Personal computer/Storia

Storia dei calcolatori

La storia dei calcolatori è alquanto recente. Questo potrebbe apparire strano, considerato l'attuale boom tecnologico riguardante le tecnologie informatiche. Ma un calcolatore, almeno in origine, non prevedeva tutti gli usi che ne facciamo oggi. Il primo calcolatore elettronico, infatti, veniva impiegato per calcoli balistici durante la seconda guerra mondiale, progettato e costruito da J. P. Eckert e J. Mauchly venne denominato ENIAC, sigla per Electronic Numerical Integrator and Calculator, e la sua esistenza venne resa nota solo nel 1946. Lungo trenta metri, alto due e spesso uno, pesava trenta tonnellate per 120 metri cubi di volume su una superficie di 180 metri quadri, poteva eseguire 1900 somme al secondo e richiedeva una programmazione manuale attraverso fili ed interruttori in modo da riprodurre la rete logica dell'operazione da eseguire; i dati venivano poi introdotti tramite schede perforate.

Fu interessandosi al progetto ENIAC che John Von Neumann elaborò l'idea del calcolatore moderno, pensando alla memorizzazione dei programmi in forma numerica. Ne nacque la proposta di un calcolatore chiamato EDVAC, che, impropriamente attribuito al solo Von Neumann, venne realizzato dagli ingegneri Eckert e Mauchly. La soluzione del calcolatore a programma memorizzato divenne subito la norma e distingue gli attuali calcolatori elettronici dalle macchine dedicate al calcolo. Il primo calcolatore ad avere un discreto successo fu in seguito l'EDSAC (1949) che rimase popolare fino agli anni settanta.

L'IBM che in precedenza trattava macchine a schede perforate da ufficio, iniziò a costruire calcolatori a partire dal 1952 (IBM 701 di cui furono venduti 19 esemplari), ma fu l'introduzione del sistema S/360 a determinare il dominio dell'IBM in questo campo. Per la prima volta si separavano il concetto di architettura da quello di realizzazione, questo permise all'azienda di definire un'organizzazione della macchina comune ad una famiglia di calcolatori che avrebbero potuto avere capacità, potenzialità ed anche dimensioni diverse pur rimanendo tra di loro compatibili, è il caso del sistema S/370 successore del precedente ma ad esso compatibile.

Tutti i calcolatori realizzati fra gli anni sessanta e settanta appartengono alla categoria dei mainframe, ovvero macchine enormi e costose equipaggiate con sistemi operativi che ne permettevano un uso condiviso da parte di più utenti. Solo nel 1965 la DEC introdusse il primo minicalcolatore, il PDP 8 al costo di 20.000 Dollari seguito nei primi anni settanta dal PDP 11, il primo minicalcolatore organizzato intorno ad un unico Bus (informatica), un'organizzazione che diventerà uno standard per almeno vent'anni.

Il termine di microprocessore venne usato per la prima volta nel 1972 dalla Intel ed indicava un computer microprogrammabile su un unico chip composto da una CPU (Central Processing Unit) integrata costituita da un sommatore parallelo a 4 bit, 16 registri, un accumulatore e uno stack. Questa CPU venne denominata 4004 ed utilizzata dal sistema MCS-4. Nel frattempo la stessa IBM lavorava anche ad un microprocessore ad 8 bit, l'8008 introdotto nel 1972, interamente realizzato in tecnologia PMOS. Fu però nel 1974, con l'introduzione dell'8080, che il microprocessore si mostrò in grado di essere utilizzato come elaboratore di uso generale (general purpose). Questo processore raggiungeva frequenze di clock di 2 MHz. Il successo dell'8080 generò due microprocessori concorrenti: il Motorola MC6800 e lo Zilog Z80. Il 6800 fu il primo processore ad utilizzare un'alimentazione singola di +5V abbassando notevolmente il costo del prodotto.

Il primo microprocessore con bus dati a 16 bit fu il PACE nel 1974, ma fu l'8086 della Intel, che indirizzava 1Mbyte di memoria contro i 64kbyte degli altri processori, a segnare il passaggio alla seconda generazione di microprocessori, con 5MHz di clock e 0,33 Milioni di istruzioni al secondo (MIPS). Ovviamente seguirono le versioni a 16 bit di Motorola e Zilog, rispettivamente MC68000 e Z8000, che, nonostante avessero prestazioni migliori, non contrastarono lo strapotere dell'Intel poiché all'uscita di questi processori, con quasi due anni di ritardo, l'Intel aveva già pronto l'8088 con bus a 8 bit. L'Intel divenne quindi lo standard di fatto nel mondo dei PC mentre la Microsoft poneva le basi per diventare la più grande compagnia software del pianeta. Il Motorola MC68000 tuttavia ebbe un ruolo importante perché si affermò sulle workstation (sistemi di carattere professionale) con sistema operativo Unix, in quanto risultava il processore più adatto a gestire la memoria virtuale di Unix.

Mentre i processori a 16bit entravano in una fase di grande crescita con l'aggiunta di nuovi componenti avanzati quali i gestori di memoria (MMU), le unità aritmetiche in virgola mobile (FPU) e i controllori di accesso alla memoria (DMA), si assisteva alla nascita di nuova generazione di macchine dette RISC (Reduced Instruction Set). I vecchi calcolatori vennero denominati CISC (Complex Instruction Set). La prima macchina RISC venne realizzata da IBM come prototipo (IBM 801) nel 1979, ma la prima realizzazione con un discreto successo fu il RISC I nel 1982 seguita dal MIPS del 1983, realizzate rispettivamente dalle università di Berkeley e Stanford che convogliarono gli studi nello sviluppo delle CPU SPARC (Scalable Processor Architecture).

Intanto nel 1984 Motorola introdusse il primo processore a 32 bit, l'MC68020 con frequenze di 25MHz. Questa volta fu Intel ad arrivare in ritardo introducendo il suo processore a 32 bit nel 1985, l'80386, ma questo non scalfì la sua egemonia, mantenuta grazie all'immenso patrimonio software ormai esistente. L'architettura 68000 rimaneva un'alternativa valida soltanto nel campo delle workstation, ma i processori RISC stravolsero questo segmento di mercato. Agli inizi degli anni novanta IBM, Apple e Motorola formarono un consorzio per la produzione di una nuova CPU RISC per battere anche sul campo dell'informatica di basso costo lo strapotere dell'Intel. Nacque quindi l'architettura PowerPC che si dimostrò essere quanto di meglio si potesse realizzare all'epoca. Nonostante ciò il PowerPC non riuscirà mai a contrastare la presenza di Intel nel campo dei Personal Computer.

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