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informatica appunti storia dei computer, Appunti di Informatica

La storia dei computer l'evoluzione

Tipologia: Appunti

2019/2020

Caricato il 13/05/2020

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LA NASCITA DEL COMPUTER
Introduzione
Il computer ha sicuramente rivoluzionato le nostre vite. La storia della sua ideazione si intreccia con gli eventi che
hanno segnato la storia recente e con i cambiamenti sociali e culturali che l’evoluzione tecnologica ha spesso
contribuito ad innescare o accelerare. I moderni elaboratori, in particolare, come molte delle invenzioni del XX secolo,
sono nate per fini militari durante la seconda guerra mondiale; tuttavia gli effetti di questa rivoluzione tecnologica e
degli sviluppi teorici che l’hanno accompagnata si sono estesi ben oltre le esigenze dettate dal conflitto bellico,
influenzando profondamente ogni settore della società ed ogni campo della conoscenza.
Da una prospettiva storica, il computer può essere visto come il risultato di un lungo processo di miglioramento dei
sistemi di calcolo le cui origini sono vecchie quanto la civiltà umana. Di seguito vengono ripercorse alcune delle tappe
più significative del percorso che ha condotto dai primi rudimentali strumenti di calcolo allo sviluppo del computer
moderno. Nel far questo si è cercato di porre l’attenzione non solo sui progressi tecnologici, ma anche sul contesto in
cui questi sono maturati e sulle figure che ne sono state gli artefici.
Dalle origini alle prime macchine calcolatrici
Se si escludono l’abaco (inventato dai cinesi circa 4000 anni fa) e tutti gli antichi strumenti meccanici per il calcolo
usati dall’uomo nell’ambito della navigazione e dell’astronomia, si deve attendere il XVII secolo per vedere il primo
esempio di macchina calcolatrice.
Intorno alla metà del XVII secolo, il filosofo francese Pascal realizzò la Pascalina, ottimizzata per operazioni di
somma e sottrazione; sulla base di questa, qualche anno dopo (1673) il matematico Leibniz realizzò una macchina
capace di moltiplicare e dividere.
In realtà sembra che la prima macchina calcolatrice fosse la macchina di Wilhelm Schickard, che precedette di
circa una ventina di anni quelle di Pascal e Leibniz.
Queste macchine erano costituite da una serie di ruote dentate(come gli orologi) e funzionavano in maniera simile ad un
abaco.
Leibniz e il calculus ratiocinator
Nel 1670, ignaro delle invenzioni di B.Pascal e di W.Schickard, il grande matematico e filosofo tedesco si immerse
nella progettazione di una macchina che non fosse una semplice calcolatrice, ma che fosse in grado di eseguire
ragionamenti logici, elaborando proposizioni linguistiche alla stessa stregua di espressioni matematiche.
Egli sognava, in effetti, di creare un linguaggio matematico speciale, attraverso il quale scrivere una specie di
enciclopedia della conoscenza umana. Questo linguaggio sarebbe stato costituito da simboli matematici manipolabili
attraverso regole deduttive. Leibniz chiamò questo programma calculus ratiocinator. Tale macchina sarebbe stata in
grado di dirimere, attraverso il semplice calcolo, qualunque controversia intellettuale pervenendo alla soluzione
migliore sulla base delle informazioni disponibili.
Anche se Leibniz non rius a realizzare il suo ambizioso progetto, contribuì all’elaborazione della logica
simbolica, che fu successivamente sviluppata da George Boole(1815-1864) e Gottlob Frege(1848-1925).
Telaio di Jacquard
Un altro decisivo passo nella direzione dei moderni calcolatori venne fatto con l’invenzione del
telaio di Jacquard.
Nel 1802, l'imprenditore francese J. M. Jacquard pensò d'introdurre nei telai di legno della sua
azienda di Lione, che produceva stoffe, delle lunghe schede di cartone forato: ad ogni scheda
corrispondeva un preciso disegno, formato da forellini.
Il dispositivo di lettura delle schede era costituito da file di aghi che potevano attraversare solo
dove c'erano i fori: i fili venivano così alzati automaticamente permettendo il passaggio della
trama e il lavoro procedeva molto più in fretta, aumentando la produzione.
La reazione degli operai fu immediata: i telai di Jacquard rischiavano di gettare in miseria i 4/5
della popolazione di Lione. Il Consiglio della città gli ordinò di distruggerla.
Tuttavia, nel 1812 operavano in Francia già 11.000 telai a scheda perforata. Dieci anni dopo la macchina era diffusa in
Inghilterra, Germania, Italia, America e persino in Cina.
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LA NASCITA DEL COMPUTER

