Storia del Computer. (seconda parte) Febbraio 2002

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1 Storia del Computer (seconda parte) Febbraio 2002 I diritti di riproduzione, di memorizzazione elettronica e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo, compresi i microfilm e le copie fotostatiche sono riservati. La Gep Informatica potrà concedere, su richiesta, l autorizzazione a riprodurre porzioni del presente documento, secondo accordi, di volta in volta, da stabilirsi. 2 Storia del computer FEB.doc

2 Sommario LO SVILUPPO DEGLI ELABORATORI ELETTRONICI...2 Seconda generazione...2 Terza generazione...7 Quarta generazione

3 Lo sviluppo degli elaboratori elettronici Seconda generazione Una delle caratteristiche più stupefacenti dei primi calcolatori elettronici era la loro mostruosa grandezza (vedi, le dimensioni dell ENIAC!): eppure i moderni computer non sarebbero molto più piccoli se non fosse stato inventato, alla fine del 1947, il transistor. La grande invenzione si deve a tre ricercatori americani dei Bell Laboratories (la compagnia telefonica statunitense), William Shockley, John Bardeen e Walter H. Brattain, poi insigniti del premio Nobel. Il termine transistor rappresenta la contrazione di "TRANsfer resistor", in quanto è in grado di far variare la resistenza tra due morsetti agendo dall'esterno. Il transistor, formato da una microscopica piastrina di silicio, ha la capacità di funzionare come amplificatore di segnale (nelle radio) o come un rapidissimo interruttore elettronico, e come tale può sostituire egregiamente le valvole, che erano state a loro volta introdotte nei computer per soppiantare gli ancora più lenti relé elettromeccanici. I punti a suo favore erano diversi: praticamente indistruttibile grazie a una durata di 90 mila ore, più piccolo, qualche millimetro contro i diversi centimetri delle valvole "miniaturizzate", meno "affamato" di elettricità e con la possibilità di funzionare subito senza attendere il suo riscaldamento, a differenza delle stesse valvole. 2

4 La corsa agli armamenti fu un fattore importante per il progresso tecnologico dell'informatica: i laboratori dell'atomic Energy Commission di Los Alamos e i Lawrence Livermore Laboratories in California, impegnati in ricerche nucleari e nella realizzazione della prima bomba ad idrogeno, divennero i clienti più importanti dell'industria e della ricerca informatica, poiché essi avevano i problemi più difficili da risolvere. La corsa allo spazio, iniziata verso la fine degli anni cinquanta, spinse ulteriormente verso lo sviluppo di macchine con prestazioni ancora più elevate che, a loro volta, hanno favorito lo sviluppo di quelle per il mondo aziendale. Molte grandi aziende, soprattutto nel settore assicurativo e bancario, avevano difficoltà a tenere il passo con la grande crescita dei volumi di transazioni degli anni Cinquanta e furono le prime a valutare le economie di scala consentite dall'informatica: l'unico gradino rimanevano i prezzi proibitivi dei calcolatori a valvole, una diminuzione del prezzo dei sistemi di elaborazione avrebbe automaticamente creato un vastissimo numero di utenti potenziali. Nel 1952 nasce l'ordvac (Ordnance Variable Automatic Computer), sviluppato presso il Digital Computer Laboratory e destinato allo studio di problemi balistici e armamentari. E' uno dei primi calcolatori nei quali viene introdotto l'uso dei transistor, con di questi è sviluppata l'unità aritmetica: per il resto vengono utilizzate ancora le valvole. Fu installato al Ballistic Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, ed entrò in funzione nel marzo del

