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Il calcolatore elettronico (1969)
E' un documento scritto nel 1969 in occasione di una conferenza che tenni ai capi di filiali che erano stati invitati a visitare il Centro Elaborazione Dati di Napoli. Si noti come l'architettura delle macchine di allora, si può considerare ancora attuale.
IL CALCOLATORE ELETTRONICO
L'era dei calcolatori, elaboratori o cervelli elettronici, come di solito li chiamano è cominciata in Italia intorno al 1958, essi hanno man mano sostituito le macchine elettrocontabili di tipo elettromeccanico che venivano usate nei primi centri meccanografici.
Ma che cosa è questo calcolatore elettronico? La risposta potrebbe essere: una macchina elettronica programmabile. Infatti:
- E' una macchina e in quanto tale non sbaglia.
- E' elettronica e in quanto tale è velocissima.
- Ha una caratteristica peculiare che la distingue dalle altre macchine costruite dall'uomo: è programmabile.
Questa ultima caratteristica la rende flessibile cioè capace di adattarsi a fare qualunque cosa l'uomo le possa chiedere, purchè quanto richiesto possa essere realizzato dalle parti che la compongono.
Ciò spiega perchè lo stesso calcolatore elettronico può essere usato da una banca per i propri adempimenti amministrativi e contabili, da un'azienda siderurgica per controllare il buon funzionamento degli altiforni, da una fabbrica di automobili per regolare l'arrivo dei componenti alla catena di montaggio, da una università per risolvere equazione e progettare macchine, da un centro spaziale per guidare astronavi e calcolare orbite.
L'unico fatto che li distingue è che i programmi in esso introdotti sono diversi.
Vediamo ora brevemente le parti che compongono un moderno calcolatore elettronico. Le parti più importanti e sempre presenti sono la memoria centrale e l'unità di calcolo (nell'insieme unità centrale) questa può considerarsi il cervello della macchina, ma da sola si troverebbe nell'impossibilità di comunicare con l'esterno e cioè con l'uomo; esiste perciò un sistema periferico collegato all'unità centrale a mezzo di canali, che può essere costituito da vari tipi di unità che permettono l'ingresso e l'uscita dei dati dal calcolatore.
Per leggere l'uomo ha bisogno degli occhi, per scrivere della mano, per ascoltare delle orecchie; gli occhi, le mani, le orecchie del calcolatore elettronico sono le unità periferiche.
Lettori di schede, di banda di carta, di nastri e dischi magnetici, tastiere di terminali, lettori di documenti magnetici, lettori ottici, sensori, sono unità di ingresso; nastri e dischi magnetici, stampatrici, organi scriventi di terminali, perforatori di schede, schermi video, unità audio, servomeccanismi, sono unità di uscita. Come gli occhi, le mani, le orecchie dell'uomo trasmettono e ricevono informazioni dal cervello a mezzo del sistema nervoso, le unità periferiche di un calcolatore elettronico trasmettono e ricevono i dati attraverso i canali.
Attraverso le unità di ingresso l'uomo introduce dati nel calcolatore, questi vengono elaborati nella memoria centrale con l'unità di calcolo ma secondo le direttive del programma che risiede memorizzato anch'esso nella memoria centrale e i risultati vengono restituiti di nuovo all'uomo a mezzo delle unità di uscita.
Con il passare degli anni si sono succedute tre generazioni di calcolatori. I primi furono costruiti con valvole termoioniche e costituirono la prima generazione. Successivamente furono rimpiazzati da calcolatori a transistors montati su circuiti stampati: questa fu la seconda generazione. Infine la terza generazione, quella attualmente in uso, utilizza circuiti integrati.
Fin'ora abbiamo assistito ai continui aumenti della velocità di elaborazione nella unità di calcolo, mentre nel campo delle unità periferiche abbiamo avuto sia migliorie nella velocità, che produzione di nuove apparecchiature come ad esempio unità audio o lettori di scrittura umana.
Ho già accennato che affinchè un calcolatore possa funzionare, e nel modo da noi desiderato, è necessario preparare una serie di programmi che di volta in volta memorizzati nella memoria centrale, lo dirigano ad eseguire le funzioni richieste.
A ciò pensano i programmatori i quali scrivono per ogni programma una serie di istruzioni che, tradotte in un linguaggio intelligibile alla macchina, vengono introdotti nella memoria centrale.
