possibilità di descrivere il lavoro ai loro colleghi durante
un corso estivo. Ciò provocò un fortissimo interesse verso la costruzione di
grandi calcolatori digitali. Infatti, su quell’ondata di entusiasmo, e prima
ancora che il progetto ENIAC fosse concluso, partì sempre con il medesimo
gruppo di ricercatori il progetto Electronic Discrete Variable Automatic
Computer (EDVAC), per la realizzazione di un calcolatore basato sul
sistema binario e dotato di una memoria centrale dove erano presenti sia i
programmi sia i dati da elaborare. Lo stesso von Neumann presentò
l’architettura della sua versione dell’EDVAC nel rapporto del 1945 dal
titolo “First Draft of a Report on the EDVAC”100, la macchina IAS101 che
entrerà in funzione a pieno regime dal 1952. Inoltre, vennero sviluppati
l’EDSAC (1949) a Cambridge (U.K.) da Maurice Wilkes, lo JOHNIAC
della Rand Corporation, l’ILLIAC presso Università dell’Illinois, il
MANIAC al Los Angeles Laboratory e il WEIZAC al Weizmann Istitute
israeliano102. Anche l’IBM, sentendosi per la prima volta provocata
99
In onore dei due studiosi, nel 1979, fu istituito il Premio Eckert–Mauchly (Eckert–Mauchly
Award) che ricompensa contributi straordinari nel campo dei computer e dell’architettura dei
sistemi digitali con un certificato e una cospicua somma di denaro donata dall’Association for
Computing Machinery (ACM) e dal Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).
100
La relazione è pubblicata in Stern N., From ENIAC to UNIVAC: an appraisal of the EckertMauchly computers, Bedford (MA), Digital Press, 1981.
101
La IAS machine fu costruita dall’Institute for Advanced Study (IAS), Princeton, USA.
102
Cfr. Tanenbaum A.S., op. cit.,p. 19.
- 73 -
commercialmente, in tutta risposta iniziò a lavorare al progetto che vedrà la
luce nel 1948 con il SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator).
John Von Neumann103 (1903-1957), matematico e informatico ungherese
naturalizzato statunitense nel 1937, è una delle personalità scientifiche preminenti
del XX secolo e generalmente considerato uno dei più grandi matematici della storia
moderna. «Von Neumann era un genio allo stesso rango di Leonardo da Vinci.
Parlava molte lingue, era un esperto di fisica e matematica e si ricordava qualsiasi
cosa avesse sentito, visto o letto. Era capace di citare a memoria letteralmente interi
libri che aveva letto anni prima. Quando si interessò di informatica era già il più
eminente matematico del mondo»104. Ha dato un grande contributo ad una vasta
gamma di settori, tra i quali la teoria degli insiemi, l’analisi funzionale, la meccanica
quantistica, la geometria continua, l’informatica, l’analisi numerica, l’idrodinamica,
la statistica e in molti altri campi matematici. Fu un pioniere dell’applicazione della
teoria degli operatori alla meccanica quantistica, nello sviluppo dell’analisi
funzionale e, insieme a Edward Teller e Stanislaw Ulam, elaborò i passaggi chiave
della fisica nucleare per le reazioni termonucleari e la bomba all’idrogeno. Avendo
scoperto che la bomba atomica aveva maggiore potenza distruttiva se esplodeva
prima di toccare terra, gli fu affidato l’ingrato compito di calcolare la distanza dal
suolo per le esplosioni delle due atomiche in Giappone, al fine di sfruttare il
massimo grado di distruttività.
Erano anni in cui si puntava molto sulla ricerca a favore del progresso
tecnologico. Ne fu un esempio la nascita del transistor nel 1947 presso i
Bell Laboratories, ad opera di John Bardeen, Walter Brattain e William
Shockley che per questa scoperta, nel 1956, ricevettero il Premio Nobel per
la Fisica. Tale dispositivo elettronico, il cui nome derivò dalla sintesi dei
termini TRANSconductance105 varISTOR106 «suggerito da un altro
ingegnere dei Bell Labs, rispondendo ad un questionario fatto circolare
internamente»107, formato da materiale semiconduttore, andò a sostituire,
nel giro di dieci anni, i tubi elettronici (valvole) degli elaboratori che
103
Cfr. Israel G. - Millan Gasca A., Il mondo come gioco matematico. John von Neumann,
scienziato del Novecento, Roma, Carocci, 1995. Israel G. - Millan Gasca A., Von Neumann: la
matematica per il dominio della realtà, Milano, Ed. Le Scienze, 2002.
104
Tanenbaum A.S., op. cit.,p. 19.
105
A sua volta contrazione dei termini transfer conductance.
106
E non dalla contrazione di TRANfer reSISTOR come spesso è facile trovare in molte fonti.
107
Mureddu L., Radio a Transistor!, Parigi, PetitesOndes, 2007, p.19.
- 74 -
avevano rappresentato l’elemento accomunante di quella che viene
generalmente definita la “prima generazione” di calcolatori. Si assiste
dunque alla nascita seconda generazione dei computer moderni.
Alexander Graham Bell108 (1847–1922) inventore e scienziato scozzese, diede un
fondamentale contributo alla tecnologia delle telecomunicazioni tanto che è stato per
lungo tempo considerato l’inventore del telefono, anche se molte autorità affermano
che fu Antonio Meucci il vero inventore. Infatti, nel 2002 il Parlamento degli USA
approva un documento109 che attribuisce ufficialmente a Meucci i meriti per
l’invenzione di tale dispositivo. Bell apportò notevoli contributi anche nella
tecnologia dell’aviazione e degli idroscafi. L’Alexander Graham Bell Laboratory110,
conosciuto anche come Volta Bureau, Bell Carriage House, Bell Laboratory e Volta
Laboratory, è stato creato a Washington da Bell già prima del 1880, quando il
governo francese assegnò allo scienziato scozzese il Premio Volta di 50.000 franchi
per l’invenzione del telefono. Il laboratorio incentrava la ricerca sull’analisi, la
registrazione e la trasmissione del suono e Bell ha investito i notevoli profitti del
laboratorio per ulteriori ricerche e formazione al fine di consentire maggiore
diffusione delle conoscenze relative alla sordità. Nel 1939 il laboratorio presentò il
primo sintetizzatore elettronico della voce umana. Dal nome di Bell deriva anche il
decibel, pari ad un decimo del bel, introdotto nei Bell Lab alla morte del suo
fondatore.
Nel 1950 Aiken completa il Mark III impiegando esclusivamente
valvole elettroniche e prevedendo l’acquisizione dei dati attraverso un
nastro magnetico, inoltre, diventa operativa Whirlwind, in allestimento già
dal 1947 presso il MIT, una macchina orientata al funzionamento in tempo
reale, che per la prima volta vedeva impiegati nuclei magnetici. Può essere
considerato il primo minicalcolatore. Il capo del progetto, Jay Wright
Forrester, brevettò nel 1951 la memoria a nuclei magnetici chiamata
Multicoordinate Digital Information Storage Device.
Nello stesso anno nasce l’UNIVAC-1 (il primo calcolatore prodotto su
scala industriale) della UNIVersal Automatic Computer, società fondata da
108
Morelli M., op. cit., p. 235.
United States of America, Congressional Record. Proceedings and debates of the 107th
Congress, Second Session, Vol. 148, Sezione 7, dal 23 Maggio al 12 Giugno 2002, pp.875110213, Washington, Government Printing Office, 2002, pp. 9905-9907.
110
Cfr. Bell Bruce R.V., Alexander Bell and the Conquest of Solitude, New York, Cornell
University Press, 1990.
