La storia dei calcolatori


Generazione 0: I calcolatori meccanici.

• Il primo a costruire macchine calcolatrici automatiche fu lo scienziato francese Blaise Pascal che, nel 1642 (a 19 anni), realizzò un dispositivo a ingranaggi, azionati per mezzo di una manovella e in
grado di effettuare addizioni e sottrazioni, che chiamò pascalina.


• Nel 1834, Charles Babbage, realizzò l’analytical engine il primo dispositivo in grado di supportare funzioni diverse in base al tipo di programma che veniva caricato. Il sistema, completamente meccanico, consisteva di quattro parti, la memoria , l’unità di calcolo , l’input (tramite schede perforate) e l’output (tramite schede perforate).

Generazione 1: Valvole termoioniche e relè:

Sono i primi calcolatori elettrici e digitali. Valvole termoioniche, relè e transistor si basano sullo stesso principio: permettono di memorizzare una informazione binaria (0 o 1).

• COLOSSUS (1943) è nato dall’esigenza di decodificare i messaggi criptati (tramite la macchina ENIGMA) che i generali tedeschi si passavano durante la seconda guerra mondiale. Alan Turing contribuì alla sua programmazione.

• ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) costituito da 18000 valvole e 3000 relè, è nato come progetto per calcolare le tabelle per il puntamento dell’artiglieria pesante. Pesava 30 tonnellate, era basato su aritmetica decimale, possedeva 20 registri ed era programmabile tramite 6000 interruttori multi-posizione e da una moltitudine di cavi.

• IAS, denominata macchina di Von Neumann, rappresenta uno dei più importanti punti di riferimento dell’ingegneria informatica poiché la sua architettura è tuttora alla base della maggior parte dei calcolatori digitali.
Idea fondamentale di Von Neumann è quella di memorizzare anche i programmi (e non solo i dati) in forma numerica nella memoria riducendo drasticamente i tempi di programmazione tramite
interruttori.


• IBM 701 è il primo computer (2048 parole da 36 bit) prodotto da IBM . Nei dieci anni seguenti IBM divenne leader del mercato con una serie di calcolatori a valvole termoioniche via via più potenti (IBM 704, IBM 709).


Generazione 2: Il transistor

Il transistor fu inventato nel 1948 ai Bell Labs e fruttò ai suoi inventori il premio Nobel per la fisica.

• PDP-1, prodotto dalla DEC, rappresenta il primo minicalcolatore. Il progetto basa il suo punto di forza non tanto sulla potenza ma sul prezzo. Il PDP-1 era infatti oltre 10 volte meno costoso (120K$) della macchina più potente di quel periodo (IBM 7090, alcuni M$), ma solo due volte più lento. Ne furono vendute decine. Sul PDP-1, che era dotato di display grafico, alcuni studenti dell’MIT programmarono il primo videogioco della storia: spacewar
• PDP-8 (molto più economica: 16K$) presenta una grande innovazione: il bus. Un bus è un insieme di fili usato per collegare i componenti di un calcolatore. Ne furono venduti 50000.
• CDC 6600 realizzato dalla CDC (Control Data Corporation) rappresenta la prima macchina parallela della storia, destinata al calcolo. Al suo interno coesistevano diverse unità funzionali preposte a compiti diversi (addizioni, sottrazioni, divisioni, ecc.). Al momento della sua uscita sul mercato CDC 6600 era dieci volte più veloce della macchina più potente di quei tempi.

Generazione 3: I circuiti integrati

I circuiti integrati, inventati nel 1958 da Robert Noyce, permisero di inserire dozzine di transistor su una singola piastrina di silicio e quindi favorirono la costruzione di calcolatori più piccoli, più veloci e meno costosi.

• IBM 360: rappresenta la prima famiglia di calcolatori, esistevano infatti 4 modelli con prestazioni via via crescenti. Un’innovazione molto importante introdotta con questo computer è la possibilità di avere più programmi in memoria (multiprogrammazione) cosicché, mentre si aspettava il completamento dell’input/output, si poteva eseguire un altro programma. Inoltre, la famiglia IBM 360 permetteva l’emulazione dei modelli precedenti IBM (1401 e 7094), grazie alla
microprogrammazione, in modo eliminare il problema di riscrittura del codice nel passare ai nuovi calcolatori. Già allora esisteva il problema della compatibilità.

Generazione 4: Very large scale integration.

Dagli inizi degli anni ’80 i progressi della tecnologia hanno permesso di integrare su un singolo chip un numero sempre crescente di transistor (attualmente milioni) riducendo enormemente il costo dei calcolatori fino al punto in cui anche un singolo individuo poté possederne uno. Comincia così l’era dei personal computer (PC).

• IBM 5150 (IBM PC): è il primo personal computer. Dotato del sistema operativo MS-DOS raggiungerà velocemente una diffusione enorme e sarà seguito da un’ampia famiglia di processori. IBM decide di pubblicare schemi e dettagli dell’architettura per semplificare il progetto di schede di espansione: questo da il via all’industria dei cloni compatibili IBM.
Il sistema operativo MS-DOS fu fornito da una (allora piccola) azienda: la Microsoft Corporation di proprietà di Bill Gates.

Altre società tra cui Commodore, Atari, Sinclair ed Apple realizzarono personal computer non basati su chip Intel. L’unico oggi sopravvissuto è Apple grazie al successo del Macintosh il primo computer con una GUI (Graphical User Interface) simile a quelle odierne.

• Il primo portatile fu l’Osborne-I con un peso (non trascurabile) di 11 Kg. A breve Compaq produsse il primo clone di PC IBM portatile e divenne leader di tale mercato.

• Intel continuò a produrre CPU sempre più potenti: degno di nota il 386 del 1985. Gli attuali Pentium sono ancora fortemente basati su questa architettura.

• Un passo in avanti, dovuto principalmente al passaggio dell’architettura da 32 a 64 bit fu fatto nel 1992 quando DEC introdusse Alpha. Solo recentemente però si sta assistendo al passaggio 32 → 64 bit, soprattutto nei server di fascia alta.


Generazione 5: Computer invisibili e computazione onnipresente (ubiquitous computing)

Nel 1981 il governo giapponese annuncio di voler stanziare 500 M$ per aiutare società locali nella realizzazione della V generazione di computer basati su intelligenza artificiale. Il progetto però fallì essendo probabilmente un’idea visionaria non possibile con la tecnologia esistente. Quella che possiamo oggi definire la V generazione di computer è legata soprattutto alle forti riduzioni di dimensioni e integrazione in altri oggetti (sistemi embedded).

• Nel 1993 Apple introduce Newton (con dispositivo di scrittura a mano libera), aprendo la strada agli odierni PDA (Personal Digital Assistants).

• Molto più importanti sono i cosidetti “computer invisibili” in quanto integrati (embedded) all’interno di altri apparati quali ad esempio:
- elettrodomestici
- giocattoli
- orologi
- carte di credito