Storia dell’Informatica e del Calcolo Automatico

1. Storia dell’Informatica e del Calcolo Automatico 1955-1964Dal transistor nasce la “seconda generazione”… Svolta da: Di Giorgio Antonio e Iorio Salvatore

2. Criteri di descrizionesecondo l’ordine cronologico • Raffinamenti successivi • Eventi e personaggi fondamentali

3. Il transistor Dalla metà degli anni ’50, nei computer le valvole vengono sostituite con i transistor, dando vita a quella che viene chiamata la “seconda generazione”. I transistor sono più economici, molto più piccoli, enormemente più affidabili, consumano meno energia e consentono un aumento di 10 volte della velocità di elaborazione. Con il contemporaneo perfezionamento delle macchine e dei programmi, il computer diventa accessibile ad una vasta gamma di attività e si diffonde in decine di migliaia di esemplari in tutto il mondo.

4. 1955 Benché il transistor fosse stato inventato già da dieci anni [1947], nessun computer funzionava interamente con questi nuovi componenti. Solo nel 1957 verrà commercializzato il primo calcolatore basato completamente sul transistor: è il modello 2002 della Siemens AG. Il primo computer sperimentale, completamente a transistor, sarà messo a punto nel 1955 dalla Bell. Questo era il TRADIC.

5. 1955 Dopo il tradic, tutti i principali costruttori di computer seguirono tale strada. Lasperry Corp. acquisisce la Remington Rand. La Remington Rand Co. aveva rilevato nel 1950 la Eckert & Mauchly computer società create dai progettisti dell’Univac-1 primo computer commerciale al mondo. Nello stesso anno la società realizza l’Univac II, detto “factronic”, con memorie interne a nuclei magnetici al posto delle linee di ritardo a mercurio.

6. UNIVAC-1

7. UNIVAC-1 UNIVAC Magnetic Drum Units

8. 1955 Oltre alle società ci sono molti gruppi di ricerca che si occupano di progettare nuovi computer. Un gruppo di ricercatori del Weizmann avvia la progettazione e la costruzione del WEIZAC. In seguito si richiese un computer più potente e fu realizzato uno completamente a transistor il GOLEM.

9. 1955 Adriano Olivetti, che dal 1938 dirige la società del padre, decide che la società deve entrare nel campo dei calcolatori elettronici. Per fare ciò, l’ingegnere decide di creare in proprio un centro di ricerca sul calcolo elettronico finalizzato ad applicazioni industriali. Il primo obiettivo del centro è di mettere insieme, partendo da zero, fisici e ingegneri per programmare e sviluppare mainframe in grado di competere con quelli americani ed europei.

10. Olivetti Adriano Olivetti, presidente dell'azienda dal 1938, era un uomo romantico, intraprendente, lucido nella pianificazione delle strategie; un uomo che, col suo carisma e le sue doti manageriali riusciva a guidare l'unica vera multinazionale italiana con gli strumenti propri di una piccola azienda ottocentesca.In quegli anni l'elettronica era estranea non solo alla pratica ma soprattutto alla mentalità dei dirigenti e dei progettisti, che ritenevano assurdo, con il tipico modo di pensare italiano, investire in risorse umane nella ricerca quando le cose andavano già a gonfie vele con i prodotti meccanici. Per Adriano Olivetti non era così: capì che l'elettronica era un potenziale elemento di disturbo sul cui terreno l'azienda non poteva trovarsi impreparata; per questo ritenne importante investire in questo settore estremamente avanzato e altrettanto rischioso, con una risolutezza ed una determinazione che molti definirono follia.

11. 1955 La meccanografia ha ormai raggiunto la sua massima perfezione tecnica: la velocità di selezione raggiunge le 2000 schede al minuto, quella di lettura le 400e quella di perforazione 250. Alla fine degli anni ’50 la meccanografia inizierà il suo declino per lasciare il passo agli elaboratori elettronici, le cui caratteristiche di velocità, capacità di memoria e auto programmazione, consentono di affrontare l’accresciuto volume dei dati da trattare.