5 Esso si affiancò all'eniac, qui presente, nella soluzione di problemi balistici quali preparazioni di tabelle di tiro, volo guidato, missili teleguidati; studio dei propellenti per missili, vibrazioni delle armi e impatto dei proiettili su superfici variabili; studio delle conseguenze dello scoppio di ordigni sul terreno e sulla popolazione; simulazioni di guerre, programmazione logistica degli armamenti. Queste le caratteristiche fisiche della macchina: valvole, transistor, 915 diodi, costo di produzione circa dollari dell'epoca. Personale richiesto (3 turni di 8 ore): 6 supervisori, 3 analisti, 14 programmatori e codificatori, 1 impiegato, 1 ingegnere, 6 tecnici. La macchina era in grado di lavorare senza errore mediamente per 6 ore, circa 2 ore la settimana erano dedicate alla manutenzione preventiva e 10 ore per eseguire i test di efficienza. Da un punto di vista costruttivo, nei calcolatori della seconda generazione, oltre all'introduzione dei transistor, vede la luce il circuito stampato. Il circuito stampato, è costituito da una piastra di materiale non conduttivo con piste di rame stampate sulle quali vengono stagnati i componenti elettronici: grazie a questa tecnologia viene ridotta l'enorme quantità di fili presenti nei calcolatori e l'assemblaggio dei vari componenti diventa modulare. Questo consente veloci riparazioni in quanto viene sostituita l'intera scheda contenente il componente guasto, che poi potrà essere con calma riparata in laboratorio. Per quanto riguarda le unità di memorizzazione, i nastri magnetici diventano i principali dispositivi di memorizzazione dei dati e dei risultati, grazie alla loro velocità, capacità e ingombro molto contenuto. I nastri erano composti da fettucce di plastica, ricoperte di ossido metallico, sulle quali le informazioni venivano memorizzate in forma di punti magnetizzati, per rappresentare i simboli 1 e 0 del linguaggio binario. 4

6 I dati venivano registrati e letti da una testina magnetica; il nastro scorreva a una velocità di due metri al secondo, equivalenti a 15 mila caratteri, quasi 50 volte superiore alle schede perforate. Le prime bobine erano grandi come torte e potevano registrare alcuni milioni di caratteri. Compaiono le prime unità a disco magnetico (disco IBM Ramac 305, 1956), molto più veloci rispetto agli altri dispositivi in quanto non basate sul principio della sequenzialità e dotate di testine mobili. Nel complesso la pila di dischi misurava circa mezzo metro di altezza. A differenza dei dischi Prima unità a disco rigido l'ibm RAMAC 305 (Random Access Memory Accounting Machine), costituito da 50 dischi sovrapposti montati su un unico asse di rotazione verticale. I dischi avevano un diametro di 24 pollici, uno spessore di 2,5 millimetri ed erano distanziati di circa 7,5 millimetri. più recenti, una sola testina di lettura/scrittura agiva sull'intera colonna di 50 piatti: a seconda della richiesta d'accesso, il braccetto della testina si muoveva lungo una colonna parallela alla pila di dischi e, giunto all'altezza del disco desiderato, posizionava la testina in corrispondenza della traccia desiderata. Ovviamente, in questo modo i tempi d'accesso non erano certo brillanti, ma a quei tempi erano considerati eccezionali. Questo antenato delle attuali memorie vantava comunque la considerevole capacità totale di 4,4 Mb, l'equivalente di schede perforate. Le schede perforate e le telescriventi rimangono il supporto base per l'input dei dati, anche se iniziano a diffondersi i primi videoterminali. Si verifica una netta separazione fra macchine scientifiche, che richiedono alte velocità di elaborazione e grandissima flessibilità nel variare algoritmi e procedure, e macchine gestionali, in grado di operare su grandi masse di dati con elaborazioni semplici e ripetitive, separazione dettata dal grado di maturazione tecnologica. 5

7 Si diffondono i minicomputer (dove mini sta per minimi, non miniaturizzati!), creati per essere di natura semplice, economici da costruire e non costosi per l'acquirente: essi andarono ad occupare molte nicchie nel mondo dell'elaborazione dati, aprendo le porte dell'informatica anche a coloro che fino ad allora, a causa dei costi e delle notevoli complessità, ne erano rimasti esclusi. La prima ad inaugurare questa tendenza fu un "minielaboratore" prodotto dalla Digital Equipment Corporation nel 1957, il PDP-1, del costo di 120 mila dollari, il quale diede lo spunto per il modello successivo, il PDP-8, grande poco più di un frigorifero e con una memoria di appena 4 Kbyte, messo in vendita alla cifra di 18 mila dollari. Di questo tipo vennero venduti 50 mila esemplari. Fu il primo vero fenomeno di massa per quello che riguarda il mondo dei "computer", ma che non spingerà i vertici dell'azienda a proseguire oltre. Uno dei progettisti di questa macchina, l'ingegnere Kenneth Olsen, non pensò mai che i "computer" avrebbero dato una svolta alla nostra vita quotidiana. Ancora nel 1977, dichiarò risolutamente: "Non vedo proprio perché una persona dovrebbe tenersi in casa un computer". Parole per così dire "profetiche", visto che nel frattempo le invenzioni tecnologiche stavano spianando la strada alla continua evoluzione dei "computer". Nel 1958 nei Bell Labs viene costruito il primo modem (modulatoredemodulatore), in grado di trasmettere dati via telefono. 6