Introduzione

Il computer ha sicuramente rivoluzionato le nostre vite. La storia della sua ideazione si intreccia con gli eventi che hanno segnato la storia recente e con i cambiamenti sociali e culturali che l’evoluzione tecnologica ha spesso contribuito ad innescare o accelerare. I moderni elaboratori, in particolare, come molte delle invenzioni del XX secolo, sono nate per fini militari durante la seconda guerra mondiale; tuttavia gli effetti di questa rivoluzione tecnologica e degli sviluppi teorici che l’hanno accompagnata si sono estesi ben oltre le esigenze dettate dal conflitto bellico, influenzando profondamente ogni settore della società ed ogni campo della conoscenza. Da una prospettiva storica, il computer può essere visto come il risultato di un lungo processo di miglioramento dei sistemi di calcolo le cui origini sono vecchie quanto la civiltà umana. Di seguito vengono ripercorse alcune delle tappe più significative del percorso che ha condotto dai primi rudimentali strumenti di calcolo allo sviluppo del computer moderno. Nel far questo si è cercato di porre l’attenzione non solo sui progressi tecnologici, ma anche sul contesto in cui questi sono maturati e sulle figure che ne sono state gli artefici.

Dalle origini alle prime macchine calcolatrici

Se si escludono l’abaco (inventato dai cinesi circa 4000 anni fa) e tutti gli antichi strumenti meccanici per il calcolo usati dall’uomo nell’ambito della navigazione e dell’astronomia, si deve attendere il XVII secolo per vedere il primo esempio di macchina calcolatrice. Intorno alla metà del XVII secolo, il filosofo francese Pascal realizzò la Pascalina , ottimizzata per operazioni di somma e sottrazione ; sulla base di questa, qualche anno dopo (1673) il matematico Leibniz realizzò una macchina capace di moltiplicare e dividere. In realtà sembra che la prima macchina calcolatrice fosse la macchina di Wilhelm Schickard , che precedette di circa una ventina di anni quelle di Pascal e Leibniz. Queste macchine erano costituite da una serie di ruote dentate(come gli orologi) e funzionavano in maniera simile ad un abaco.

Leibniz e il calculus ratiocinator

Nel 1670, ignaro delle invenzioni di B.Pascal e di W.Schickard, il grande matematico e filosofo tedesco si immerse nella progettazione di una macchina che non fosse una semplice calcolatrice, ma che fosse in grado di eseguire ragionamenti logici, elaborando proposizioni linguistiche alla stessa stregua di espressioni matematiche. Egli sognava, in effetti, di creare un linguaggio matematico speciale, attraverso il quale scrivere una specie di enciclopedia della conoscenza umana. Questo linguaggio sarebbe stato costituito da simboli matematici manipolabili attraverso regole deduttive. Leibniz chiamò questo programma calculus ratiocinator. Tale macchina sarebbe stata in grado di dirimere, attraverso il semplice calcolo, qualunque controversia intellettuale pervenendo alla soluzione migliore sulla base delle informazioni disponibili. Anche se Leibniz non riuscì a realizzare il suo ambizioso progetto, contribuì all’elaborazione della logica simbolica, che fu successivamente sviluppata da George Boole(1815-1864) e Gottlob Frege(1848-1925).

Telaio di Jacquard

Un altro decisivo passo nella direzione dei moderni calcolatori venne fatto con l’invenzione del telaio di Jacquard. Nel 1802, l'imprenditore francese J. M. Jacquard pensò d'introdurre nei telai di legno della sua azienda di Lione, che produceva stoffe, delle lunghe schede di cartone forato: ad ogni scheda corrispondeva un preciso disegno, formato da forellini. Il dispositivo di lettura delle schede era costituito da file di aghi che potevano attraversare solo dove c'erano i fori: i fili venivano così alzati automaticamente permettendo il passaggio della trama e il lavoro procedeva molto più in fretta, aumentando la produzione. La reazione degli operai fu immediata: i telai di Jacquard rischiavano di gettare in miseria i 4/ della popolazione di Lione. Il Consiglio della città gli ordinò di distruggerla. Tuttavia, nel 1812 operavano in Francia già 11.000 telai a scheda perforata. Dieci anni dopo la macchina era diffusa in Inghilterra, Germania, Italia, America e persino in Cina.

Come spesso accade, non si capì subito la potenzialità della sua invenzione in campo matematico: per la prima volta si introduceva il concetto di logica binaria (1=foro presente, 0=foro assente) e di programmazione in tempo reale di un macchinario; non a torto è oggi considerata come una delle invenzioni che hanno maggiormente influenzato lo sviluppo dei moderni calcolatori.

