Abilità informatiche - breve storia dell'elaboratore elettronico parte 1

Breve storia dell’elaboratore

Il calcolo meccanico

L’esigenza di semplificare i calcoli e di memorizzare i conteggi è stata avvertita dall’uomo sin dall’antichità. Il primo strumento di calcolo di cui si ha notizia è l’abaco (o pallottoliere), certamente in uso già nel 2000 a.C. Si tratta di uno strumento di calcolo meccanico, strettamente legato all’affermarsi della numerazione indo-arabica, con le cifre da 0 a 9, una numerazione di tipo ‘posizionale’, in cui cioè il valore della cifra dipende dalla collocazione di essa all’interno del numero. In sostanza, l’abaco è costituito da un telaio con aste verticali su cui scorrono piccole sfere di colore diverso, che rappresentano le unità, le decine, le centinaia, ecc. Si tratta, pertanto, di una ‘macchina da calcolo’ assai semplice, essenziale, che tuttavia ancora oggi suggerisce a tutti noi l’idea stessa di calcolo.

Per trovare il primo tentativo riuscito di costruire una macchina da calcolo in senso moderno bisogna però attendere sino al 1642. Il merito fu del matematico francese Blaise Pascal che costruì la ‘Pascalina’, una macchina addizionatrice fondata su un complesso sistema di ruote e ingranaggi azionato da pesi e contrappesi, molto simile a quello utilizzato all’interno di alcuni orologi. Ogni ruota, secondo la posizione, assume un valore numerico e la combinazione di determinati spostamenti rende possibile l’esecuzione di calcoli. La combinazione di più ruote e del movimento dell’una rispetto all’altra porta la macchina a formulare meccanicamente il risultato.

Qualche anno più tardi, ancora un matematico, Gottfried Leibnitz, creò lo ‘Stepped Reckoner’, un sistema meccanico di calcolo in grado di addizionare, sottrarre, moltiplicare, dividere ed estrarre la radice quadrata, gestendo numeri fino a 16 cifre.

Un successivo passo in avanti, per quanto riguarda l’evoluzione del calcolo meccanizzato, si fece soltanto all’inizio del XIX secolo, sfruttando uno spunto – tanto importante quanto inatteso – proveniente dal settore tessile (un settore che era in quelli assai avanzato dal punto di vista tecnologico e che vedeva il concentrarsi di notevoli sforzi di ricerca). In tale contesto industriale, Joseph Jacquart partorì un’idea originale, consistente nell’adozione di schede perforate con la funzione di programmare i telai: la macchina tessile di Jacquart veniva cioè controllata in modo automatico attraverso la presenza o l’assenza di un foro sulla scheda; la presenza del foro lasciava passare il filo colorato, la sua assenza manteneva il tessuto bianco.

Lo spunto di Jacquart, e cioè l’adozione di supporti su cui memorizzare istruzioni, finì col condizionare gli studi del matematico inglese Charles Babbage, studi rivolti al superamento di un evidente limite dei calcolatori fino ad allora realizzati: le macchine da calcolo eseguivano una sola istruzione per volta, lasciando all’operatore il compito di annotare il risultato ed impostare l’operazione successiva. In altri termini, le prime macchine da calcolo non erano in grado di ripetere più volte la stessa operazione, non potevano eseguire sequenze preordinate né potevano memorizzare dati; ciò portava ad un processo di calcolo piuttosto complesso e lento e quindi inevitabilmente esposto ad errori.

Nel 1821, Babbage concepì una macchina in grado di memorizzare al suo interno una sequenza di operazioni attraverso un sistema basato sul movimento di ruote. In seguito (nel 1835), il matematico introdusse nel suo progetto l’adozione di schede perforate per memorizzare il programma atto a regolare la sequenza delle operazioni.