8 Terza generazione Nel 1958, l'ingegnere americano Jack St. Clair Kilby, della Texas Instruments di Dallas, rimase a lavorare in estate, mentre i colleghi erano in ferie. Lui era stato appena assunto e non aveva dunque diritto alle vacanze. Questo è il primo circuito integrato costruito da Jack Kilby della Texas Instruments nel 1958 Fu una fortuna per lui dato che in quelle settimane Kilby schiuse l'era della miniaturizzazione dei circuiti elettrici, con l'invenzione del cosiddetto "circuito integrato", familiarmente conosciuto con il termine di "chip". Per la prima volta, l'ingegnere statunitense riuscì a combinare le funzioni di bobine, transistor, diodi, condensatori e resistori in un unità, completa dei relativi collegamenti, realizzata su una piastrina di materiale semiconduttore, il silicio cristallino, di proporzioni minime. Il circuito integrato prima viene disegnato in formato grande, poi viene ridotto a pochi millimetri con un procedimento fotografico. Proprio l'invenzione del "chip" diede modo di ideare e costruire schede con centinaia di "circuiti integrali", capaci di svolgere, nello spazio di poche decine di centimetri, le stesse operazioni che, fino a poco tempo prima, erano effettuate da macchinari di diversi metri e tonnellate, con una notevole velocità. 7

9 Sempre nel 1958, in America erano in funzione elaboratori elettronici, mentre in Italia erano quaranta. Proprio nello stesso anno, il Banco di Roma (la futura Banca di Roma) fu il primo istituto di credito in Europa ad installare un elaboratore IBM di grande potenza, per lo svolgimento di tutte le operazioni contabili, statistiche e di controllo degli oltre suoi 200 sportelli. L'anno dopo a Milano, in occasione della Fiera, la Olivetti presentò il primo calcolatore elettronico a transistor di progettazione interamente italiana: l'"elea 9003". Questa macchina, ancora di grosse dimensioni, aveva 10 mila transistor e disponeva di una stampante capace di scrivere 600 righe al minuto. Fu un grosso successo commerciale, visto che ne furono consegnati oltre 12 mila esemplari in tutto il mondo. Ma se in Italia si era ancora alle prese con macchinari di grandi dimensioni, in America, all'inizio degli anni Sessanta, si lavorava sempre più al concetto di riduzione della macchina e del suo aumento di potenza. 8

10 Il 1963 è un anno da ricordare perché in quella data un gruppo di ricercatori, guidato da Douglas Englebart, dello Stanford Research Institute, sviluppò per la prima volta il famoso "mouse", il dispositivo di puntamento rapido del cursore sullo schermo, ma bisognerà attendere ancora vent'anni prima di vederlo in produzione. Il 7 aprile 1964 la IBM lanciò sul mercato un nuovo elaboratore "IBM Sistema/360" a circuiti integrati con una memoria fino a quattro milioni di caratteri. La novità stava nel fatto che questo tipo di macchina poteva essere potenziata, aumentando la capacità della stessa memoria, o addirittura ingrandito con altri elementi. Il progettista fu Gene Amdahl, il primo a fare funzionare una macchina alla velocità di "nanosecondi" (miliardesimi di secondo). Il "Sistema/360" fu per anni il computer più venduto al mondo (nel 1966 le vendite arrivarono a mille esemplari al mese). 9

11 Ma nel 1965 fu sempre la Olivetti di Ivrea a fregiarsi di un primato assoluto: a New York presentò il famoso "Programma 101", il primo personal computer del mondo prodotto in serie, destando sensazione per le sue prestazioni elevate, le dimensioni ridotte e l'elegante "design" di Mario Bellini. I In pochi anni furono venduti quasi 45 mila esemplari grazie alla sua semplicità di uso. Il "P101" fu la prima macchina dotata di un programma registrato in memoria, di un supporto magnetico per l'introduzione e l'uscita dei dati (dal quale avrà poi origine il "floppy disc") e di un semplice sistema di programmazione, con un linguaggio che poteva essere appreso in poche ore anche da non specialisti. Il suo costo, sempre altissimo, era di due milioni di lire. La supremazia americana, però, tornò a farsi sentire nel 1968, quando Robert N. Noyce, Gordon E. Moore e Andrew Grove si unirono per dare vita alla Intel Inc. (così denominata da INTegrated ELectronics) per la produzione di "chip" di memoria. Nel suo primo anno, ebbe dodici dipendenti e un fatturato di dollari. Proprio l'intel, nel 1970, produsse la prima RAM ("Random Access Memory"), la memoria a semiconduttori da 1 Kbyte, che fu adottata immediatamente nella costruzione di nuovi computer, al posto delle vecchie memorie a nuclei magnetici di ferrite. 10