109
- 75 -
Eckert e Mauchly. Quest’ultimo nel 1949, per il progetto UNIVAC111,
aveva sviluppato lo Short Order Code112, uno dei primi linguaggi di
programmazione di tipo Assembly. Intanto, in Inghilterra, nasce il primo
calcolatore di utilizzo commerciale generico, il LEO113 (Lyons Electronic
Office), della Lyons Company, una società inglese di catering, che dal 1947
investiva anche nel settore dell’elettronica. Il LEO era soggetto a ripetuti
guasti a causa dell’elevato numero di valvole. La macchina era provvista di
altoparlanti attraverso i quali i programmatori potevano ascoltare i suoni
generati e, percependo variazioni di frequenza, i programmatori riuscivano
a capire se qualcosa non funzionava correttamente nel programma. Alcuni
autori, come Mark Greenia114, sostengono che tale sistema venne utilizzato
dagli stessi programmatori per creare qualcosa che potremmo definire un
primordio della computer music.
Nel 1952 Mauchly, Eckert e Von Neumann, riescono a far girare il
primo programma di produzione dell’EDVAC alla Moore School e, nel
frattempo, l’IBM annuncia il 701, un computer a programma memorizzato
della stessa classe dell’UNIVAC»115, ed inizia ad avvalersi della consulenza
di von Neumann.
Il più grande computer a valvole mai costruito fu quello per il progetto
SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) dell’Aeronautica degli USA
per la difesa aerea del territorio nazionale iniziato nel 1953. Il SAGE
funzionò appieno solo dieci anni dopo, ed era un «sistema che combinava
assieme computer, radar, aeroplani, linee telefoniche, collegamenti radio e
navi»116.
SAGE117, la cui costruzione era stata affidata ai professori del MIT Jay Forrester e
George Valley presso il Lincoln Lab, era in grado di raccoglie informazioni dai
radar118. Rappresentò uno dei progetti più ambiziosi nel suo campo visto che, dal
111
Cfr. Ceruzzi P.E., A History of Modern Computing, MIT, 1998 (2° ed. 2003), trad. it., Storia
dell’informatica. Dai primi computer digitali all’era di internet, Milano, Apogeo Editore,
2005.
112
Swedin E.G. - Ferro D.L., Computers: The Life Story of a Technology, Maryland, Johns
Hopkins University Press, 2007, p. XV.
113
Cfr. Porter B., The net effect, Oregon, Intellect Books, 2001, pp. 34-35; vedi anche Bird P.J.,
The First Business Computer, Workingham, Hasler Publishing, l994.
114
Cfr. Greenia M.W., History of Computing: An Enciclopedia of the People and Machines
That Made Computing History, Antelope, Ca, Lexicon Services, 1994.
115
Ceruzzi P.E., op. cit., p. 47.
116
Ivi, p. 68.
- 76 -
1953 e per una decina d’anni, impiegherà più di ottocento programmatori oltre alle
risorse tecniche di grandi aziende americane come l’IBM (responsabile
dell’hardware), la Burroughs (per le comunicazioni via modem tra i vari centri), il
laboratorio Lincoln Lab del MIT più tardi ridenominato MITRE Corp. (per
l’integrazione dei sistemi), la Western Electric (per i progetti e la costruzione degli
edifici) ed infine l’SDC(*) (per il software). Pochissime persone erano a conoscenza
del progetto poiché gli obiettivi principali del SAGE, vista la Guerra Fredda in
corso, erano quelli di intercettare missili trasportatori di bombe atomiche sovietiche
e guidare l’aviazione statunitense nell’attacco agli invasori. Grazie al SAGE furono
apportate moltissime novità come l’invenzione e impiego del modem per la
connessione tra i vari centri per la condivisione dei dati, le memorie a nuclei
magnetici (usati poi da tutti i calcolatori fino alla metà degli anni Settanta) e
l’impiego di programmi, anche molto complessi, in tempo reale. Inoltre, il SAGE
era affidabile e richiedeva una minima manutenzione. Utilizzava tutte le funzioni
che possiamo identificarle oggi come multiprocessing, database management,
distributed processing, timesharing, interactive display e networking. Era dotato,
oltretutto, di un sistema di controllo preventivo diagnostico per ipotizzare possibili
guasti futuri. Successivamente, fu impiegato per il sistema di prenotazione aerea del
SABRE e nel controllo del traffico aereo civile degli USA.
(*) azienda della Rand Corp.
Nel 1953 comparve sul mercato l’IBM 650, il primo minicomputer a
tamburo magnetico prodotto industrialmente. L’IBM lo lanciò sul mercato
per fini gestionali di aziende commerciali e di istituti scientifici119, ma ebbe
più successo in ambito accademico, visti gli sconti che le università avevano
avuto in cambio di corsi sull’elaborazione dei dati per la gestione e sul
calcolo computerizzato. Così, a partire dalla seconda metà degli anni
Cinquanta, l’IBM 650 divenne, nel giro di poco tempo, la macchina dei
dipartimenti di computer science.
Intanto, anche in Italia, in quel periodo ci fu «l’esordio della computerscience nella realtà pisana […] legato all’improvvisa disponibilità di fondi
che nel 1953 portò le autorità accademiche locali a consultarsi con il premio
Nobel per la Fisica Enrico Fermi - già allievo della Scuola Normale
Superiore - sul loro possibile impiego. Fermi consigliò la costruzione di un
117
Ivi, pp. 68-70.
Termine negli anni Quaranta dalla Marina degli USA come acronimo per RAdio Detection
And Ranging, che intendeva l’individuazione e misura di distanza via radio.
119
118
- 77 -
calcolatore elettronico e così nacque il primo dispositivo italiano di questo
tipo, la Calcolatrice Elettronica Pisana (CEP)»120.
Due aspetti di questa esperienza vanno sottolineati. In primo luogo,
il progetto di costruzione e gestione della CEP determinò l’aggregazione a
Pisa di un originale gruppo di scienziati e ricercatori, favorendo la creazione
di competenze pressocchè uniche al livello nazionale. In secondo luogo, con
questo progetto prende il via l’interazione tra ricerca scientifica e industria in
campo informatico: per la sua realizzazione fu siglato un accordo di
collaborazione economica e tecnologica con Olivetti, formando un gruppo
misto di ricercatori incaricati di definire l’architettura di base del primo
calcolatore. Nacquero poi due gruppi di ricerca a Pisa: il primo, della
Olivetti, realizzerà i prototipi dei primi calcolatori italiani commerciali per
l’industria; il secondo, interno all’Università, costruirà CEP, con obiettivi
principalmente didattici e di ricerca, e rappresenterà il punto di partenza per
future iniziative di rilievo121.
Tra il 1953 ed il 1955, Narinder Singh Kapany, un ricercatore britannico
di origine indiana, realizza la fibra ottica (vedi Par. 10.6) che, inizialmente
sviluppata nel settore medico, verrà impiegata, dopo una decina di anni, in
molteplici settori e anche nell’hardware del calcolatore elettronico come ad
esempio nei lettori di schede della IMB. Il lavoro di Kapany verrà
valorizzato appieno solo dopo gli anni Novanta.
Per saperne di più… (Lettura)
«Il fatto che la luce viaggiasse dentro conduttori trasparenti era già noto nel 1841,
quando, a Ginevra, Daniel Colladon mostrò come un getto d’acqua fosse in grado di
trasportare la luce. Anche il vetro è ovviamente in grado di svolgere lo stesso
compito e a Parigi, nel 1842, Jacques Babinet utilizzò il vetro per portare la luce.
