Dr. Francesco Fabozzi Corso di Informatica Cenni storici Dr. Francesco Fabozzi Corso di Informatica

Breve storia dell’elaboratore L’età meccanica L’età elettrica 1a generazione (le prime macchine) 2a generazione (il transistor - 1947) 3a generazione (i circuiti integrati - 1965) 4a generazione (i VLSI) L’età del microprocessore 5a generazione (Intel 4004 - 1971)

I primordi La prima macchina per eseguire calcoli: abaco L’esemplare più antico a noi noto risale alla Grecia del IV secolo ma tavole di calcolo erano già usate dai Babilonesi Progenitore del moderno pallottoliere Funzionamento manuale

L’età meccanica: XVII secolo Realizzazione di semplici calcolatori meccanici 1642: macchina per addizioni (Pascal) Detta anche “pascalina” Costituita da una serie di ruote a 10 denti Ogni dente associato a una cifra da 0 a 9 I numeri erano sommati facendo avanzare le ruote del giusto numero di denti Nel 1670 Leibniz perfeziona la macchina di Pascal: diventa possibile eseguire moltiplicazioni

L’età meccanica: XIX secolo 1801 Jacquard introduce sottili tavolette di legno perforate per il funzionamento automatico del telaio meccanico In base ai fori delle tavolette viene controllata la tessitura di motivi complicati Antesignane delle schede perforate

L’età meccanica: XIX secolo Prima metà ‘800 Babbage progetta macchine capaci di trattare problemi matematici complessi con un principio di funzionamento vicino a quello dei moderni elaboratori “macchina alle differenze”, “macchina analitica” Ad esempio, la macchina analitica aveva: Flusso di dati in ingresso (mediante schede perforate) Magazzino (“store”) per conservare i dati Una stampante per registrazione permanente del risultato su carta Fabbrica (“mill”) per svolgere operazioni aritmetiche

L’età meccanica: XIX secolo La tecnologia dell’epoca non fu in grado di realizzare i progetti di Babbage Macchina alle differenze realizzata negli anni ’90 secondo il progetto del 1849 Ciascun calcolo richiede di far ruotare una manovella per centinaia/migliaia di volte!

L’età meccanica: XIX secolo Ada Lovelace Byron (figlia di Lord Byron) studia l’analytical engine di Babbage e intuisce il concetto di programma come sequenza ripetitiva di passi E’ considerata la prima programmatrice della storia! In suo onore fu chiamato ADA un linguaggio di programmazione degli anni ’70-’80

L’età elettrica: XIX secolo L’invenzione del motore elettrico (Faraday) permise di realizzare macchine per addizioni con funzionamento motorizzato Nel 1889 Hollerith sviluppa la macchina a schede perforate I dati sono immessi su schede di cartone opportunamente perforate che sono fatte passare su opportuni contatti elettrici Usata per calcolare le statistiche del censimento decennale degli USA del 1890 Il tempo per ottenere i risultati del censimento passò da 7 a 2 anni e mezzo!!!

L’età elettrica: XIX secolo La macchina di Hollerith

La scheda perforata

L’età elettrica: XIX secolo Sulla scia del successo della macchina di Hollerith verso la fine del secolo nascono aziende che producono macchine elaboratrici L’informatica esce dagli ambienti accademici e diventa un business… Nel 1917 dalla fusione di aziende preesistenti nasce l’International Business Machine (IBM)

L’età elettrica: XX secolo 1943: COLOSSUS Realizzato da gruppo di scienziati britannici guidato dal matematico Alan Turing Primo computer digitale interamente elettronico 1500 tubi a vuoto Non ha memoria e non può essere programmato

L’età elettrica: XX secolo COLOSSUS fu utilizzato durante la guerra per decodificare in tempi rapidi i messaggi radio cifrati dei Tedeschi La decodifica dei messaggi cifrati infatti richiedeva molti calcoli perché occorreva provare velocemente le possibili combinazioni dei codici della macchina crittografica tedesca ENIGMA