Charles Babbage: macchina analitica e differenziale

Eminente professore di matematica all'università di Cambridge(occupò la prestigiosa cattedra che era stata in passato di Isaac Newton e che è attualmente di Stephen Hawking ), Charles Babbage (1792-1871) dedicò tutta la vita allo studio di due macchine calcolatrici, una differenziale, l'altra analitica , che precorrevano largamente i tempi. Il primo modello di macchina differenziale da lui progettata avrebbe potuto eseguire calcoli fino all’ottava cifra decimale, ed era stata concepita per calcolare e stampare direttamente tavole matematiche e astronomiche sfruttando un particolare metodo di calcolo, noto come il metodo delle differenze. La necessità di automatizzare i calcoli e la stampa delle tabelle era dettata dall’elevata percentuale di errori riscontrati nelle tabelle disponibili all’epoca, dovuti in parte ad errori di calcolo e in parte ad errori di stampa. Nonostante i numerosi tentativi, Babbage non riuscì mai a completare la realizzazione della macchina a causa delle difficoltà tecniche per il montaggio dei componenti meccanici richiesti, per la notevole precisione meccanica necessaria nella preparazione di ogni singolo componente e, soprattutto, per la mancanza di fondi sufficienti. Babbage progettò un modello più avanzato della sua macchina alle differenze, ancora più mastodontica. Il progetto prevedeva 8000 componenti e la macchina finale avrebbe avuto un peso di 5 tonnellate!(Sulla base dei suoi progetti ne sono state realizzate delle riproduzioni funzionanti). Ma particolarmente importante è il progetto della macchina analitica. A differenza di quella differenziale orientata ad uno specifico compito, quella analitica nelle intenzioni di Babbage era stata progettata per essere in grado di risolvere qualsiasi tipo di calcolo sulla base di un programma scritto su una serie di schede perforate, idea che egli derivò dal telaio meccanico di Jacquard. Altre schede erano impiegate per memorizzare costanti e dati numerici. L’architettura della macchina anticipa in maniera impressionante quella che sarebbe divenuta l’architettura dei primi elaboratori. Disponeva, infatti, di una rudimentale forma di memoria, di dispositivi di ingresso, di un’unità di calcolo e di controllo.

Ada Lovelace

Augusta Ada Byron matematica inglese, meglio nota come Ada Lovelace(nome che assunse dopo il matrimonio con William King, Conte di Lovelace), era figlia del poeta Lord Byron e della matematica Annabella Milbanke. Il padre abbandonò moglie e figlia pochi mesi dopo la sua nascita, e non le rivide mai più. Su iniziativa della madre, terrorizzata dall'idea che Ada potesse dedicarsi alla poesia come suo padre, venne educata all'età di 17 anni in matematica da Mary Somerville e successivamente da Augustus De Morgan, professore alla University of London, che si occupò di introdurre Ada a studi di livello più avanzato (fatto inconsueto per una donna del suo tempo) di algebra, di logica, di calcolo. Il 5 giugno 1833 ad un ricevimento tenuto dalla Somerville, Ada ebbe modo di incontrare Charles Babbage , all'epoca vedovo quarantunenne. Ada rimase affascinata dalle idee di Babbage, e, interessatasi al suo lavoro, iniziò a studiare le possibili applicazioni delle macchine di Babbage, in particolare di quella Analitica, riconoscendo l’importanza di una simile tecnologia. L' occasione per Ada di mettere per iscritto le sue osservazioni sulla macchina analitica venne dall' incarico datole dal fisico Charles Wheatstone, amico di famiglia dei Lovelace, di tradurre in inglese un articolo del giovane matematico italiano Luigi Menabrea (scienziato, generale e uomo politico italiano che in seguito sarebbe diventato Primo ministro), il quale avendo assistito ad una seminario di Babbage in Italia nell’autunno del 1841, aveva scritto un articolo sull’argomento in francese. Le "Note" della Byron alla traduzione, finirono per superarla sia in lunghezza che in acume. Nonostante ciò Ada firmò con le sole iniziali A.A.L il suo lavoro, in quanto alle donne non venivano riconosciute unanimemente le stesse capacità intellettuali degli uomini.