Altra data importante è il 1873, quando Jules de Brunfaut crea una fibra di vetro che
può essere inserita nei tessuti e nel 1880 William Wheeler inventa un sistema per
illuminare la casa attraverso “condotte di luce”. Tuttavia, la nascita ufficiale delle
fibre ottiche è intorno al 1953. L’invenzione fu del fisico indiano Narinder Singh
Kapany, che lavorava all’Imperial College di Londra con Harold Horace Hopkins,
inventore dell’endoscopio a fibre ottiche. Deciso a smentire i suoi insegnanti, che
avevano sempre sostenuto che “la luce viaggia solo in linea retta”, Kapany iniziò da
solo gli studi che lo portarono a scoprire il principio della trasmissione della luce
nella fibra ottica»122.
120
Ramella F. - Trigilia C., Reti sociali e innovazione: i sistemi locali dell'informatica, Firenze,
Firenze University Press, 2006, p.34.
121
Ibidem
- 78 -
Sempre nel 1955 l’IBM, oltre al lancio del 704123 (un calcolatore con
memoria a nuclei, con aritmetica a virgola mobile e innovazioni nel calcolo
scientifico), propose anche la sua prima macchina commerciale costruita
con soli transistor: l’IBM 702 Electronic Data Processing Machine, che
non avrà molto successo a causa dei costi elevati. L’anno dopo, la stessa
azienda iniziò le installazioni dei sistemi RAMAC 305 (Random Access
Method Of Accounting And Control) che segnerà la decadenza delle schede
perforate e l’uso del nastri magnetici, i quali consentiranno di eseguire
aggiornamenti semplicemente riscrivendo sul disco. Anche in questo caso i
costi erano molto elevati ed erano necessarie frequenti opere di
manutenzione.
«Il primo hard disk, realizzato nel 1957, era formato da un insieme di 50 bobine di
nastro magnetico larghe ognuna 24 pollici (circa 61 centimetri). Questo immenso
dispositivo costituiva la memoria di un primitivo elaboratore IBM chiamato
RAMAC, Random Access Method of Accounting and Control, cioè: metodo ad
accesso casuale di calcolo e controllo. L’invenzione del moderno disco magnetico,
così come oggi lo conosciamo risale al 1979»124 (vedi Par. 6.6).
Già dal 1956 vennero progettati i primi computer a transistor come il
TRIDAC125 e il TX-0126. Fu inaugurata la seconda generazione di computer
122
Lojacono G., Trend evolutivi e modifica dei business model nel settore dell’illuminazione,
Milano, FrancoAngeli, 2005, pp.72-73.
123
Yovits M.C., Advances in computer, Vol. 37, San Diego, Academic Press, 1993, p. 342. «In
an article in The New Yorker, the perceptron was compared with the 704 IBM digital computer
in which the simulations of the 1958 press release were carried out: “Having told you about the
giant digital computer know as IBM 704 and how it has been taught to play a fairly creditable
game of chess, we’d like to tell you about an even more remarkable machine, the perceptron,
which, as its name implies, is capable of what amounts to original thought. The first perceptron
has yet to be built, but it has been successfully simulated on a 704, and it’s only a question of
time (and money) before it come into existence. This about to be marvel is a lot more subtle
that the 704; indeed, it strikes us as the first serious rival to the human brain ever devised, and
our brain is thoroughly dazzled by the things it’s said to do” (The New Yorker, 1958, pp. 44 –
45 )».
124
Fracas F., Informatica 1, Milano, Alpha Test, 2003, IIa ed. 2010, p. 96.
125
Gait J.J. - Nutter J.C., “TRIDAC. A research flight simulator”, in Electronic Engn., Vol. 28,
Settembre 1956, pp. 368- 372. TRIDAC sta per TRI-Dimensional Analogue Computer.
126
Cfr. AA.VV., IEEE “Annals of the history of computing”, in Institute of Electrical and
Electronics Engineers, Washington, IEEE Computer Society, 1992. Il TX-O fu operativo dal
1956 al ’58, quando fu smontato e consegnato a Jack Dennis del MIT.
- 79 -
anche in Inghilterra con il PEGASUS della Ferranti Ltd127, mentre nel 1959
apparve il primo calcolatore commerciale Giapponese a transistor: il
NEAC 2201128. Nello stesso anno l’IBM aveva già pronti i primi computer
intermente a transistor, l’IBM 7090, «una versione transistorizzata del 709
a valvole, messa su in fretta e furia per vincere un contratto
dell’Aeronautica»129 e due piccoli calcolatori, il 1401 per le aziende, le cui
vendite «si conteggiavano in migliaia»130, e il 1620 per gli scienziati. Tutto
ciò avveniva quando altre aziende insistevano ancora sullo sviluppo dei
supercomputer.
Il calcolatore sperimentale TX-0 (Transistorized eXperimental computer 0)
rappresentava il banco di prova per il TX-2 che però non ebbe molto successo. È da
rilevare il fatto che uno degli ingegneri del progetto, Kenneth Olsen, fondò nel 1957
la Digital Equipment Corporation (DEC), il cui primo scopo fu quello di realizzare
una macchina commerciale molto simile al modello TX-0, appunto la macchina
PDP-1 (Programmed Data Processor-1), pronta solo agli inizi degli anni Sessanta a
causa dei finanziatori della DEC che non credevano nel mercato dei calcolatori131.
Visto il successo ottenuto dai minicalcolatori IBM, il mercato iniziò a
puntare sulla diffusione a basso costo di macchine più maneggevoli, come
ad esempio l’EC1 della Heathkit del 1960132, un elaboratore analogico
lanciato per scopi educativi che diventerà molto usato dagli ingegneri e
nelle scuole. Nello stesso anno la DEC introdusse il PDP-1133, il primo
computer per il grande pubblico fornito di monitor e tastiera, ma i costi non
erano accessibili ancora a molti.
127
AA.VV., “La Ricerca scientifica: Rendiconti”, Consiglio nazionale delle ricerche., 1965, p.
1005.
128
Cusumano M.A., Japan’s software factories: a challenge to U.S. management, Oxford,
Oxford University Press, 1991, p.275.
129
130
Ivi, p. 177.
131
Cfr. Tanenbaum A.S., op. cit., p. 21.
132
Cfr. Petersen J.K., The telecommunications illustrated dictionary, Boca Raton (Florida),
CRC Press, 2002
133
Programmed Data Processor-1 della Digital Equipment Corporation.
- 80 -
Nel 1962, uno studente del MIT, Steve Russell, creò il primo video
game134 che fu installato per la prima volta proprio su un PDP-1 e, anche se
costava a noleggio circa 300 dollari l’ora, ebbe subito un enorme successo.
Uno dei problemi che fino ad allora si era presentato nello scambio dei
dati era l’incompatibilità tra le varie macchine, poiché ciascuna usava un
proprio codice. Nel 1963 l’American National Standards Institute (ANSI)
accetta l’ASCII135 (American Standard Code for Information Interchange)
come sistema standard per lo scambio di informazioni, ancora in uso oggi.
L’IBM, però, adotterà una codifica diversa, denominata EBCDIC136
(Extented Binary Code Decimal Interchange Characters) ancora in uso
tranne che sui personal computer.
Sempre nel 1963 la Philips inventò la cassetta audio compatta137 molto
usata anche su molti homecomputer, mentre Douglas Engelbart, presso lo
Stanford Research Institute, stava realizzando il primo prototipo di
mouse138, come dispositivo di puntamento.
Il 1964 vede la nascita del sistema IBM 360139 (sul quale fu
programmato un antenato di cSound140, il MUSIC 360) e del 6600 della
Control Data Corporation, disegnato da Seymour Cray.
