La storia dell'informatica: dai primi computer a valvole alla Legge di Moore

Storia dell'Informatica

Nei primi decenni dell'informatica, i computer erano enormi sistemi a valvole e relè, che occupavano interi edifici. Questi sistemi erano usati principalmente per calcoli scientifici, militari, e aziendali. La capacità di calcolo era molto limitata rispetto ai computer odierni, ma comunque rivoluzionaria per l'epoca

ENIAC: Il Primo Computer Elettronico

ENIAC: Completato nel 1945, è uno dei primi computer elettronici generali. Poteva occupare una stanza grande quanto un campo da basket e pesava circa 30 tonnellate. Utilizzava circa 18.000 valvole a vuoto e aveva una potenza di calcolo molto modesta rispetto agli standard moderni

Macchine a Schede Perforate

Herman Hollerith, nel 1890, sviluppa la macchina a schede perforate, per compiere le statistiche del censimento decennale degli Stati Uniti

I dati venivano immessi su schede di cartone perforate (fino a due decenni fa) con una serie di buchi disposti in colonne e righe

• Quando una scheda veniva inserita nella macchina, un ago entrava nei fori, chiudendo un circuito elettrico che segnava la presenza di una determinata informazione. Le macchine potevano eseguire calcoli e produrre risultati.

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Evoluzione della Memoria Automatica

• È una delle prime forme di memoria automatica e di elaborazione dei dati meccanica.

Divennero il metodo principale per la memorizzazione e il trattamento dei dati numerici fino agli anni '60, quando furono sostituite da tecnologie più avanzate.

Hollerith fondò la IBM !!!

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Impatto sul Censimento

Si impiegarono due anni e mezzo ad analizzare i dati del censimento (invece di sette anni) nonostante l'incremento di popolazione da 50 a 63 milioni

Informatica e Guerra

Durante la seconda guerra mondiale, fioriscono i progetti di elaboratori da utilizzarsi per scopi bellici: Enigma, realizzata per codificare le comunicazioni militari

Zur Beachtung!

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Enigma: Cifrario Militare

Inventata da Arthur Scherbius nel 1918, Enigma venne inizialmente progettata per uso commerciale, ma a partire dagli anni '30 fu adottata dall'esercito tedesco e altre agenzie governative tedesche, per cifrare le loro comunicazioni militari.

Cifrario complesso e variabile, modificato ad ogni battitura di lettera. Quando un tasto veniva premuto, la corrente attraversava l'hardware, veniva deviata e permetteva di «cifrare» una nuova lettera

• Si stimava un numero totale di possibili impostazioni di 150 quintilioni (milioni di miliardi di miliardi)

EITHER

La Bomba di Turing

Dopo l'invasione della Polonia, i crittografi britannici guidati da Alan Turing svilupparono la Bomba di Turing

Una macchina elettromeccanica progettata per ridurre enormemente il numero di possibili configurazioni della macchina Enigma, testando in modo automatico le configurazioni usando la logica booleana.

Questo permetteva di decifrare le comunicazioni tedesche più velocemente e con maggiore successo.

I dati ottenuti dalla lettura delle comunicazioni tedesche hanno permesso agli Alleati di sapere in anticipo dove e quando i nazisti avrebbero inviato rinforzi, facilitando l'esecuzione dell'operazione dello sbarco in Normandia del 1944

Cifrari e Crittografia

• PS. Come si costruisce un cifrario?

Il Cifrario di Cesare è uno dei più noti e semplici cifrari di sostituzione utilizzati per criptare messaggi. Deve il suo nome a Giulio Cesare, che si dice lo usasse per proteggere le sue comunicazioni militari. In questo cifrario, ogni lettera del testo in chiaro viene sostituita da una lettera che si trova a un numero fisso di posizioni più avanti nell'alfabeto.