Una volta terminata la guerra, sarà ancora Bush ad evidenziare l’importanza strategica di finanziare la ricerca di base al fine di mantenere una superiorità tecnologica degli USA che avrebbe assolto la funzione di deterrente contro eventuali potenze nemiche, facendo sì che le gerarchie militari ne divenissero i principali finanziatori. Nel 1945 Bush pubblicò sul periodico Atlantic Monthly un articolo dal titolo As We May Think , nel quale prospettò una apparecchiatura futuribile, ispirata al funzionamento associativo della memoria umana, che chiamò Memex (abbr. di memory expansion ), con la quale fosse possibile raccogliere e organizzare una serie di testi. Le sue idee avrebbero ispirato la creazione degli ipertesti.

Macchina di Turing 1936

Alan Turing rappresenta sicuramente una delle figure più emblematiche della storia dell’informatica. Durante la seconda guerra mondiale partecipò allo sforzo bellico mettendo le sue capacità matematiche al servizio del Department of Communications inglese per decifrare i codici usati nelle comunicazioni naziste, criptate tramite la famosa macchina Enigma. L’interesse per la criptografia e criptoanalisi(rispettivamente, codifica e decifrazione di messaggi) tuttavia aveva motivazioni più profonde. Non a caso egli paragona il processo di decrittazione all’indagine sulla natura dell'universo fisico, in cui i messaggi corrispondono ai fenomeni osservabili e le chiavi usate nella codifica, alle costanti fisiche. Il nome di Turing è oggi famoso soprattutto per la sua analisi del processo di computazione in termini di una macchina astratta, detta Macchina di Turing (MdT). Egli la introdusse per dimostrare che l'attività matematica non è completamente meccanizzabile, in altre parole non esiste una procedura sistematica per stabilire la verità o la falsità di una preposizione matematica. Turing ideò la macchina pensando alle operazioni effettuate da un essere umano nell’esecuzione di un calcolo e riducendo tale processo ad una sequenza di operazioni elementari. La MdT è in grado di leggere e di modificare dei simboli su un nastro di lunghezza idealmente infinita suddiviso in caselle, sulla base dei simboli letti in precedenza che codificano dati e istruzioni. Nonostante la sua semplicità, essa presenta la fondamentale caratteristica di essere universale, essendo in grado di svolgere, in linea di principio, qualsiasi tipo di calcolo non importa quanto complesso. Una MdT è pertanto in grado di simulare qualsiasi computer presente e futuro. Servendosi della sua Macchina Universale,Turing dimostra che il problema di decisione, proposto da Hilbert, non è risolubile neanche in linea di principio: esisteranno sempre enunciati matematici indimostrabili all’interno di un sistema formale. Turing dimostra, inoltre, che non esiste una procedura sistematica per sapere se un certo enunciato sia dimostrabile oppure no. Sulla base delle intuizioni di Turing, Max Newmann sviluppò il Colossus per decifrare i messaggi codificati con la cifratrice-trasmettitrice Lorenz SZ 40/42. La macchina, programmabile, comparava due flussi di dati effettuando operazioni booleane. Un flusso era il messaggio da decifrare mentre il secondo era generato dalla macchina che cercava di individuare la chiave di codifica effettuando delle prove e confrontando i risultati. Se una simulazione dimostrava un grado di accuratezza superiore a una specificata soglia il risultato veniva stampato tramite una macchina da scrivere elettrica. Alla fine della guerra la macchina fu distrutta ed i progetti relativi bruciati, per ordine del servizio segreto inglese. Turing non si dimostrò interessato al progetto di costruzione del Colossus. La sua idea era più ambiziosa: costruire non una macchina specializzata, per quanto potente, ma un computer programmabile nel senso odierno, cioè una versione fisica della sua macchina universale. Questo avrebbe permesso, in particolare, di spostare i problemi futuri dall'ingegneria (cioè dalla costruzione di macchine specializzate ancora più potenti) alla programmazione. Questa idea era venuta nel frattempo anche a Von Neumann, che ben conosceva il lavoro teorico di Turing sulle macchine universali. Il 19 febbraio 1946 Turing presentò un documento al comitato esecutivo del National Physical Laboratory (NPL) dove delineava il primo progetto di un computer con programma caricabile. A differenza della maggior parte dei primi computer come l'EDVAC di John von Neumann il progetto di Turing era un progetto indipendente slegato da ogni organizzazione militare. Alan Turing capì che la velocità e la dimensione della memoria era fondamentale per ridurre il tempo di elaborazione. L'ACE gestiva anche le subroutine a differenza dell'EDVAC, inoltre L'ACE gestiva un primitivo linguaggio di programmazione chiamato Abbreviated Computer Instructions. Per via di difficoltà tecniche la prima versione dell'ACE costruita fu il Pilot ACE , una versione ridotta del progetto ACE. La versione completa dell'ACE venne costruita verso al fine del 1950 e operò fino alla fine del 1957 quando divenuto troppo obsoleto venne dismesso. Nel 1950 scrisse un articolo dal titolo Computing machinery and intelligence sulla rivista Mind in cui descriveva quello che sarebbe divenuto noto come il test di Turing: su questo articolo si basa buona parte dei successivi studi sull'intelligenza artificiale.