Per saperne di più…(Lettura)
«Nel 1964 nacque una nuova compagnia, la CDC, che introdusse il 6600, una
macchina quasi dieci volte più veloce del potente 7094 [successore del 7090]. Fu un
amore a prima vista per tutti coloro che se ne intendevano e il CDC fu lanciato verso
il successo. […] Aveva diverse unità funzionali per le addizioni, altre per le
moltiplicazioni e ancora un’altra per le divisioni e tutte quante potevano lavorare in
parallelo. […] Come se non bastasse, il 6600 aveva al suo interno alcuni piccoli
calcolatori per aiutarlo, una sorta di Biancaneve e i Sette Nani. Ciò significava che la
CPU poteva occuparsi esclusivamente dei calcoli numerici, lasciando i dettagli della
gestione del lavoro, dell’input e dell’output ai calcolatori minori. Il 6600 fu la più
potente pietra miliare nel calcolo numerico»141.
134
Tavinor G., The Art of Videogames, New York, Wiley & S., 2009, p.34.
Ediger B., Advanced Rails, Sebastopol (CA), O’Reilly, 2007, p. 237.
136
Regis J. Bates - Donald W. Gregory, Voice & data communications handbook, New York,
McGraw-Hill Professional, 2007(5ed.), p. 270.
137
Bozzo M., op. cit., p. 133
138
Leon A. – Leon M., Introduction to Computers, New Delihi, Vikas P.H., 1999, p. 10.2; p.
A-9.
139
Fornaciari W. (a cura di), Sistemi operativi, Milano, Pearson, 2005, p. 332.
140
Un compilatore per la sintesi del suono oggi ancora molto in voga per la Computer Music.
135
- 81 -
Il 1964 fu anche l’anno di nascita del linguaggio BASIC (Beginner’s
All-purpose Symbolic Instruction Code142), sviluppato a Dartmouth dai
professori John Kemeny e Thomas Kurtz che, con il supporto dei loro
studenti, visto lo scopo didattico iniziale, crearono un linguaggio di
programmazione di alto livello «semplice da imparare e utilizzato dai
programmatori principianti»143. Esso farà la storia dell’informatica. Inoltre,
sempre nel 1964 prenderà avvio, dopo un accordo siglato tra IBM e General
Motors, il CAD144 (Computer Aided Design), per il disegno tecnico
attraverso il computer e, presso il Rank Xerox Palo Alto Research Center, si
inizierà a sviluppare la prima LAN (Local Area Network) che, sarà efficace
solo qualche anno più tardi.
Nel 1965 la DEC, in controtendenza con altre aziende che erano ancora
impegnate nello sviluppo di computer grossi e veloci, lancia il primo vero
minicomputer, il PDP-8, che usa moduli di circuiti a transistor, riscuotendo
subito enorme successo facendo la fortuna della DEC, la quale si avvicinò
molto ai livelli di produzione e vendita di IBM145.
Sempre nel 1965 la Olivetti, azienda italiana torinese, presentò alla fiera
di New York il primo calcolatore ideato per l’uso personale, il Programma
101, progettato dall’ingegnere Pier Giorgio Perotto, tra il 1962 ed il 1964,
per il cui design, curato da Mario Bellini, ricevette l’Industrial Design
Award. Il Programma 101 della Olivetti può essere ritenuto a posteriori uno
dei primi PC, infatti, il concetto di personal computer, coniata dalla IBM
qualche anno più tardi, voleva rappresentare macchine create per uso
personale, con un costo accessibile quale era quello del calcolatore Olivetti
(3.200$ quando per l’acquisto di un PDP-8 erano necessari 20.000$) e facile
da programmare. Tutte caratteristiche rispecchiabili nella macchina di
produzione italiana146.
Nel 1965 fu formulata la prima legge dell’ingegnere informatico, e poi
imprenditore, Gordon Moore, futuro fondatore della Intel (1968), convinto
del fatto che la potenza dei microprocessori sarebbe cresciuta in maniera
141
Codice di istruzioni simboliche di utilizzo generale per principianti.
143
McKenzie D. - Sharkey K., Visual Basic.NET. Guida completa, Milano, Apogeo, 2002, p.
9.
144
Cfr. Waters J.K., Blobitecture: waveform architecture and digital design, Beverly (MA),
Rockport Publishers, 2003.
145
Cfr. Stallings W., Architettura e organizzazione dei calcolatori, ed. it. D’Antona O. (a cura
di), Milano, Pearson – Addison Wesley, 2004, p. 34.
146
Cfr. Antoniazza A., Programmare ai tempi del diritto, Trento, Editrice UNI Service, 2009,
p.21.
142
- 82 -
esponenziale, un’ipotesi, poi verificata, del fatto che il numero dei
transistor di un chip147 raddoppiava ogni 18 mesi e il costo dei chip
scendeva in maniera proporzionale alla diminuzione delle dimensioni degli
elementi (downsizing) che costituivano un microprocessore148.
Intanto presso il MIT era stato sviluppato il sistema operativo CTSS149
(Compatible Time-Sharing System) che ricevette le attenzioni di Joseph Carl
Robnett Licklider, direttore dell’Information Processing Research presso
l’ARPA (Advanced Research Projects Agency), un agenzia militare
statunitense dedicata a progetti di ricerca avanzata che svilupperà
ARPANET, quindi INTERNET150. Licklider sostenne il Progetto MAC
(Machine Aided Cognition) per sviluppare il time-sharing e la produzione
del sistema Multics. Il MIT, con la collaborazione della multinazionale
statunitense General Electric Company (GE - fondata nel 1892 e ancora
attiva in molteplici settori tra i quali servizi e tecnologie) e della compagnia
telefonica American Telephone and Telegraph (AT&T)151, iniziò lo
sviluppo di una macchina per la condivisione di memoria, il
multiprocessing e il time-sharing.
Nello stesso anno, presso la Stanford University, si stava perfezionando
il modem acustico, che migliorò la qualità delle reti di computer anche a
lunga distanza. Già dall’anno successivo, infatti, fu impiegato da
associazioni come la Amateur Computer Society (ACS) per la condivisione
e la diffusione di informazioni e novità attraverso delle newsletter152.
Nel 1967 Douglas Engelbart brevettò il mouse come indicatore di
posizione X-Y sullo schermo per gestire ipertesti, ispirandosi ad uno
strumento diffuso tra gli ingegneri, il planimetro. Il mouse «in base a test
esaurienti si dimostrò più efficace della penna luminosa (utilizzata nel
SAGE), del joystick e di altri dispositivi di input»153.
147
CHIP, acronimo di Consolidated Highly Integrated Processor, ovvero processore
consolidato altamente integrato.
148
Cfr. Fracas F., op. cit., pp. 44-45.
149
Cfr. Crisman P.A., Compatible Time-Sharing System, A Programmers’ Guide, 2a ed.,
Cambridge (MA), MIT Press, 1965.
150
Cfr. Lyon M. – Hafner K., La storia del futuro. Le origini di Internet, Milano, Feltrinelli,
1998.
151
American Telephone and Telegraph, è stata la più potente compagnia telefonica
statunitense, tanto da doversi dividere nel 1984 in svariate compagnie, poiché accusata di
monopolizzare il settore della telefonia.
152
Allan R.A., A history of the personal computer: the people and the technology, Ontario
(CA), Allan Publishing, 2001, p.14.
153
Ceruzzi P., op. cit., p.304.
