Origini matematiche e tecnologiche dell’informatica

Obiettivi Conoscere i fatti salienti della storia degli strumenti di calcolo Conoscere le caratteristiche delle generazioni di elaboratori Comprendere le origini matematiche dell’informatica Comprendere le origini tecnologiche dell’informatica

La “preistoria” Fin dai tempi più antichi l’uomo ha costruito apparecchi utili per alleviare lo sforzo per il calcolo e per evitare errori. Fra i più antichi ricordiamo Abaco Pallottoliere

Macchine generali per applicazioni particolari Blaise Pascal (1623-1662) realizzò la prima macchina a ruote dentate in grado di eseguire somme e sottrazioni (pascalina) Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) progettò la prima macchina in grado di eseguire tutte e quattro le operazioni aritmetiche. Le macchine calcolatrici dei secoli XVII e XVIII non erano computer nel senso moderno del termine; dotate di un numero prestabilito di operazioni, non potevano essere programmate e l’utente doveva limitarsi a utilizzarle per eseguire un’operazione dopo l’altra.

Macchine complesse per la soluzione di problemi particolari Inizio '800 Babbage Macchina alle differenze (tavole di calcolo) Fine '800 Hollerith Censimento U.S.A. 1890 (utilizzo di schede perforate) 1927 Bush Macchina per il calcolo degli integrali

Opere non direttamente riferite agli strumenti di calcolo 1804 Jacquard Telaio a schede perforate (programmazione) 1847 Boole Logica booleana (binaria) (permette una diminuzione della complessità del calcolo)

Tentativo fallito Babbage (Macchina analitica) Utilizzo delle schede perforate Realizzazione fallita perchè basata su aritmetica decimale quindi complessità di realizzazione maggiore del livello tecnologico raggiunto nell'800

Contributo teorico 1936 Turing Definizione logica di automa Macchina di Turing Macchina di Turing universale Macchine in grado di "risolvere ogni tipo di problema“ utilizzando poche e semplici operazioni elementari

I primi calcolatori Zuse (Germania) 1938 Costruzione dello Z1 (interamente meccanico) Operazioni binarie in virgola mobile Nastro contenete le operazioni da eseguire Passaggio ai relais (elettromeccanico) nella costruzione dello Z2 e successivamente dello Z3 (1941)

I primi calcolatori Aiken (U.S.A.) 1943 Prestazioni: Costruzione del Mark I nei laboratori I.B.M. (elettromeccanico) Prestazioni: - somma in 0.3 secondi - moltiplicazione in 4 secondi - divisione in 10 secondi

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) E’ la prima macchina completamente elettronica Costruito nell’immediato dopoguerra, presso l’Università della Pennsylvania Commissionato dal ministero della Difesa degli Stati Uniti allo scopo di calcolare le traiettorie di bombe e proiettili Caratteristiche: 18 000 valvole termoioniche 30 tonnellate alto 2 metri e mezzo occupava 160 metri quadrati aveva bisogno di 150 kilowatt di energia elettrica, che producevano una quantità di calore con cui si poteva riscaldare un intero palazzo

ENIAC

Evoluzione hardware