12 Quarta generazione Il 1971 fu un altro anno importantissimo per la storia dei computer, quando gli ingegneri elettronici della Intel, l'italiano Federico Faggin e gli americani Marcian Edward Hoff jr. e Stanley Mazer, diedero vita al "motore" dei futuri "Pc", il microprocessore. I tre riuscirono a concentrare su una piastrina di quattro millimetri per tre un "supercircuito integrato" contenente ben transistor, la futura CPU ("Central Processing Unit") che costituivano tutti i componenti di un'unità centrale di elaborazione: in breve, il "cervello" e la "memoria" di entrata e uscita. Mancava solo un altro componente per assicurare la completa autonomia ai nuovi modelli di "computer", che continuavano ad essere ideati e progettati: la "memoria" dove conservare i dati e le informazioni anche con l'apparecchio spento. Questo ostacolo venne superato definitivamente con l'uscita dell'"ibm 3340" che adottava la tecnologia di memoria su "hard disk" (disco rigido); quattro dischi in alluminio magnetizzati su entrambe le facce, sistemati uno sull'altro in un contenitore sigillato, venivano letti e registrati da una serie di testine velocissime che si insinuavano tra i dischi, sfiorandone le superfici a una distanza di appena 0,5 millimetri. Il primo "hard disk", denominato "Winchester", aveva una capacità di 12 Mbyte, mentre oggi i modelli più evoluti e dotati di una velocità di lettura di pochissimi millesimi di secondi, possono raggiungere una "memoria" di 30 Gbyte. Nello stesso anno nasce in California l era dei Videogiochi, con il "Pong": una pallina che rimbalza sullo schermo e viene rilanciata da due sbarrette che si muovono con due potenziometri. Ma con Space Invaders (1978) e Pacman (1980) i progressi diventano strabilianti. 11

13 Ormai siamo arrivati alla fatidica data del E' l'anno, infatti, in cui due studenti universitari, William "Bill" Gates e Paul Allen, diedero vita a una piccolissima azienda che elaborava linguaggi per "computer": la Microsoft. La sede, inizialmente, fu a Albuquerque, nel New Mexico, ma nel 1980 si trasferì a Richmond, nello stato di Washington. La fortuna di entrambi può essere fatta risalire al linguaggio "Basic" che Gates e Allen programmarono nel 1974 per un "computer" da assemblare in casa, l'"altair 8800" della Mits e che li mise in luce negli ambienti del "software". Quasi in concomitanza, esattamente nel luglio 1976, a Palo Alto, in California, due giovani dal passato " hippie", Stephen Jobs e Stephen Wozniak, costruirono nel salotto dei genitori adottivi di Jobs l'"apple I", dando vita all'omonima azienda, battezzata come la casa discografica creata quasi dieci anni prima dai Beatles. Sarà proprio la Apple la grande rivale della Microsoft, soprattutto per il fatto che entrambe hanno usato fin dall'inizio un linguaggio di programmazione completamente diverso. Nel 1977, Jobs e Wozniak costruirono l'"apple II", un "computer" dotato di un contenitore con tastiera, alimentatore e prese per il collegamento delle "periferiche" presenti sul mercato. La memoria era appena di 4 Kbyte e come monitor venne utilizzato un televisore domestico e per la memorizzazione dei dati un registratore a cassette, anche se l'anno successivo i modelli vennero equipaggiati con un drive per "floppy disc". Questo "computer" fu il primo in grado di generare una grafica a colori. Non bisogna dimenticare anche una macchina costruita nel 1980 dall'inglese Clive Sinclair, la "ZX-80", certamente la piccola ed economica, che divenne famosissima tra i più giovani dell'epoca. La memoria era di appena caratteri (sic!) e per farla funzionare si doveva collegarla a un registratore a cassetta che utilizzava il linguaggio "Basic" e a un televisore per visualizzare le lettere e le immagini. 12