- 83 -
Engelbart e collaboratori presentarono l’Augmented Knowledge Workshop
(laboratorio per l’incremento delle conoscenze) a San Francisco durante la Fall Joint
Computer Conference. Esibirono programmi interattivi tramite l’uso del mouse,
utilizzarono schermi per la proiezione, il tutto mentre erano collegati con Palo Alto
attraverso il computer. Un esperimento audace per quel periodo e, nonostante tutto
fosse andato per il meglio durante la presentazione, le reazioni del pubblico non
accolesero con il giusto entusiasmo ed interesse i primi passi dell’informatica
interattiva154.
Ma i tempi non erano ancora maturi per una tale invenzione, infatti, il
dispositivo sarà sviluppato solo a partire dai primi anni Ottanta da Steve
Jobs, fondatore della Apple Inc., con la progettazione di Lisa e poi di Mac
Intosh.
Sempre nel 1967, David Noble di IBM crea il primo Floppy Disk (8
pollici), ovvero la prima memoria su disco flessibile per la registrazione del
programma iniziale di controllo dei computer. Il sistema è anche conosciuto
come Initial Control Program Load (IPL). Anche se inizialmente furono
creati per servizi interni all’azienda, presto furono adattati per la vendita e
distribuzione dei software155.
Intanto s’iniziò a lavorare allo sviluppo di sistemi di memoria avanzati
con lo scopo di ridurre le dimensioni dei dispositivi e allo stesso tempo
accrescere la capacità di immagazzinamento e gestione dati. Ad esempio, la
Fairchild Semiconductor Inc. era impegnata nello sviluppo della RAM
(Random Access Memory), inizialmente un chip di memoria da 256 byte
contentente oltre mille transistor. Parallelamente IBM iniziò a produrre un
nuovo chip, inventato l’anno prima da uno dei suoi ricercatori, Robert H.
Dennard156, caratterizzato da celle di memoria ad accesso casuale dinamico.
Nella Dynamic Random Access Memory (DRAM) cell, per ogni bit veniva
impiegando un transistor.
Dal 1967, e per tutti gli anni Settanta, Grace Hopper è a capo di un
gruppo di lavoro del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti
(Department of Defense, DOD) per lo sviluppo del linguaggio ADA, dal
154
Ibidem
Jacob B. - Ng S.W.- Wang D.T., Memory systems: cache, DRAM, disk, Burlington (MA),
Morgan Kaufmann, 2007, p.457.
155
156
- 84 -
nome di Lady Ada Byron Lovelace. Il linguaggio era caratterizzato dal
multitasking che permetteva ai programmatori di pianificare molteplici
attività in parallelo al fine di sviluppare e potenziare software di comandi e
controllo del DOD157. ADA fu studiato per sviluppare applicazioni che
rispettassero, ad alto livello, correttezza, sicurezza, affidabilità dei dati, oltre
che la buona manutenibilità. Al di là che nelle applicazioni militari, ADA ha
trovato sviluppo anche nei sistemi bancari, nell’aviazione commerciale, nei
sistemi di comunicazione, nel disegno tecnico, nel controllo di processi di
produzione, ecc.
Nel frattempo, presso il Centro Computer Norvegese, Ole Johan Dahl e
Kristen Nygaard completano una versione general-purpose del SIMULA,
primo linguaggio object-oriented che, insieme al C, sarà alla base del
linguaggio di programmazione C++ il quale verrà sviluppato nei primi anni
Ottanta presso la AT&T158.
All’IBM Robert Tomasulo introduce la pipeline 360/91 (IBM
System/360 Model 91)159, al fine di incrementare le prestazioni mediante un
procedimento che potremmo paragonare ad una catena di montaggio
odierna.
Nel 1968 Robert Noyce, Andy Grove e Gordon Moore lasciano la
Fairchild Semiconductor e fondano la Intel Corporation, che fin dalla
nascita si occupa di componenti per memorie e, dal 1969, grazie ad un
gruppo tecnico composto da Federico Faggin, Stanley Mazor e Masatoshi
Shima, guidato da Marcian Ted Hoff, crea la CPU a 4 bit, denominata Intel
4004. Specifiche e le caratteristiche del processore furono pubblicate
ufficialmente il 15 novembre 1971 su Electronic News dando inizio alla
rivoluzione elettronica: in pochi centimetri di spazio la potenza di calcolo
dell’ENIAC.
«La Fairchild generò 10 affiliate nei suoi primi 8 anni. Anche quando l’impresa
cominciò a vacillare, in parte a causa di problemi di controllo da parte di una casa
157
Deitel H.M. - Deitel P.J., C. Corso completo di programmazione, Milano, Apogeo Editore,
3a ed. 2007, p.8.
158
Ivi, p.12.
159
Cfr. Anderson D.W.-Sparacio F.J.- Tomasulo R.M., “The IBM System/360 Model 91:
Machine Philosophy and InstructionHandling”, pp.8-24 e Tomasulo R.M., “The IBM
System/360 Model 91: An Efficient Algorithm for Exploiting Multiple Arithmetic Units”, pp.
25-33, IBM Journal of Research and Development, Vol. 11, n. 1, Armonk (NY), IMB Corp.,
January 1967.
- 85 -
madre lontana, che non comprendeva bene il business dei semiconduttori, continuò a
generare alcune delle affiliate più innovative nel settore. Entro il 1968 gli 8
ingegneri fondatori dell’azienda erano andati tutti via; alcuni avevano continuato
fondando nuove società, tra questi Robert Noyce, Gordon Moore e Andy Grove che,
senza un business plan scritto, avevano convinto Arthur Rock ad investire 2,5
milioni di dollari nella Intel Corporation»160.
«Nel 1968, la Intel Corporation fu fondata per costruire chip di memoria. Poco
tempo dopo fu avvicinata da un costruttore di calcolatori che voleva una CPU ad un
solo chip per il suo calcolatore e da una fabbricante di terminali che voleva una unità
di controllo ad un solo chip per i suoi terminali. Intel creò questi due chip, il 4004,
CPU a 4 bit, e l’8008, CPU a 8 bit. Queste furono le prime CPU su un unico chip al
mondo. Intel non si aspettava che altri clienti fossero interessati a questi prodotti,
così fece partire una linea a basso volume di produzione. Si sbagliava. Ci fu un
tremendo interesse intorno a quel prodotto e la ditta progettò chip di CPU per usi
generici, che raggiungevano limiti di memoria di 16K dell’8008 (limite imposto del
numero dei piedini nei chip). Questo prodotto diede alla luce l’8080, una piccola
CPU di uso generale. Esattamente come il PDP-8, questo prodotto conquistò di
colpo l’industria e divenne un articolo di mercato di massa. Invece di venderne
migliaia, come aveva fatto la DEC, l’Intel ne vendette milioni»161.
Nel 1969, Gary Starkweather, del laboratorio ricerche Xerox presso
Webster (NY), usando un raggio laser, inizia a sviluppare i processi di
stampa laser162, ma l’idea sarà poi venduta alla HP, che diventerà la
maggior produttrice di stampanti. Nel frattempo, l’interfaccia seriale RS232C163 (seriale poiché invia i dati in serie) diventa lo standard per le
comunicazioni attraverso qualsiasi tipo di computer e periferica. Sempre nel
1969 la Difesa USA commissiona l’ARPANET (Advanced Research
Projects Agency Net) ossia una rete tra le agenzie dedicata e progetti di
ricerca avanzata che riuscirà a connettere vari centri di ricerca negli USA
tramite un sistema di comunicazione a commutazione di pacchetti (packetswitching network). Solo dopo che la Marina Americana, circa trent’anni
160
Saxenian A., Il vantaggio competitivo dei sistemi locali nell’era della globalizzazione.