12. Come funzionano i centri meccanografici Le schede perforate sono anche usate per introdurre il programma da eseguire ed ogni scheda rappresenta una istruzione a tre indirizzi, comprendendo cioè anche quello dell'istruzione successiva.

13. Come funzionano i centri meccanografici Programma di un lavoro, impostato su pannello della tabulatrice IBM 444

14. Come funzionano i centri meccanografici IBM calcolatore 602 IBM selezionatrice 082

15. Come funzionano i centri meccanografici Tabulatrice IBM mentre stampa un modulo pre-fincato

16. Come funzionano i centri meccanografici

17. 1955 La RCA, colosso americano dell’elettronica di consumo, entra nel settore dei computer; sarà poi costretta ad uscire non riuscendo a mantenere un livello tecnologico al passo con l’IBM. Trà i principali computer prodotti da questa ricordiamo il BIZMAC e le due serie SPECTRA.

18. Spectra

19. 1955 Nasce il primo sistema di simulazione musicale. Il primo computer utilizzato per questo scopo fu l'ILLIAC II, ma i primi sintetizzatori faranno la loro comparsa solo nel 1960. Il calcolatore ILLIAC

20. 1955 Prime statistiche sull’industria dei semiconduttori: sono 11 le aziende (quasi tutte americane) che li producono. Dopo 20 anni arriveranno a 150 in diversi paesi. Anche l’industria dei computer si espande: la sola IBM conta 50 mila lavoratori; un anno più tardi ne avrà 72 mila. Alla Facoltà di Ingegneria dell’Università di Napoli viene istituito un centro di calcolo elettronico che viene dotato di analizzatore differenziale BENDIX D-12. La macchina è formata da 700 valvole e 1500 diodi al Germanio e adotta il sistema di numerazione decimale; ha una memoria a tamburo magnetico con 11 piste che ruota a 4300 giri al minuto.

21. Bendix-D12

22. 1955 All’ istituto nazionale per le applicazioni del calcolo del Consiglio nazionale delle ricerche viene inaugurato un’eleboratore elettronico : il FERRANTI MARK 1.

23. FERRANTI MARK 1 La macchina è dotata di 4 mila valvole e 10 chilometri di collegamenti elettrici; esegue una moltiplicazione di due numeri con 12 cifre in circa 2 millesimi di secondo. Lo sforzo finanziario del CNR è considerato enorme (300 milioni) e si cade nell’errore, abbastanza comune negli anni 50, di ritenere che tale apparecchiatura sarebbe stata sufficiente per molti anni. Fra i lavori più importanti per cui sarà utilizzata, i calcoli per la costruzione della diga del Vajont, che comporterà la risoluzione di un sistema di 208 equazioni lineari algebriche. Secondo un raffronto tentato tra la velocità di calcolo della macchina e la capacità umana, il lavoro compiuto in un’ora dall’elaboratore equivarrebbe alle prestazioni di un uomo che lavori 40 ore alla settimana per 180 anni.

24. 1955 All’Università di Pisa, il Centro Studi Calcolatrici Elettroniche (CSCE) finanziato con i fondi (150 milioni) a suo tempo stanziati dal consorzio tra le province e i comuni di Pisa, Lucca e Livorno per la costruzione di un’elettrosincotrone da 1 Gev, e mai realizzati, si mette al lavoro, sotto la direzione dell’ingegnere Giuseppe Cecchini, della Olivetti, per la realizzazione del primo calcolatore elettronico italiano. Due anni più tardi sarà messo a punto un calcolatore-pilota precursore delle soluzioni poi adottate sulla Calcolatrice Elettronica Pisana (CEP) dotata di memoria principale a nuclei magnetici e di memorie ausiliarie a nastri e tamburo. Le prime furono costruite a valvole dato il costo elevato dei transistor, col crollo dei prezzi sarà completata a transistor. Il CEP completato nel 61 impiegherà 3500 valvole, duemila transistor e 12 mila diodi al Germanio.

25. 1956 In Gran Bretagna inizia il consolidamento dell’industria dei computer attraverso la fusione di alcune aziende tra cui la Ferranti che porterà alla nascita dell ICT( International computers Tabulators).