XYZABCDEF ABCDEFGHIS

Esempio di Cifratura: LAUREA

Cifriamo la parola «LAUREA» I passaggi sono: scelta della chiave, ovvero il numero di posizioni di spostamento nell'alfabeto. Processo di cifratura: ogni lettera del messaggio in chiaro viene sostituita dalla lettera «cifrata»

• Processo di decifratura: è sufficiente spostare le lettere indietro di un numero pari alla chiave

Laurea diventa ODXUHD

Decifrare Messaggi

«Laurea» diventa «ODXUHD»

100 0 1 1 001 0 01 001 01 001 1 0 1 11 001 Decifra il messaggio «XFSWJRT>> con chiave 5 Abcdefghijklmnopqrstuvwxz000 CEGER

Evoluzione dei Computer

ENIAC (1946) Mark I (1948) EDSAC (1949) h00 Whirlwind (1949) IAS (1952) UNIVAC (1952)

Miniaturizzazione e Personal Computer

Nel corso degli anni '70 e '80, i computer si sono evoluti, diventando progressivamente più compatti e potenti. Con l'avvento dei microprocessori, che permettevano una miniaturizzazione del calcolo, si iniziò a produrre computer sempre più piccoli e più economici, facendo sì che non fosse più necessario disporre di enormi sale server per l'elaborazione.

Uno dei momenti chiave in questa evoluzione fu la creazione del personal computer (PC) negli anni '80, che portò l'informatica nelle case e negli uffici. Questo sviluppo segnò una transizione da sistemi centralizzati a sistemi distribuiti, dove i singoli utenti potevano avere i propri dispositivi autonomi.

Transistor e Circuiti Integrati

Con l'invenzione del transistor (1947) e, infine, dei circuiti integrati (1969), l'evoluzione dei computer divenne inarrestabile!

Un transistor è un componente elettronico che funge da amplificatore, interruttore o regolatore del flusso di corrente elettrica. Può essere visto come una versione miniaturizzata di un amplificatore a valvole (o tubo a vuoto), ma con molti vantaggi in termini di dimensioni, affidabilità e consumo energetico.

Funzionamento del Transistor

II transistor può amplificare il segnale elettrico o accendere/spegnere il flusso di corrente in un circuito elettronico, ed è uno dei mattoni fondamentali dei moderni circuiti integrati. Grazie ad esso è stato realizzato il microprocessore, alla base di tutti i dispositivi elettronici moderni

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Legge di Moore e Informatica di Massa

Legge di Moore: Potenza Decuplica

Legge di Moore: Ogni 5-6 anni, la potenza DECUPLICA! Questo avviene perché il numero di transistor raddoppia ogni 2 anni, che incrementa le prestazione e i costi per transistor

• Stima utile per comprendere come l'industria dei semiconduttori abbia storicamente visto un incremento esponenziale della capacità di calcolo. Tuttavia, oggi stiamo assistendo a una certa saturazione del ritmo di crescita tradizionale e l'innovazione si sta concentrando su soluzioni alternative, come le architetture parallele, i nuovi materiali e le tecnologie di calcolo quantistico

L'Informatica come Fenomeno di Massa

L'informatica come fenomeno di massa è datata 1981, anno in cui l'IBM introdusse il Personal Computer (PC)

• La particolarità dei PC consisteva nell'essere "assemblati" con componenti facilmente reperibili sul mercato a basso costo Possibilità per qualsiasi casa produttrice di costruire "cloni" Attualmente i PC, o meglio il loro componente fondamentale, il microprocessore, è utilizzato in tutti i settori applicativi (non solo per elaborare dati): Telefoni cellulari, Ricevitori satellitari digitali, Bancomat e carte di credito, Lavatrici e forni a microonde, ecc.

Evoluzione dei Supercomputer

Illiac (1955) CDC 6600 (1963) Cray 1 (1976) EVOLUTION OF THI SUPERCOSEPUTER Cray X1 (2002) SAMSUNG SAMSUNG PC IBM (1981) Portatile (2008) Smartphone (2022)