Cultura e competizione nella Silicon Valley e nella Route 128, in Vacca V. (a cura di), Società
industriale e postindustriale, Vol. 73, Milano, FrancoAngeli, 2002, p.46.
161
Tanenbaum A.S., op. cit., p.26.
162
Cfr. Starkweather G., “Highspeed Laser Printing Systems”, in Ross M.-Aronowitz F. (a cura
di), Laser Applications, Vol. 4, New York, Academic Press, 1980.
163
Cfr. Labrosse J.J., Embedded systems building blocks: complete and ready-to-use modules
in C, San Francisco (CA), Focal Press, 2000.
- 86 -
dopo, toglierà il segreto militare e verrà finalmente reso pubblico164:
diventerà INTERNET.
Negli anni Settanta iniziò una vera e propria rivoluzione industriale
grazie allo sviluppo dei microprocessori da parte di molti scienziati che,
faranno la guerra per accaparrarsene la paternità. L’Intel sarà un colosso in
questo settore con il CUP 4004, il primo esemplare di microprocessore
commerciale creato nella sede di Santa Clara, California165.
Nel 1970, Ken Thompson e Dennis Ritchie, scrivono il linguaggio di
programmazione “B” (ne esisteva già uno con la sigla “A”) e nel 1972,
presso i Bell Laboratories, Dennis Ritchie riscriverà il “B” e battezzerà il
nuovo linguaggio con la lettera “C”, da subito attivo sul DEC PDP-11166,
sul quale verrà programmato MUSIC 11, altro antenato di cSound. Intanto,
Niklaus Wirth, informatico svizzero, progettava un nuovo linguaggio di
programmazione chiamato PASCAL, in onore di Blaise Pascal, per un
migliore sviluppo dei software. Esso consentì ai programmatori di dividere
un programma in due blocchi: “funzioni” e “procedure”. Il PASCAL verrà
adottato da molte università e college167.
Sempre nel 1970 l’IBM lancia i floppy disk 8’’168 come veri e propri
supporti di memoria con una capacità poco più superiore a cento kByte,
mentre nel 1971 l’Intel creò la prima Erasable Programmable Read Only
Memory (EPROM) che poteva memorizzare dati e programmi lasciando la
possibilità all’utente di modificare, riscrivere e riprogrammare il
contenuto169. Nello stesso anno viene applicato il primo microprocessore
Intel ad una calcolatrice da tavolo prodotta dalla Busicom, una società
giapponese; l’Intel 4004 andò a sostituire i 12 chip, precedentemente
contenuti nel circuito della calcolatrice, con un singolo circuito in grado di
accogliere l’intera l’unità centrale di elaborazione (CPU), una memoria
RAM ed una ROM (Read-Only Memory, ovvero memoria di solo lettura)170.
164
Cfr. Andreoli S., “Storia di Intenet”, in Technology Review Italia, La rivista del MIT per
l’innovazione ,1998, n.4, Roma, Tech. Rev. Srl, 1998.
165
Bozzo M., op. cit., p.158
166
Deitel H.M. - Deitel P.J., op.cit., p.8.
167
Bozzo M., op. cit., p.161.
168
La successiva versione, nella metà degli anni Settanta, è conoscita con la sigla Floppy Disk
5 ¼”, mentre, nella metà degli anni Ottanta, la Sony produce il formato 3 ½” caratterizzato da
minori dimensioni fisiche e maggiore capacità di memoria. Oggi i floppy disk sono caduti in
disuso.
169
170
Ceruzzi P.E., op. cit., pp. 258-260.
- 87 -
La seconda metà del Novecento fu caratterizzata anche dal primo messaggio e-mail
via rete, inviato da Ray Tomlinson, ricordato anche per aver inserito nell’indirizzo il
carattere @ (at). Dopo i primi sfortunati tentativi nell’uso dell’e-mail nel 1969 da
parte di Leonard Kleinrock (docente di scienza informatica alla UCLA - University
of California, Los Angeles), nel 1972 Ray Tomlinson, ingegnere della Bolt Beranek
& Newman ed autore del primo software specifico per e-mail, riuscì ad utilizzate per
la prima volta con successo la posta elettronica. Molti personaggi pubblici come la
regina Elisabetta II171 iniziarono presto a farne uso, ma tale sistema di
comunicazione raggiunse una diffusione di massa solo molti anni dopo (inizio anni
Novanta).
Nel 1972 la Hewlett-Packard realizza il primo calcolatore scientifico
portatile, l’HP 35, una macchina che rivoluzionerà l’esecuzione dei calcoli
per gli scienziati e per gli utenti comuni172.
In quel periodo iniziava anche a crescere la voglia degli amatori di
possedere un computer personale. Infatti, molti si “accontentarono” anche
del microcomputer digitale MITS 816 (della Micro Instrumentation and
Telemetry Systems)173, il primo computer ad adottare come CPU il
processore Intel 8008 (evoluzione del 4004), anche se non era accessoriato
né di display né di tastiera. Tra i costruttori inizia a prendere piede l’idea di
realizzare dei Personal Computer (PC) come il DEC PDP 11/45174, o lo
Xerox ALTO con l’innovativo schermo verticale, anche se il problema
maggiore rimaneva quello dei costi sempre molto elevati e che impedivano
una diffusione di massa.
Nel 1973 la SHARP, una società giapponese, lavora allo sviluppo del
Liquid Crystal Display (LCD), tecnologia che sarà impiegata per gli attuali
schermi. Intanto il progetto della Advanced Research Projects Agency
(ARPA) andava sviluppando il network in senso esteso per ampliare le reti
locali (LAN, Local Area Net) rappresentata da ETHERNET, ideata da
Robert Metcalfe e del suo assistente David Boggs.
171
Guidotti E., Dove ci porta Internet. Una crisi annunciata e molte opportunità, Milano,
FrancoAngeli, 2002, p.160.
Cfr. Bozzo M., op. cit., p. 67.
173
Petersen J.K., op. cit., p. 629.
174
Ware W.H., RAND and the information evolution: a history in essays and vignettes, Santa
Monica (California), Rand Corporation, 2008, p.127
- 88 -
È il periodo nel quale MOTOROLA presenta la CPU 6800, un
processore disegnato da Chuck Peddle e Charlie Melear, che in poco tempo
ebbe una buona diffusione, soprattutto nei dispositivi industriali.
A metà degli anni settanta il computer inizia ad entrare in maniera più
concreta nell’uso di massa anche grazie a pubblicazioni175 come quella del
1975 sulla rivista Popular Electronics, la quale presenta l’Altair 8800 (della
compagnia americana Micro Instrumentation and Telemetry Systems MITS), come primo Personal Computer. Paul Allen e Bill Gates iniziano a
sviluppare il software per il neonato microcomputer.
Parte la corsa alla produzione di PC da parte di molte aziende con
prodotti del tipo l’IMSAI 8080, molto simile all’Altair 8080, o l’IBM 5100
(l’antenato del PC IBM 5150 del 1980) che avrà molto successo anche se i
prezzi non erano ancora per la grande massa. Proprio l’intento di abbattere i
costi, fece sì che molte aziende lanciarono kit di PC che l’acquirente stesso
avrebbe dovuto assemblare dopo l’acquisto. L’idea riscosse un certo
successo tanto che molti appassionati iniziarono ad introdurre anche idee
personali, tale era la smania di autocostruirsi un personal computer.
Nel 1976, dato l’impegno scientifico ed economico che nel frattempo
veniva ancora prestato allo sviluppo dei mainframe, la Cray Research
annunciò il costosissimo supercomputer, il Cray-1.