Mi si consenta ora di introdurre solo due termini inglesi che sono entrati nell'uso comune degli utenti dei calcolatori elettronici: l'HARDWARE e il SOFTWARE. L'hardware è l'insieme delle parti fisiche che costituiscono il calcolatore; il software è l'insieme dei programmi che dirigono il calcolatore nel suo funzionamento.
Oggi nella terza generazione non si parla più di calcolatori, ma di sistemi. Sistema è il connubio dell'hardware e del software.
Le case costruttrici forniscono non solo macchine (hardware) ma anche programmi per il loro funzionamento (software). Non si tratta di programmi specializzati per risolvere i problemi dell'utente, come per esempio programmi per la preparazione degli stipendi o per il controllo di un magazzino o per la gestione del portafoglio sconto, ma di programmi di uso più generale, come può essere per esempio programmi per la gestione di una rete teleprocessing, programmi per l'ordinamento di una serie di dati o per la consultazione dei dati presenti in archivi su supporti magnetici; infine programmi che servono a gestire e controllare lo stesso funzionamento del calcolatore e a sfruttare bene il tempo dell'unità centrale e perfino ad indagare su eventuali malfunzionamenti delle parti della stessa macchina, raccogliendo informazioni utili per i tecnici che curano la manutenzione del mezzo. L'insieme di questi programmi si chiama SISTEMA OPERATIVO.
Con macchine più veloci si possono usare sistemi operativi più sofisticati e quindi più potenti.
Uno dei compiti più importanti di un moderno sistema operativo è quello di creare un ambiente di MULTIPROGRAMMAZIONE, cosa che rende possibile l'esecuzione contemporanea di più lavori diversi e indipendenti. In effetti il fatto che l'unità centrale abbia velocità elettroniche, mentre le velocità di ingresso e uscita dei dati sono necessariamente molto più basse (essendo legate a delle unità che devono essere nececessariamente meccaniche), ha suggerito di utilizzare l'unità centrale per gestire contemporaneamente più lavori; il cervello del calcolatore è impegnato solo per un infinitesimo di secondo per produrre un rigo di stampa ad esempio di un estratto conto e quindi, mentre la stampatrice provvede a stampare il rigo preparato (impiegandovi 10 millesimi di secondo), l'unità centrale può essere utilizzata per elaborare una liquidazione di sconto e preparare un altro rigo di stampa per tale elaborato passandolo ad altra stampatrice; ma la differenza di velocità è sempre tanto diversa tra le unità periferiche e l'unità centrale che quest'ultima nel frattempo, può provvedere ad aggiornare il saldo di un conto per una operazione effettuata su un terminale che si trova presso lo sportello di una lontana filiale e mandare notizia di averlo fatto al terminale stesso.
Così saltando da programma a programma, l'unità centrale, diretto da un programma principale detto SUPERVISOR che fa parte del sistema operativo, manda avanti contemporaneamente più lavori. Si potrebbe paragonare l'unità centrale ad un esperto giocatore di scacchi che gioca contemporaneamente più partite sfruttando il fatto che i suoi avversari sono molto più lenti nell'effettuare la propria mossa.
Così, come con l'andare del tempo si è sviluppato l'HARDWARE, il SOFTWARE di base, cioè quello consegnato dalle case costruttrici, ha subito sviluppi notevoli. Questo SOFTWARE di base che era quasi inesistente nella prima e seconda generazione, ha avuto il suo "BOOM" insieme all'avvento della terza generazione e si è sempre più sviluppato, tanto da costituire la parte preponderante dei calcolatori con memoria virtuale che attualmente sono sul mercato e che potrebbero in un certo senso considerarsi la "quarta generazione".
Vorrei qui, per chiudere questa veloce panoramica, ricordare che accanto a questi strumenti meravigliosi che la tecnica moderna ci offre, lavorano degli uomini, minuziosi e pazienti,che li programmano e li fanno operare. Essi cercano continuamente di sfruttarli nel modo migliore, anche se la perfezione non è sempre raggiungibile, spesso anche a causa del continuo evolversi dei mezzi stessi.
Altri documenti:
- il decalogo del programmatore (1983)
- migliorare se stessi (1988)
- metamorfosi di un PC (1988)
- il nuovo mondo informatico (1988)
- l'architettura 80386 (1989)
- il direttore generale al CED (1990)
- il futuro dei computers (1996)