Personalità ribelle, eclettica e geniale, ma anche uomo insicuro, solitario e tormentato Alan Turing fu vittima del suo stesso successo, etichettato come soggetto pericoloso per lo Stato proprio a causa del suo contributo durante la guerra. Turing fu processato e arrestato con l’accusa di aver commesso atti osceni con un altro uomo, condannato ad una cura ormonale che lo rese impotente e gli fece crescere il seno. Due anni dopo, nel 1954 all'età di quarantadue anni, si liberò definitivamente dei servizi segreti e dell'Inghilterra, decidendo di porre fine alla sua vita, dopo aver mangiato una mela intinta nel cianuro.

Lo Z1 di Konrad Zuse 1941

Divenuto giovane ingegnere aeronautico, Konrad Zuse avrebbe voluto affermarsi come progettista, approfittando del grande sviluppo dell'aviazione militare tedesca legato all'ascesa del nazismo. Iniziò a interessarsi all'informatica per ridurre il tempo di esecuzione dei molti e complessi calcoli necessari per la progettazione dei velivoli. Fu così che Zuse intraprese nel 1936 la progettazione e la costruzione di una macchina in grado di eseguire calcoli velocemente, ma dotata di una certa versatilità d'uso. Il prototipo dello Z1 venne costruito in casa dei genitori(vedi figura a sinistra), che lo aiutarono

economicamente, ma non videro di buon occhio questa sua nuova iniziativa. La prima macchina di Konrad Zuse presentava una struttura già molto simile a quella dei moderni computer: era programmabile, dotata di unità di memoria e di un'autonoma unità di calcolo in virgola mobile basata sul sistema binario. Le istruzioni venivano immesse tramite un nastro di celluloide perforato simile ad una pellicola cinematografica, sul quale venivano poi scritte anche le risposte del calcolatore. La macchina di Zuse utilizzava la tecnologia elettromeccanica disponibile negli anni '30, ed era basata su un originale sistema di memorie meccaniche a levette ed incastri azionate da un motore elettrico, che la rendevano simile nell'aspetto e nel suono prodotto ad una specie di grosso centralino telefonico poggiato su tavolo, anziché in verticale. Zuse la denominò inizialmente "V1", dove "V" è l'iniziale in tedesco di "Modello Sperimentale". Successivamente per non creare confusione con i più tristemente noti razzi di Von Braun, Zuse denominò la macchina "Z1", dall'iniziale del proprio nome. Soltanto durante la seconda guerra mondiale Zuse iniziò ad utilizzare i relè, dapprima solo per le unità di calcolo della macchina Z2(1938-1939), e successivamente per tutti i componenti della macchina Z3 (1939-1941).

Harvard Mark I 1944

Nel 1944 entra in funzione il calcolatore elettromeccanico Mark 1(figura a sinistra). Costruito nei laboratori della Industrial Business Machines (I.B.M.), funzionava con dei programmi registrati su nastro perforato. Questa macchina non era dotata di un'unità di immagazzinamento dei dati, questi infatti, erano interamente memorizzati nella CPU e il loro caricamento e salvataggio era un processo eseguito in modo manuale agendo sui contatori. Questa separazione tra dati e programmi è diventata nota come architettura Harvard. In un'architettura Harvard le memorie per i dati e per le istruzioni possono essere anche diverse, in particolare in alcuni sistemi la larghezza di parola delle istruzioni è superiore a quella dei dati e in altri sistemi i programmi sono memorizzati in una memoria a sola lettura (ROM) mentre i dati sono normalmente in una memoria a scrittura e lettura (RAM).

I maggiori limiti, oltre al calore prodotto, consistevano nei tempi piuttosto lunghi richiesti per la programmazione, nell'affidabilità e nella quantità di memoria. Nonostante tutto, l'ENIAC processava ad una velocità 1000 volte superiore a quella consentita da Mark I.