26. 1956. IBM Con la morte di Thomas Watston il 19 giugno si chiude un’epoca per l’IBM. In questo periodo la IBM conta 59 mila dipendenti, un fatturato di 629,5 milioni di dollari e un utile di quasi 56 milioni. Le innovazioni apportate dalla IBM agli elaboratori dell’epoca riguardano sopratutto le memorie. Costruite a partire dal 1957, le unità Ramac 305 includono il sottosistema a dischi magnetici rotanti, la memoria principale continua ad essere a tamburo magnetico.

27. MEMORIE 1950-1955 Mentre dal 1950 al 1955 negli elaboratori più evoluti cominciano ad essere utilizzate memorie principali interne basate su valvole, linee di ritardo, tubi catodici e tamburi magnetici, fino agli anellini di ferrite, dalla metà degli anni ’50 fanno la loro comparsa anche le memorie ausiliarie esterne sotto forma di nastri, dischi e tamburi magnetici che registrano grandi quantità di informazioni da conservare permanentemente o da utilizzare rapidamente durante le fasi di elaborazione.

28. Tipi di memorie Nei primi elaboratori, la memoria è costituita da valvole, ognuna delle quali non può memorizzare che un solo bit. C’erano problemi di affidabilità. Tale problema venne aggirato con le linee di ritardo acustico costituite da cilindri riempiti d’acqua o mercurio con alle estremità due cristalli piezoelettrici di quarzo. Un altro sistema inizialmente impiegato in funzione di memoria è quello ideato da Williams che utilizza tubi a raggi catodici e che registra le informazioni sui vari punti del fosforo che ricopre lo schermo. E’ la prima memoria ad accesso casuale.

29. Tipi di memorie Ulteriore sistema di memoria è quello basato su una batteria di condensatori caricati a due livelli diversi per rappresentare lo “0” o “1”. Nei primi anni 50 la memoria a tamburo venne sostituita da milioni di microscopici anellini di materiale magnetico che consentono di registrare in poco spazio un numero molto maggiore di dati e di leggerli molto più rapidamente (un milionesimo di secondo). Tutti questi sistemi magnetici sono inamovibili dalla macchina e, una volta riempiti con i dati, per effettuare altre elaborazioni bisogna cancellare una parte di memoria. Le memorie ausiliare esterne, come nastri e dischi magnetici, sono invece amovibili, consentendo così di immagazzinare un numero infinito di dati e di programmi.

30. Ramac 305 Sarà questo il primo passo per trasferire i dati (records) dal supporto delle vecchie e ingombranti schede perforate, alle unità a dischi magnetici. Il passaggio è rivoluzionario, in quanto consente di eseguire operazioni di aggiunta, aggiornamento o cancellazione di record semplicemente riscrivendoli sul disco. Le schede, oltre ad essere ingombranti e pesanti, non consentivano accesso diretto ai dati, erano vincolate alle 80 colonne, non erano modificabili e -non per ultimo!- costavano parecchi soldi.

31. Ramac 305 IBM RAMAC 305 - vista completa da sinistra: stampante, lettore schede, unità di calcolo, unità dischi, console e macchina da scrivere

32. Ramac 305 • L'unità disco consisteva in una pila di 50 dischi da 24", con una capacità totale di 5 o 10 milioni di caratteri (5Mb o 10Mb), che era un'enormità per quei tempi! • La velocità di rotazione era di 1.200 giri al minuto. L'unità poteva avere uno o due bracci d'accesso (il secondo era optional). Ogni braccio aveva una sola testina di lettura/scrittura. Durante un'operazione di ricerca di dati su disco, il braccio meccanico (comandato ad aria compressa!) si doveva prima spostare verticalmente per raggiungere uno dei 50 dischi e poi orizzontalmente per andare alla pista voluta. • I dati sono letti o scritti alla velocità di 22.500 car/sec. I tempi d'accesso vanno da 100 a 800 millisecondi. • Nel caso di rottura di una testina ci volevano alcuni giorni per la riparazione.