Nello stesso anno, la South-West Technical Products Corporation,
dapprima intenta nella produzione di amplificatori e preamplificatori HI-FI,
dà vita al primo computer Motorola, l’SWTPC 6800.
Vengono man mano migliorati e sviluppati oltre ai componenti legati al
computer (stampanti laser e poi, nel 1976, quelle a getto d’inchiostro della
IBM e della Epson, come l’MX-80 del 1978) con alte prestazioni a basso
costo. Anche i linguaggi di programmazione risultavano molto più facili,
intuitivi ed accessibili. Sempre in quegli anni, IBM produce il Sistema 32,
un nuovo computer per piccole aziende, poco ingombrante che comprende
anche la stampante. È molto affidabile con costi accessibili, programmabile
con il linguaggio IBM RPG. Avrà molto successo anche in Italia.
L’evoluzione di sistemi IBM per piccole e medie imprese, dal S/32,
S/34, S/38, poi S/36 e ancora l’AS/400, porteranno all’evoluzione della
famiglia I-Series.
È sempre del 1976 Apple I di Steve Jobs e Steve Wozniak, al quale fece
seguito nell’anno successivo dall’Apple II, il computer che aprirà la strada
alla capillare diffusione degli home computer, vista l’accessibilità dei
175
Roberts H.E. - Yates W., “Altair 8800 minicomputer, part I”, in Popular Electronics, vol.7,
n.1, Gennaio 1975, New York, Ziff-Davis Publishing Company, 1975, pp. 33-49.
- 89 -
programmi di videoscrittura, dei fogli di calcolo come la VISICALC del
1978 (ma anche di giochi ed altro). Risultava già fornito di grafica a colori.
Gli sviluppi apportati alle successive versione dell’Apple II ebbero un
grande impatto con il pubblico grazie anche a intense campagne
pubblicitarie.
Nel 1977 Bill Gates e Paul Allen fondano la Microsoft (nome registrato
alla fine del 1976). Nello stesso anno Commodore e Tandy forniscono di
monitor i loro PC evitando ai clienti l’obbligo della connessione al
televisore di casa.
Mentre in Giappone e a Chicago iniziano i primi collaudi per i telefoni
cellulari, aziende come Motorola, Intel, IBM stanno facendo passi da
gigante nello sviluppo dei microprocessori. Seagate, nel frattempo,
perfezionava il disco magnetico.
L’invenzione del modemo disco magnetico, così come oggi lo
conosciamo risale al 1979 quando Seagate, la casa americana di componenti
per computer, mise in commercio il modello ST506. Sull’ST506 potevano
essere immagazzinati solo 5 mb di dati ma la sua tecnologia, basata sull'idea
di un disco rotante simile ai comuni dischi musicali, era già molto
promettente. Nei PC, i dischi rigidi, con una capacità iniziale di appena 20
MB, cominciarono a essere integrati all'intemo del computer solo nel 1984,
grazie alla commercializzazione dei primi 80286. I dischi rigidi sono
sostanzialmente dei grandi magazzini, molto capienti, dove le informazioni
vengono organizzate e memorizzate sotto forma di file176.
Nel 1979 Motorola presenta il processore 68000 a 16 bit177, che verrà
poi inserito nei futuri calcolatori Macintosh. Intanto, Intel annuncia l’8088,
un chip che sarà alla base del futuro PC IBM, il cui primo prototipo del
1980, disegnato da Donald Estridge e collaboratori, fu inviato alla
Microsoft entro la fine dell’anno, per lo sviluppo di un sistema operativo
compatibile. Il 12 agosto 1981 fu prodotto il primo PC IBM che passò alla
storia per aver affermato il Desktop come modello standard che verrà presto
clonato da molte aziende come la Columbia Data Products o la Compaq.
Nel settembre del 1982 la Commodore International, la prima azienda
che mise in commercio un calcolatore elettronico compatto con costi
accessibili alla massa, dopo il successo riscosso dal VIC-20178 (prodotto dal
1980 il cui hardware era implementato in un solo contenitore che nella parte
176
Fracas F., op. cit., p. 96.
Di Micco A. – Di Micco A., MM-12. Sistema hardware e software di comunicazione Midi,
Napoli, CSMA, 1998. Un’applicazione di comunicazione MIDI tra due processori
MOTOROLA 68000, scritta in assembly.
178
Il mio primo home computer.
177
- 90 -
superiore presentava una tastiera), lancia sul mercato il Commodore 64, che
sarà uno dei computer più venduti prodotto fino al 1993, con prestazioni
superiori e un costo molto più accessibile rispetto al suo rivale della Apple.
Ebbe un successo da guinnes dei primati per la semplicità con cui poteva
essere utilizzato e per la facilità di programmazione in linguaggio BASIC
oltre ad una diretta interazione con il sistema operativo.
Il Commodore 64 era stato ideato per il gioco e non per attività aziendali
o di ricerca scientifica. Appassionerà molti giovani ad inoltrarsi nel mondo
del software.
Il completamento, nel 1983, del protocollo TCP/IP segnò la creazione di
un internet globale, e intanto nei laboratori AT&T Bell, Bjarne Stroustrup
sviluppava il C++, un’estensione Object Oriented del linguaggio C,
attraverso il quale fu anche sviluppato il compilatore cSound nella metà
degli anni Ottanta.
Nel Gennaio 1984, mentre Sony e Philips erano pronti al lancio dei
primi CD-ROM con 640 MByte di capacità di memoria, la Apple presentò
il PC Macintosh, una macchina interamente grafica, accessibile nel prezzo,
anche se più cara di un PC IBM. Presentava il monitor in bianco e nero
integrato con la CPU, una tastiera molto sensibile ed un mouse a un solo
tasto.
La scoperta del mouse da parte di Steve Jobs avviene, tanto per
cambiare, nell’ormai celebre centro ricerche PARC di Xerox, in cui il
dispositivo era stato abbinato al prototipo di controllo grafico che tanto aveva
entusiasmato il fondatore di Apple179.
Il Macintosh si presentava con un’interfaccia grafica semplice ed
accattivante con icone che rappresentavano le diverse cartelle e il cestino
per i documenti da eliminare, inoltre, predisponeva dei dispositivi di
memorie floppy ed un disco fisso. Infine, era già corredato di scheda grafica
e semplici editor di testi e di disegno. Grazie alla sua originalità, il
Macintosh ottenne un indiscutibile successo, nonostante la sua chiusara
verso gli altri tipi di calcolatori, che fu anche la caratteristica che proteggerà
la APPLE dalle imitazioni (diversamente da IBM che creò macchine aperte
ma facilmente clonabili), dopo alcuni anni la stessa casa produttrice Apple,
sentendosi penalizzata, avvertirà la necessità di aprirsi allo scambio delle
informazioni.
Mentre continua a crescere la capacità dei microprocessori di Motorola e
di Intel, anche la velocità dei supercomputer raggiunge nel 1985 un
179
Giakomix J., Steve Jobs: giù le mani dal guru, Milano/Roma, Bevivino Editore, 2009, p.34.
- 91 -
miliardo di operazioni al secondo con il CRAY 2 che solo l’anno dopo nella
versione CRAY XP a 4 processori, effettuerà 713 milioni di operazioni a
virgola mobile al secondo che diventeranno 16 miliardi nel 1991.