John Von Neumann e l’EDVAC 1948/

Janos Neumann nasce a Budapest il 28 dicembre del 1903 da una famiglia di banchieri ebrei e muore a Washington, l'8 febbraio 1957 come John von Neumann. Sicuramente una delle menti più brillanti e straordinarie del secolo appena passato. Le sue capacità hanno permesso a Neumann di apportare contributi significativi e spesso assolutamente innovativi in molti campi della ricerca, dalla matematica alla meccanica statistica, dalla meccanica quantistica alla cibernetica, dall'economia all'evoluzione biologica, dalla teoria dei giochi all'intelligenza artificiale. Anche Von Neumann viene coinvolto nello sforzo bellico. Come ebreo sperimenta l’anti- semitismo sotto il dominio comunista prima e nazista poi. In seguito alle esperienze vissute, egli maturerà una profonda avversione verso tali ideologie e ciò sarà alla base della sua attiva partecipazione nelle attività militari del governo statunitense e del suo sostegno al Progetto Manhattan. Sempre nel 1944, von Neumann viene a conoscenza da un suo collega, Herman Goldstine, impegnato anch'esso nel Progetto Manhattan, dei tentativi effettuati presso il laboratorio balistico di costruire una macchina capace di trecento operazioni al secondo. Von Neumann ne rimane profondamente colpito e dentro la sua mente si aprono nuovi e affascinanti scenari. Goldstine racconta così, l’incontro avvenuto casualmente in un afoso pomeriggio dell’agosto del 1944, allorché nella sala di aspetto della stazione di Aberdeen, egli riconobbe in un altro viaggiatore come lui in attesa di un treno, il famoso matematico di origine ungherese John von Neumann : « Prima di allora non avevo mai incontrato quel grande matematico, ma sapevo molte cose di lui e spesso avevo assistito alle sue lezioni. Fu perciò con grande trepidazione che mi avvicinai a quell uomo famoso in tutto il mondo, mi presentai e attaccai discorso. Fortunatamente per me, von Neumann era un tipo cordiale e affabile, che faceva del suo meglio per mettere le persone a proprio agio. Cominciammo a parlare del mio lavoro. Quando von Neumann seppe che ero interessato allo sviluppo di un calcolatore elettronico in grado di effettuare 333 moltiplicazioni al secondo, l'atmosfera cambiò di colpo. La conversazione divenne qualcosa di simile a un esame di laurea in matematica. » Von Neumann aveva intuito che era possibile sfruttare i computer nel campo della matematica applicata, oltre che per il semplice sviluppo di tabelle balistiche. Von Neumann, infatti, avrebbe suggerito successivamente l’adozione di ENIAC come strumento per effettuare i complessi calcoli richiesti nell’ambito del Progetto Manhattan. Dopo l’incontro con Goldstine, Von Neumann si unisce al gruppo di progettazione di ENIAC e aiuta Mauchly ed Eckert a formalizzare le idee che stavano alla base del progetto. Redige una raccolta di appunti che descrive in maniera dettagliata e rigorosa l'ENIAC ed un calcolatore ancora da relizzare, l’ EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), progettato sempre da Eckert e Mauchly e dotato della capacità di immagazzinare e conservare in memoria un programma. L’ EDVAC realizzava il modello di Macchina Universale che Turing, dieci d'anni prima, aveva delineato nel suo famoso articolo sui numeri computabili (Von Neumann aveva avuto occasione di incontrare Turing a Cambridge e successivamente a Princeton). Nel 1945 le intuizioni di Eckert e Mauchly e di Von Neumann vennero messe su carta nel First Draft of a Report on the Edvac. Questi appunti furono fatti pubblicare da Herman Goldstine il quale, facendo apporre sulla loro copertina il solo nome di von Neumann, trascurò del tutto i meriti dei due ingegneri Mauchly ed Eckert, favorendo così la diffusione dell'imprecisa espressione “Architettura di Von Neumann” e la disgregazione del gruppo. L'EDVAC (Electronic Discrete Variables Automatic Computer) è la prima macchina digitale programmabile tramite un software basata su tale architettura. Con l’EDVAC nascono dunque la memoria RAM e il concetto di software. Il fatto di trattare le istruzioni come dati consente di cambiare il programma durante l’esecuzione. A Von Neumann e a Herman Goldstine va anche il merito di aver ideato i flow chart.