14 Ma la svolta definitiva, quella che separa il passato dal nostro presente nella storia dei computer è rappresentata da ciò che avvenne il Nell'agosto 1980 i vertici della società dell IBM diedero incarico al direttore dei laboratori, William Lowe, di creare un prodotto nuovo che entrasse nel settore e lo sbaragliasse. I tempi erano strettissimi, perché la corsa all informatica era frenetica: a Lowe fu dato un anno, non un giorno di più. Il manager riunì i 12 migliori cervelli della società e li rinchiuse per mesi nei laboratori di Boca Raton, in Florida, per un'impresa che doveva restare segreta. Nome in codice: «Project Chess» (le iniziali del Pc). La vera rivoluzione fu quella di procedere con il sistema dell' «architettura aperta», che permettesse di realizzare il computer assemblando pezzi prodotti da aziende diverse, con la possibilità per i produttori di creare aggiornamenti e nuove parti che avrebbero fatto crescere il progetto. E questa fu la chiave del successo: il mondo ben presto fu invaso da un'ondata di computer e accessori Ibm compatibili e il Pc Ibm diventò il punto di riferimento nell'informatizzazione degli uffici. Il 12 agosto 1981, a New York, l'ibm annunciò di aver creato il personal computer. Era una macchina a 16- bit, con un processore Intel 8088 e con un disco rigido dalla sorprendente capacità di 10 Megabytes. IBM 5150 Il previsto sviluppo di produttori terzi, per il personal, fu abbondante e molto articolato. Nacquero apparecchiature periferiche di vario tipo, ma anche macchine di base, veri e propri cloni dell'originale PC, che venivano venduti a macchia d'olio in tutto il mondo. La stessa logica intrapresa da IBM di acquistare i componenti dell'elaboratore, invece di progettarli e costruirli, l'aveva orientata nella scelta del sistema operativo, il software per la gestione della macchina. Lo sviluppo di un nuovo sistema operativo, avrebbe richiesto 13

15 un consumo di risorse eccessivo: non sarebbero bastati un paio d'anni di lavoro di decine e decine di specialisti. Per evitare un'operazione così pericolosa, IBM cercò un possibile fornitore di sistemi operativi, adatti al PC e nel 1980 la scelta cadde sulla Microsoft. Il nome del sistema operativo era costituito con le iniziali delle parole che ne descrivevano le funzionalità: DOS, da Disk Operating System. La licenza stipulata tra Microsoft e IBM prevedeva che su ogni PC sarebbe stata installata una copia del DOS, del nome di PC-DOS. La Microsoft si era riservata di concedere la licenza d'uso dello stesso prodotto ad altri costruttori di macchine personal, con un nome diverso: MS-DOS. Di fatto però, a parte la differenza del nome, i due programmi erano e sono rimasti nei quindici anni successivi, sostanzialmente identici. L'introduzione del PC comportò una vera e propria rivoluzione nel modo di lavorare: l'informatica personale era sconosciuta nel mondo delle piccole e medie aziende. Da allora sono trascorsi appena 20 anni, ma nel mondo dei "computer" è come se fosse passato più di un secolo. Ciò che è stato fatto in questo lasso di tempo, infatti, ha dell'incredibile. Ormai la potenza, la stabilità, la versatilità dei vari componenti permettono all'uomo di impiegare i personal computer in ogni circostanza, al punto da considerare la loro presenza e supporto a dir poco indispensabile. Nel giro di pochi anni si è avverato quanto ha profetizzato Bill Gates a metà degli anni Settanta in ogni casa ci sarà un computer con il quale lavorare, imparare e divertirsi. 14

16 Riferimenti Bibliografici La grande storia del computer di Massimo Bozzo, Il grande libro dell informatica di Mariagiovanna Sami, La macchina superintelligente di Adrian Berry, Cronologia del computer di Andrea Bedetti. 15

17 Speriamo di avervi fatto cosa gradita con questo nostro documento e restiamo a disposizione per ogni eventuale Vostro chiarimento o approfondimento in merito. Seguirà il prossimo mese un altro argomento specialistico che Vi invieremo. Distinti saluti. Gep Informatica s.r.l. Ufficio Marketing e Relazioni Esterne (Boschi Sabrina) Gestire ed orchestrare tutti i processi delle varie aree aziendali, oggi è possibile grazie all esperienza, alle tecnologie e alle soluzioni sviluppate dal gruppo della Gep Informatica. 16