Esercitazione finale Lezione 4

Creare una presentazione di circa slides a partire dal testo fornito sulla storia del computer Non è necessario utilzzare tutte le informazioni disponibili!!!

Niente rappresenta la vita moderna meglio del computer. Bene o male, i computers sono presenti in ogni aspetto della nostra società. I computers di oggi fanno molto più che calcoli: i lettori ottici nei supermercati calcolano il conto della nostra spesa e contemporaneamente aggiornano l'inventario del magazzino; i centralini telefonici computerizzati gestiscono il traffico di milioni di telefonate e impediscono l'intasamento delle linee telefoniche; le carte di credito/bancomat internazionali ci permettono di condurre operazioni bancarie da ogni capo del mondo. Da dove viene tutta questa tecnologia? Per comprendere pienamente ed apprezzare l'impatto che i computers hanno sulla nostra vita e quanto promettono per il nostro futuro, è importante conoscere la loro evoluzione.

L'abaco, che ha origine circa 5000 anni fa in Asia Minore ed è usato ancora oggi, può essere considerato il primo computer. Questo strumento permette di calcolare utilizzando un sistema di perline che scorrono su una rastrelliera. I mercanti usavano l'abaco per calcolare nei loro commerci. Ma quando l'uso della carta e della matita si diffuse in Europa, l'abaco perse la sua importanza. Ci vollero tuttavia più di dodici secoli per il successivo passo avanti nella costruzione di strumenti di calcolo. Nel 1642, Blaise Pascal ( ), figlio diciottenne di un esattore delle tasse francese, inventò quella che chiamò una calcolatrice a ingranaggi per aiutare il padre nei suoi affari. Questo strumento, anche detto Pascalina, usava otto ingranaggi mobili per sommare numeri fino ad otto cifre. Per fare questo, lo strumento di Pascal operava in base dieci. Ad esempio, quando una ruota dentata faceva dieci scatti, cioè un giro completo, essa muoveva la ruota successiva (che rappresentava la colonna delle decine) di uno scatto. Così quando la ruota delle decine compiva un giro completo, essa incrementava quella delle centinaia, e così via. Il difetto della Pascalina, chiaramente, era il suo uso limitato alle addizioni.

Nel 1694, un matematico e filosofo tedesco, Gottfried Wilhem von Leibniz ( ), migliorò la Pascalina costruendo uno strumento che poteva anche moltiplicare. Come il suo predecessore, lo strumento di Leibniz era basato su ingranaggi. Fu solo nel 1820, tuttavia, che le calcolatrici meccaniche divennero di uso corrente. Charles Xavier Thomas de Colmar, un francese, inventò una macchina in grado di compiere le quattro operazioni aritmetiche, l'aritmometro. proponendo così un approccio molto più pratico al calcolo. Con la sua versatilità, questo strumento fu molto usato fino alla prima guerra mondiale. Sebbene successivi inventori migliorarono l'aritmometro, Colmar, insieme con Pascal e Leibniz, va considerato un pioniere dell'era del calcolo meccanico. Il vero inizio del computer, così come lo conosciamo oggi, risale tuttavia al matematico inglese Charles Babbage ( ). Frustrato per i molti errori che riscontrava nei calcoli per la Reale Società Astronomica, Babbage un giorno esclamò: "Dio, se questi calcoli fossero fatti a vapore!". A partire dal 1812 egli, notando una certa affinità tra il procedere delle macchine, che ripetevano un compito più volte senza errore, e la precisione richiesta dai calcoli ripetuti per la produzione di tavole matematiche o astronomiche, si propose di applicare l'abilità delle macchine ai bisogni della matematica. Nel 1822 Babbage presentò una macchina per le equazioni differenziali, detta Difference Engine La macchina di Babbage, anche se mai ultimata, può sembrare primitiva rispetto agli standard odierni. Tuttavia essa mostrò gli elementi di base di un moderno computer e fu una vera innovazione. Con oltre componenti, il progetto di base dell'Analytical Engine includeva dispositivi di input come schede perforate contenenti istruzioni operative e un archivio di memoria per numeri ciascuno di 50 cifre decimali. Conteneva anche un'unità di elaborazione con un'unità di controllo che consentiva di processare istruzioni in ogni sequenza, e dispositivi di output per produrre la stampa dei risultati.

Allo scoppio della seconda guerra mondiale, i governi cercarono di sviluppare nuovi computers per sfruttarne la potenziale importanza strategica. Questo aumento di finanziamenti ai progetti di ricerca sui computers portò progressi tecnici. Nel 1941 l'ingegnere tedesco Konrad Zuse costruì un computer, lo Z3, per la progettazione di aereoplani e missili. Gli Alleati, tuttavia, conseguirono risultati maggiori. Nel 1943 gli Inglesi ultimarono un computer in grado di decifrare codici segreti, il Colossus per decifrare i messaggi tedeschi. L'impatto del Colossus sullo sviluppo dell'industria del computer fu piuttosto limitato per due ragioni: in primo luogo, Colossus non era un computer adatto a scopi generici, ma solo un decrittatore di messaggi; inoltre, la sua esistenza venne tenuta segreta per anni, anche dopo la guerra.