Computer di terza generazione

Il transistor(1947) e i circuiti integrati(1960) permettono una drammatica riduzione dei costi e delle dimensioni. Inizia l’era del computer moderno. Mentre nelle grandi aziende e nei laboratori di ricerca si diffondono i sistemi Mainframe come l’IBM System/360(1964) che suddividono il tempo di esecuzione sulla CPU tra una moltitudine di utenti connessi attraverso terminali privi di capacità di elaborazione, nei dipartimenti di molte università, nelle scuole e negli uffici delle piccole aziende iniziano ad apparire i primi minicomputer PDP-8(1965) prodotti dalla neonata DEC(vedi figura al lato). Parallelamente vengono sviluppati i primi compilatori e nascono i primi linguaggi di programmazione simbolici come il Fortran(ideato nel 1957 da un gruppo di esperti dell’IBM)e il Basic(che vede la luce in un college del New Hampshire nel 1964). Quest’ultimo linguaggio avrà un’importanza cruciale nello sviluppo dell’informatica. Basic stà per Beginner's All Purpose Symbolic Instruction Code e ne verranno elaborate numerose versioni(nel 1970 vi erano almeno 20 versioni diverse funzionanti sui vari mainframe e mini), di cui una ridotta appositamente per essere installata nei primi computer domestici a metà degli anni '70 (della quale furono autori Bill Gates e Paul Allen). Sviluppato per la didattica, il Basic si diffonderà presto proprio per la sua semplicità e flessibilità. Stessa sorte spetterà al Pascal sviluppato dal professore svizzero NiklausWirth del Politecnico di Zurigo. Il Pascal facilita lo sviluppo del software perché consente ai programmatori di suddividere un programma in vari blocchi chiamati "funzioni" e "procedure"e questo ne facilita la comprensione, la modifica e la correzione. Negli anni Sessanta i mainframe installati in giro per il mondo sono ormai decine di migliaia, vengono sviluppati i primi supercomputer come il Cray realizzato dalla Control Data(figura al lato). Nel 1970 una piccola azienda della California, l’ Intel presenta una memoria RAM ( Random Access Memory ) fatta di semiconduttori che permette di accedere ai dati molto più rapidamente e con un tempo di accesso indipendente dalla loro posizione( al contrario delle memorie sequenziali), inoltre le sue dimensioni sono estremamente ridotte rispetto alle memorie precedenti. Nel 1971 ancora l’ Intel sviluppa il primo microprocessore : un minuscolo circuito integrato (3x4 mm) che ha una potenza di calcolo paragonabile a quella dell’intero ENIAC. Il microprocessore è la chiave per il passaggio dai mainframe ai personal computer (all’inizio chiamati microcomputer ). Nel 1976 Steve Jobs e Steve Wozniak (fondatori della Apple) disegnano e costruiscono l' APPLE I, che è principalmente costituito da un circuito su una sola piastra(vedi figura successiva). Più tardi viene annunciato l'APPLE II, che diventa un banco di prova per i personal computer : un vero e proprio home computer, con semplici, programmi di videoscrittura, fogli di calcolo, giochi e tanto altro. Il sistema operativo era scritto in BASIC e risiedeva in una ROM. L’Apple II è stato il primo computer venduto con funzioni di grafica. Con l’Apple II inizia a svilupparsi un fiorente mercato costituito da professionisti ed appassionati. Vengono prodotti i primi computer progettati specificatamente per un’utenza domestica: ZX-80, ZX-Spectrum, Commodore e il primo PC-IBM con monitor monocromatico, 64 KB di memoria ed un microprocessore che, al pari del Motorola 68000, avrebbe fatto storia: l'Intel 8088. Nessuno allora, nemmeno IBM, si sarebbe mai atteso un successo di tale portata per un personal computer che, secondo molti esperti, ebbe il merito di accelerare la transizione verso l'informatizzazione di massa. La nascita del PC fornì anche l'occasione all'allora minuscola società Microsoft, fondata da Bill Gates e Paul Allen, di divenire il gigante che è oggi. IBM, infatti, comprò da Microsoft l' MS-DOS, un sistema operativo a caratteri che Microsoft aveva acquistato a sua volta da una società di Seattle per 50.000 dollari. L’Apple Macintosh è stato il primo computer con interfaccia grafica e mouse di serie a conquistare un vasto pubblico di utenti. L’idea dell’interfaccia grafica e del mouse fu in realtà elaborata presso il centro di ricerca della Xerox che Jobs ebbe la possibilità di visitare. Nel 1985 la Microsoft sviluppa il sistema operativo Windows 1.0, introducendo aspetti tipici del Macintosh nei computer DOS compatibili. Le similarità introdotte nel sistema di Microsoft erano evidentissime: Windows 1.0 era la brutta copia del sistema operativo dell’ Apple, tuttavia l’allora amministratore delegato della società John Sculley accordò alla Microsoft l'uso di alcuni elementi della interfaccia grafica Macintosh in cambio dello sviluppo di software per Mac (Word, Excel).; Tuttavia, come poi apparve chiaro, gli elementi “tipici Apple” che Microsoft aveva introdotto nel suo sistema Operativo erano tanti e tali, che Apple intentò una delle più celebri cause della storia dell’informatica, citando Microsoft e Hewlett Packard con l’ accusa di violare il copyright di Apple su MacOS. Da parte sua, anche Xerox colse l’occasione di intentare causa, ma la sua richiesta venne respinta in quanto era ormai passato troppo tempo. La causa andò avanti per molti anni e alla fine l’Apple ne riuscì sconfitta in parte per l’ incauto accordo legale stipulato anni prima, in parte poiché le leggi sul copyright non tutelavano le idee(che tra l’altro risultavano a loro volta “rubate” ad Xerox e IBM), ma gli specifici elementi dell’interfaccia. Dal canto suo Microsoft grazie alla diffusioni dei cloni dei PC-IBM e ad una serie di aggressive strategie di mercato, ha conquistato un ruolo di quasi-monopolio, installando il proprio sistema operativo sull’80% dei computer del mondo.