Sempre nel 1985 la Commodore presenta Amiga 1000 che, con
innovative caratteristiche grafiche e sonore, può essere definito uno dei
primi veri computer con caratteristiche multimediali di pregevole livello. La
serie Amiga 1000, prodotta fino a metà degli anni Novanta, anni in cui finì
in bancarotta la Commodore, venne mostrata per la prima volta a New York
durante un evento al quale presero parte anche Andy Warhol e Debby
Harrie che diedero il loro contributo per sbalorditive dimostrazioni sulla
capacità del nuovo calcolatore della Commodore basato sul
microprocessore Motorola 68000 ed un sistema operativo multitasking a
finestre e icone, oltre che un sonoro e una grafica innovativi e senza
confronti rispetto ai PC di quel periodo. A causa del costo abbastanza
elevato, o comunque superiore a quello del clone concorrente Atari ST, non
ebbe subito grandissima diffusione fino a quando fu sviluppata una versione
più economica.
Sempre nel 1985 Microsoft sviluppò Windows 1.0, introducendo
caratteristiche tipiche del Macintosh nei computer DOS compatibili, mentre,
Intel presentò il chip 80386 a 32 bit con memoria gestibile sul chip stesso.
Paul Brainard, intanto, aveva programmato PageMaker, il primo editoriale
per PC desktop, da subito introdotto sui Macintosh e poi sui PC IBM
compatibili.
Furono anni molto intensi, dove il mercato guidava le scelte per la
produzione di questo o quel tipo di calcolatore, dove anche i cloni
trovavano spazio causando danni elevati ad aziende come IBM che fu
minata proprio per l’apertura che aveva avuto nella programmazione dei
suoi PC.
Nel 1988 la nuova serie Motorola di processori Risc 88000 a 32 bit
offriva grandi prestazioni nella velocità con 17 milioni di istruzioni al
secondo. Nello stesso anno Barry Boehm aveva ideato il modello a spirale
per lo sviluppo del software, un sistema incrementale per la progettazione.
L’anno successivo Tim Berners-Lee propone il progetto World Wide
Web al CERN e nel 1990 scrive il prototipo iniziale per il WWW. Sviluppa
anche altri protocolli e linguaggi come URL, HTML e HTTP.
Sempre nel 1990 Microsoft distribuisce Windows 3.0, la prima versione
utilizzabile in maniera più concreta e che ricordava molto il sistema
operativo del Macintosh prodotto da Apple causando forti dispute legali.
Intanto IBM e HP annunciano dei computer basati su processore RISC.
- 92 -
L’anno successivo IBM, Motorola ed Apple si alleano per la creazione
del PowerPC, mentre, Linux Torvalds realizzò la prima versione del sistema
operativo LINUX. Nel 1994 fonderà la Red Hat Linux.
Il 1993 vede la nascita del Pentium Intel e, l’anno dopo, Jim Clark e
Marc Andreesen fondano la Netscape Communications (già Mosaic
Communications) e creano il primo browser per la navigazione del Web.
Microsoft inizia la vendita di Windows 95 nel 1995 vendendo in soli
quattro giorni un milione di copie. In quello stesso anno nasce il linguaggio
di programmazione Java, una struttura indipendente per lo sviluppo di
molteplici applicazioni. Inoltre, viene lanciata l’USB (Universal Serial Bus)
come nuovo standard di porta per la comunicazione per PC la quale favorirà
e velocizzerà, grazie alla versione USB 2, la connessione di innumerevoli
dispositivi al calcolatore elettronico ( mouse, scanner, fotocamere, webcam,
Hard Disk portatili, memorie pen drive, stampanti, tastiere, modem,
interfacce di varia natura videogames, dispositivi industriali, schede audio,
mixer digitali, ecc.).
Nel 1997, mentre Sergey Brin e Larry Page iniziavano a lavorare a
Google, Microsoft lanciò Office 97, annunciò l’uscita di Windows 98 e
acquistò il network WebTV per 450 milioni di dollari. Bill Gates era
diventato uno degli imprenditori più ricchi del mondo. Microsoft investì
150 milioni di dollari nella Apple Computer Corp. per lo sviluppo di
software per Apple, che intanto, distribuisce il nuovo Mac OS 8 e accetta di
adottare Explorer come browser prescelto per i computer Macintosh.
Nello stesso anno vengono mostrate, in tempo reale, le immagini
registrate da un robot sulla superficie di Marte ed inviate al sito web della
NASA, con un’ondata record di accessi.
Nel 1998 la Apple introdusse i primi iMac e debuttano sul web Google e
PayPal. L’anno successivo l’Institute of Electrical and Electronic Engineers
(IEEE) annuncia la realizzazione della 802.11b come standard per le
Wireless Networks.
Nel 2000, Microsoft, che solo l’anno prima era stata accusata di
monopolizzare il mercato dell’informatica, è pronta per l’uscita di Windows
2000 e Windows ME. Intel lancia sul mercato il processore Pentium 4.
L’anno successivo Apple produce l’iPod che supporta il formato MP3
ottenendo un enorme prestigio rispetto ad altri supporti presenti sul mercato.
Gli utenti Windows dovranno attendere fino al 2002 prima di poter
usufruire del software per supportare gli iPod, che allora funzionava solo
con il Macintosh.
Nel 2001 appaiono sul mercato Windows XP di Microsoft, oltre ad altre
tecnologie avanzate come l’auricolare Wireless Bluetooth. L’anno
- 93 -
successivo diventa operativo in Giappone il più potente supercomputer con
35 milioni di operazioni al secondo.
Nel 2003 l’iTunes, diventa lo spazio per scaricare e acquistare musica
on-line in modo legale, ottenendo un grandissimo successo. Nel 2005
appaiono sul web YouTube e Facebook.
Sempre nel 2005 la Apple lancia sul mercato il Mac OS X 10.5, detto
Tiger, e nel 2007 continua ad avere grande successo grazie alla vendita
della iPhone. Intanto appare Windows Vista.
Internet è giunto ad un tale grado di diffusione tanto da diventare lo
strumento privilegiato per la corrispondenza, per il gioco ed il tempo libero,
per lo scambio di informazioni, per la diffusione di informazioni, soprattutto
di tipo pubblicitario. Ad esempio, la Apple, che da venticinque anni
partecipava al Macworld Conference & Expo di San Francisco (una fiera
annuale dedicata al mondo Apple organizzata dalla testata giornalistica
americana Macworld), abbandona la fiera e predilige internet ed i negozi
specializzati per far conoscere i propri prodotti.
Intanto il telefono cellulare è diventato intelligente, integrando
all’interno un computer in grado si navigare in rete, oltre a fotocamera con
flash a led, videocamera, lettore musicale ed infinite altre applicazioni. Nel
2009 vengono lanciati sul mercato gli smartphone (per consumatori esperti
e grandi utilizzatori di Internet), dotati di sensori multitouch, un potente
processore e connessioni veloci.
I supporti per la memorizzazione sono diventati sempre più capienti e
sempre più piccoli, tanto che i MINI-CD da otto centimetri di diametro
sembrano già obsoleti.
Anche i collegamenti stanno evolvendo verso la direzione wireless
(senza fili), ad eccezione della PoE (Power over Ethernet), una tecnologia
che, tramite gli stessi cavi di rete, consente contemporaneamente il trasporto
di energia elettrica per l’alimentazione dei calcolatori. Molti supporti di
input e output si sono sganciati dal computer grazie alla tecnologia wireless
come ad esempio, solo per citarne alcuni, le stampanti, i mouse e le tastiere.
Il mercato, e quindi anche la ricerca, si sta spingendo sempre più verso la
riduzione dell’ingombro dell’hardware, oltre che mirare all’abbattimento
dei costi e a garantire maggiori prestazioni nonchè affidabilità dei prodotti.
- 94 -

Cap. 5 - Il calcolatore elettronico

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