L’età elettrica: XX secolo 1945: ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) 18000 tubi a vuoto Prestazioni: Molte centinaia di moltiplicazioni al minuto Somma di 5000 numeri in un secondo Calcolo di traiettoria di proiettile di artiglieria in 30 sec Programmi cablati medianti connessioni elettriche e commutatori

L’età elettrica: XX secolo ENIAC 30 tons 16200 cubic feet 180 kW di potenza

L’età elettrica: XX secolo Nel 1945 Von Neumann avvia il progetto del primo calcolatore con programma memorizzato Nel 1949 all’università di Cambridge è realizzato l’EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) Il primo computer con i programmi interamente memorizzati

Verso la 2a generazione Limiti delle macchine di 1a generazione Hardware: Memoria limitata Bassa velocità di elaborazione Limite alla risoluzione di problemi complessi Software: Mancanza di linguaggi di alto livello Assenza del concetto di variabile e di iterazione Assenza di supporti alla programmazione e alla strutturazione dei programmi (ad esempio sistemi operativi e librerie)

La 2a generazione 1947: Bardeen, Brattain, Shockley (premio Nobel per la Fisica nel 1956) sviluppano il transistor a silicio nei laboratori Bell Elementi elettronici più piccoli, veloci, durevoli e a bassa potenza rispetto ai tubi a vuoto Diminuzione delle dimensioni e dei costi degli elaboratori

La 2a generazione Memorie ad anelli di ferrite Memorie non volatili costituite da piccoli nuclei magnetici Aumento della capacità di memoria

La 2a generazione Nascono i primi linguaggi di alto livello (COBOL, FORTRAN, ALGOL) Sono introdotti i concetti di variabile e iterazione Sono introdotti supporti alla programmazione Librerie, subroutines, compilatori

L’età elettrica: la 3a generazione Nel 1958 Kilby (premio Nobel per la Fisica del 2000) inventa un processo di integrazione del transistor con resistori e capacitori su un singolo chip di silicio Nel 1965 sono realizzati i primi circuiti integrati Notevole diminuzione delle dimensioni dei circuiti (nascita della microelettronica) Realizzazione di memorie a semiconduttore

L’età elettrica: la 3a generazione Evoluzione nell’architettura degli elaboratori Aumento della velocità di esecuzione delle istruzioni Miglioramenti nella progettazione dell’unità di controllo Software Introduzione dei primi sistemi operativi

L’età elettrica: la 4a generazione Avvento dei circuiti integrati con tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration) Consente la realizzazione dei primi microprocessori Aumento della capacità di memorizzazione Realizzazione di supercomputrers CDC6600, Illiac, Cray Software Sono introdotte delle interfacce “amichevoli” per facilitare l’uso del computer ai non esperti di informatica

L’età del microprocessore Nel 1971 tre ingegneri della Intel (Faggin, Hoff, Mazer) realizzano il primo processore su singolo chip (Intel 4004) Da allora costante progresso nelle performance dei microprocessori

L’età del microprocessore Il microprocessore Intel 4004

La legge di Moore 1965: G.Moore, cofondatore di Intel, nota che: Ogni 3 anni viene introdotta una nuova generazione di chip Il numero di transistor/chip quadruplica a ogni nuova generazione

Prezzo/performance dei sistemi 1977 1965 1998 IBM System 360/50 0.15 MIPS 64 KB $1M DEC VAX11/780 1 MIPS 1 MB $200K Dell Dimension XPS-300 725 MIPS 64 MB $2412 (1/4/98)

La 5a generazione Le macchine di 5a generazione: puntano sulla molteplicità e versatilità delle comunicazioni fra elementi di elaborazione si propongono di affrontare problemi tipici dell’intelligenza umana (comprensioni di immagini e del linguaggio naturale) Non dimentichiamo agli inizi degli anni ’80 la nascita del Personal Computer

Per approfondire… Due bei siti sulla storia dell’informatica Per approfondimenti, curiosità, fotografie http://www.storiainformatica.it http://www.tecnoteca.it/contenuti/museo