Dal 1948, l'invenzione del transistor cambiò profondamente l'evoluzione del computer. Il transistor sostituì l'ingombrante tubo a vuoto nei televisori, nelle radio e nei computer. Come risultato, le dimensioni degli apparecchi elettronici da allora sono diminuite. Il transistor fu inserito in un computer nel Anche se i transistor furono un grande miglioramento rispetto ai tubi a vuoto, essi producevano comunque una gran quantità di calore che danneggiava le parti interne più sensibili del computer. I cristalli di quarzo eliminarono questo problema. Jack Kilby sviluppò il circuito integrato (IC) nel Esso combinava tre componenti elettroniche in un piccolo disco di silicio, ottenuto dal quarzo. In seguito gli scienziati riuscirono a far stare più componenti su un singolo chip. Come risultato, i computer divennero sempre più piccoli man mano che più componenti entravano su un chip. Dopo l'introduzione dei circuiti integrati, l'integrazione su vasta scala (Large Scale Integration, LSI) portò a collocare centinaia di componenti su un solo chip. Negli anni '80, l'integrazione su vastissima scala (Very Large Scale Integration, VLSI) collocò centinaia di migliaia di componenti su un chip. In seguito (Ultra-Large Scale Integration, ULSI) si è arrivati a milioni di componenti. L'abilità di inserire tante componenti in un'area di circa 1 cm2, oltre a diminuire dimensioni e prezzo dei computer, ne accrebbe potenza, efficienza ed affidabilità. Il processore Intel 4004, sviluppato nel 1971, portò i circuti integrati un passo avanti collocando tutte le componenti di un computer (unità centrale, memoria e controlli di input e output) su un minuscolo chip.

Nel 1981, IBM presentò il suo personal computer (PC) per l'uso a casa, in ufficio, a scuola. Gli anni '80 videro l'espansione dell'uso del computer in questi tre settori, via via che cloni del PC IBM (i cosiddetti IBM-compatibili) resero il prezzo dei PC più accessibile. Il numero di PC in uso raddoppiò dai 2 milioni di esemplari del 1981 ai 5.5 milioni del Dieci anni dopo, i PC in uso erano 65 milioni.

Definire la quinta generazione di computer è difficile, poiché il campo è nella sua infanzia. Il più famoso esempio di computer di quinta generazione è un personaggio di fantasia, HAL9000, protagonista del romanzo 2001: Odissea nello Spazio di Arthur C. Clarke,. HAL possedeva tutte le funzioni che si prevedono per un computer di quinta generazione:dotato di intelligenza artificiale, HAL ragionava abbastanza bene da sostenere una conversazione con il suo operatore umano, riceveva input visivi ed imparava dalle sue esperienze. (Sfortunatamente, HAL era un po' troppo umano ed ebbe un 'guasto' psicotico, impadronendosi dell'astronave ed eliminando gran parte dell'equipaggio).HAL : Odissea nello SpazioArthur C. Clarke Sebbene per ora HAL9000 sia lontano dalla portata dei progettisti di computer, molte delle sue funzioni non lo sono. Usando recenti progressi ingegneristici, i computer sono in grado di accettare istruzioni a voce ed imitare il ragionamento umano. L'abilità nel tradurre una lingua straniera è un altro obiettivo principale. Sembrerebbe un obiettivo semplice, ma è apparso ben più difficile quando i programmatori hanno realizzato che la comprensione umana di un testo in lingua straniera si basa molto più sul contesto e sull'interpretazione che non sulla semplice traduzione delle parole. Molti progressi nella progettazione dei computer e nella tecnologia informatica si unioscono per rendere possibili i computer di quinta generazione. Tra questi citiamo le architetture parallele, che sostituiscono la singola unità centrale di elaborazione della macchina di von Neumann con un sistema di connessioni che fa lavorare più unità centrali contemporaneamente. Ancora, la tecnologia dei superconduttori, che consentono il passaggio di elettricità con resistenza minima, rendendo molto più veloce il flusso di informazioni. I computer di oggi già possiedono alcune caratteristiche dei computer di quinta generazione. Ad esempio, sistemi esperti assistono i dottori nel fare diagnosi applicando le procedure di problem solving che un dottore deve usare nell'accertare lo stato del paziente. Occorreranno molti anni ancora prima che i sistemi esperti siano di uso corrente.