Origini matematiche e tecnologiche dell informatica A. Ferrari

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1 Origini matematiche e tecnologiche dell informatica A. Ferrari

2 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: Abaco Pallottoliere

3 Macchine generali per applicazioni particolari Blaise Pascal ( ) realizzò la prima macchina a ruote dentate in grado di eseguire somme e sottrazioni (pascalina) Gottfried Wilhelm Leibniz ( ) progettò la prima macchina in grado di eseguire tutte e quattro le operazioni aritmetiche.

4 Macchine generali per applicazioni particolari 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.

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

6 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)

7 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

8 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

9 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)

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

11 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: 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

12 ENIAC

13 Evoluzione hardware

14 MIPS MIPS (Million Instructions Per Second) (milioni di istruzioni per secondo) è un'unità di misura della frequenza di esecuzione delle istruzioni effettuata da un microprocessore Intel Core i7 Extreme Edition 5960x raggiunge circa MIPS

15 FLOPS FLOPS (FLoating point Operations Per Second) indica il numero di operazioni in virgola mobile eseguite in un secondo dalla CPU 2016 il supercomputer più veloce al mondo: è il cinese Sunway TaihuLight con potenza di calcolo di 93 petaflops 2014 scheda video AMD Radeon R9 295x2 con una potenza di 11.5 teraflops 2008 il supercomputer IBM Roadrunner ha superato la soglia di un petaflops 1997 il supercomputer ASCI Red ha superato la soglia di un teraflops 1984 il supercomputer M-13 ha superato la soglia di un gigaflops 1961 il supercomputer IBM 7030 Stretch ha superato la soglia del megaflops