33. 1956 INTELLIGENZA ARTIFICIALE Il matematico e precursore dell’ “Intelligenza artificiale” Jhon Mc-Carthy inventa il linguaggio di programmazione LIPS(list Processing, elaborazione di liste). E’ un linguaggio funzionale ad alto livello, che si presta alla manipolazione e all’analisi dei testi ed è particolarmente adatto alla soluzione dei problemi dell’intelligenza artificiale, ma è realizzati in anticipo sui tempi rispetto alle prestazioni dei computer. Mc- Carthy sarà il fondatore del dipartimento di intelligenza artificiale dell’MIT.

34. Breve storia dei Linguaggi 1946Konrad Zuse, ingegnere tedesco, sviluppa il primo linguaggio di programmazione in assoluto: il Plankalkül, mentre se ne stava nascosto sulle Alpi della Baviera in attesa della fine della Seconda Guerra Mondiale.Usò il suo linguaggio come opponente nel gioco degli scacchi sul suo computer Z3.Il linguaggio era già in grado di gestire sia tabelle che strutture di dati.Il Plankalkül rimase seppellito in qualche archivio in Germania per molto tempo. 1949 Viene sviluppato un primo linguaggio di uso comune, lo Short Code. Deve essere compilato in codice macchina manualmente.A dispetto del nome, le notti tenderebbero ad allungarsi parecchio, usando questo linguaggio!  1951Grace Hopper (la famosa "nonnina del COBOL"), inizia lo sviluppo del compilatore A-O, noto anche come AT-3. 1952Alick Glennie, sviluppa, parallelamente ai suoi studi, il compilatore AutoCode, che serve a compilare un linguaggio simbolico assembler per il computer  Manchester Mark I. 1954IBM inizia lo sviluppo del FORTRAN, basandosi sul linguaggio A-O.

35. 1956 In piena “Guerra Fredda”, il Pentagono inizia l’allestimento negli Stati Uniti del sistema di difesa aerea SAGE (Semi- Automatic Ground Enviroment), costituito da una rete di 24 centri radar collegati ad un gigantesco elaboratore elettronico centrale. L’elaboratore identifica automaticamente qualsiasi aereo o missile balistico nucleare che superi le frontiere degli spazi aerei USA e ne calcola la rotta. Eseguendo milioni di calcoli, l’elaboratore presenta in tempo reale su schermi video la situazione di ciascuna aerea geografica, fornendo istantaneamente posizione, velocità e direzione di ogni oggetto volante rilevato dalla rete radar e la disponibilità di mezzi di difesa.

36. 1956 Il “cuore” del sistema è un mostruoso elaboratore realizzato dalla IBM (AN/FSQ7).

37. SAGE Il sistema identifica gli aerei nemici confrontando le informazioni dei radar con i piani di volo delle migliaia di aerei, americani e non, registrati nella propria memoria. All’ elaboratore giungono dati da catene radar, navi, aerei, piattaforme marittime di rilevamento, basi di intercettazione, centri di protezione civile.

38. 1956 Comincia anche in Italia l’utilizzazione del computer nel campo dell’industria. A rompere il ghiaccio è la Innocenti, che impianterà un sistema IBM nello stabilimento di Dalmine, presso Bergamo. La macchina è impiegata per eseguire i conteggi di 2500 stipendi e 6000 paghe cottimi, la contabilità generale e dei magazzini, la fatturazione, calcoli scientifici e tecnici.

39. 1956 …continua Il Professore Silvio Ceccato direttore del centro di cibernetica e di attività linguistiche dell’Università di Milano, costruisce il primo modello di operazioni mentali svolte in chiave elettromeccanica. L’idea nasce dall’analisi dei meccanismi che danno vita al pensiero, scomponendoli in minutissime operazioni, che sono poi quelle che una macchina potrebbe ripetere e che probabilmente effettuano i neuroni celebrali.