macchina. L’espressione “Intelligenza Artificiale” (IA) descrive accuratamente questo sogno traducendo correttamente l’obiettivo finale. Ma, forse, se gravati da un nome meno impegnativo, i ricercatori di IA si sarebbero imbattuti in minori difficoltà lungo il loro cammino. In effetti, l’espressione “Intelligenza Artificiale” ha innescato paure irrazionali, alimentate da certa letteratura e cinematografia fantascientifiche. Anche il sarcasmo proveniente da alcuni ambienti antiscientifici non ha giovato. […] Forse, invece, un forte dibattito era ed è inevitabile in quanto costantemente l’IA mette in ballo quella che è ritenuta la più esclusiva prerogativa degli esseri umani: l’intelligenza. Va aggiunto che la scelta di un’espressione tanto forte come “Intelligenza Artificiale” ha di certo generato aspettative eccessive, in particolare considerando le limitazioni della tecnologia con la quale gli artefatti intelligenti andavano via via realizzati. D’altronde, qualcuno ha giustamente osservato che ogni volta che l’IA raggiunge un nuovo traguardo questo non è più annoverato tra i suoi risultati ma si trasforma in un prodotto dell’informatica tradizionale: un destino ingrato per una disciplina che, in realtà, ha conseguito molti successi e ha facilitato la vita di ognuno di noi. Una spiegazione di tale circostanza risiede nella constatazione che l’IA parte da problemi scientifici che vengono affrontati, risolti e, quindi, ingegnerizzati con gli strumenti dell’informatica. Un esempio abbastanza noto è costituito dai sintetizzatori vocali con cui si interagisce telefonicamente quando si chiama un call center, per esempio, se si deve segnalare i valori del contatore alla società fornitrice di elettricità. Oggi si considerano tali sintetizzatori come un utile prodotto dell’informatica. In passato, tuttavia, quello dei sintetizzatori vocali e, più in generale, della elaborazione del segnale vocale, era un problema di interazione uomo-macchina a ragione collocato nella ricerca in IA.

Concludendo che:

“…i risultati della ricerca in IA sono stati e saranno utili indipendentemente dal fatto che sia possibile produrre artificialmente l’intelligenza. Inoltre, en passant, va di certo riconosciuto all’informatica avanzata di aver saputo produrre risultati che permettono simulazioni di piccoli frammenti di intelligenza, fornendo talora strumenti utilizzabili per una migliore comprensione dei meccanismi soggiacenti al funzionamento del cervello. I ricercatori di IA, generalmente abbastanza indifferenti al dibattito filosofico, hanno proceduto con decisione verso la realizzazione di sistemi intelligenti dimostrando che, esattamente come nel caso dell’ozioso dibattito sulle macchine volanti, l’ultima parola spetta più agli ingegneri che ai filosofi.”

Se il computer ha cambiato la storia dell’umanità, l’eventuale successo dell’AI potrebbe non essere da meno.

Bibliografia

Web

http://it.wikipedia.org/wiki/Pagina_principale

http://people.na.infn.it/~murano/Abilitanti/

http://www.vialattea.net/odifreddi/saggi.php

Intelligenza Artificiale. I primi 50 anni

Libri

L’uomo che sapeva troppo. Alan Turing e l’invenzione del computer David Leavitt Codice Edizioni

la logica aperta della mente Ignazio Licata Codice Edizioni

Intelligenza Artificiale. Un approccio moderno Stuart J. Russell, Peter Norvig UTET

La mente di Dio Paul Davies Oscar Saggi Mondatori