40. 1957 A Gennaio, il fisico john Bardeen, insieme a due giovani ricercatori dell’Università dell’Illinois, Leon M. Cooper e john Robert Schrieffer, enuncia la teoria molecolare della superconduttività, poi chiamata BCS dalle iniziali degli autori. Il fenomeno della superconduttività spinge il fisico D.A. Buck, un ricercatore del MIT, a proporre un dispositivo da lui chiamato Cryotron per la costruzione di un rivoluzionario elaboratore che dovrebbe lavorare immerso in elio liquido. Anche la IBM e la General Electric effettuano ampi investimenti nel settore che però saranno abbandonati verso la fine degli anni ’60. negli ultimi decenni sono ripresi gli studi in conseguenza di una nuovo fenomeno delle bassissime temperature, l’effetto Josephson.

41. 1957 La prima industria Europea per la progettazione e la costruzioni integrati per computer elettronici è creata in Italia: è la società Generale Semiconduttori (SGS), con la Olivetti e la Telettra(gruppo Fiat) come azionisti paritetici al 50%. Fra gli azionisti si aggiungerà la Fairchild. Dopo alterne vicende, trà cui è fondamentale la fusione con la Thomson, la società arriva fino ai nostri giorni coprendo una rilevante quota di mercato.

42. 1957 …continua La produzione della SGS-Thomson si estende dai più semplici diodi fino ai più complessi microprocessori con quantità che rappresentano un quarto di quelle intel e un terzo della motorola. La società è anche leader nel mondo nel settore dei circuiti integrati di potenza e in quelli analogici prodotti su misura per i clienti.

43. 1957 Dal primo agosto entra in funzione il NORAD per controbattere la minaccia aerea sovietica e successivamente quella dei missili balistici nucleari e dei cosiddetti “satelliti chiller” in orbita; nella sede allestita in un bunker a prova di esplosione nucleare sotto una montagna a Cheyenne, un insieme di elaboratori elettronici analizza i dati provenienti dai radar e in seguito anche dai satelliti per tenere sotto controllo l’attività di volo degli aerei del blocco sovietico e i lanci di missili eseguiti a qualsiasi titolo. Il NORAD segue inoltre la situazione di qualche decina di migliaia di oggetti( rottami o satelliti in attività o inattivi) in orbita terrestre.

44. 1957 Tra la sorpresa di tutti l’unione sovietica lancia il primo satellite artificiale nella storia dell’uomo: lo Sputnik. Dallo sforzo USA per conquistare la supremazia nella “gara spaziale” con l’URSS, i maggiori benefici ricadranno sull’elettronica e sull’informatica.

45. 1957 Nasce il computer di “seconda generazione” a 10 anni dalla scoperta del transistor: la Siemens AG inizia la produzione su scala industriale, prima al mondo, di un computer interamente transistorizzato, il Modello 2002. La Philco mette in commercio il suo primo elaboratore a transistor, il Modello 2000. A Palo Alto, in California, viene fondata la Farchild Semiconductor.

46. 1958 Un altro esemplare commerciale è il PDP-1 (Program Data Processor) della Digital Equipment progettato da Benjamin Gurley e commercializzato nel 1960.

47. 1958 La Control Data introduce il calcolatore digitale di seconda generazione CDC-1604, progettato da Simon R. Cray.

48. 1958 Il fisico americano di origine svizzera Jean Hoerni, della Fairchild Semiconductor, inventa il procedimento per la fabbricazione del cosiddetto transistor planare. Nello stesso anno, Steven Hofstein inventa il transistor ad “effetto di campo” che aprirà la strada alla tecnologia MOS.

49. 1958 Entra in funzione a Barbaricina, presso Pisa, il prototipo del computer interamente progettato e costruito da un gruppo di ricercatori del Centro Studi Calcolatrici Elettroniche (CSCE) , sotto la direzione dell’ingegnere elettronico Giovanni Battista Gerace per la parte “hardware” e del professor A. Caracciolo che ha ideato il programma operativo e il compilatore Fortran, per la parte “software”.

50. 1959 • Nasce il COBOL (COmmon Business Oriented Language), alla  conferenza del Data Systems and Languages (CODASYL). COBOL è un linguaggio commerciale istituzionale, ancora utilizzato al giorno d'oggi in moltissime aziende. • E' pensato per gestire una grande quantità di dati, ma può essere valido anche per tanti altri scopi. • Anche se viene apprezzato dai tecnici, lo è senz'altro meno del BASIC, a causa della sua eccessiva verbosità.