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Category Archives: I Pionieri

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Informatici Celebri

Leonardo da Vinci (1452 – 1519)

Fiorentino, pittore, scultore, architetto, ingegnere.  Se volessimo dare credito alla tesi fantascientifica dei viaggi nel tempo, sicuramente il più sospettabile di tutti i geni sarebbe proprio lui, viste le innumerevoli opere del suo ingegno che si stenta a credere non abbia “copiato” dal futuro per cercare di riprodurle nella sua prematura epoca. Sorvolando su tutto ciò che egli ha saputo pensare e realizzare nella sua vita, anche nell’ambito del calcolo automatico ha saputo dare un esempio che se anche non fosse stato poi copiato da altri, confermerebbe una volta in più le sue grandiose capacità. Il riferimento è ai disegni e progetti di calcolo ritrovati solamente nel 1967 e che dimostrano come egli, già attorno al 1500 (150 anni prima di Blaise Pascal!) avesse immaginato un sistema meccanico di calcolatrice basata su ruote dentate (lo scritto fa parte di quello che oggi viene chiamato “Codice di Madrid) perfettamente funzionante.


Wilhelm Schickard (1592 – 1635)

Tra il 1500 e il 1700 si diffuse in tutta Europa un gusto sproporzionato per i congegni automatici, in particolare per gli orologi: ne esistevano di complessi e monumentali ovunque si andasse, indicanti non solo l’ora ma anche le fasi lunari, i segni zodiacali, con figure in movimento e melodie affascinanti. Le ruote dentate erano il segreto di tutti quei congegni, e la tecnologia per la loro costruzione raggiunse in quel periodo un altissimo grado di precisione, malgrado fossero di legno a causa della poca familiarietà degli artigiani nel forgiare i metalli. Probabilmente osservando il funzionamento di questi meccanismi il matematico tedesco Wilhelm Schickard (1592-1635) docente dell’università di Heidelberg e considerato il Leonardo da Vinci tedesco per la portata delle sue conoscenze, progettò e costruì quello che a tutt’oggi è considerato il primo vero meccanismo calcolatore: una macchina che esegue le quattro operazioni principali e la radice quadrata.


 

Blaise Pascal (1623 – 1662)

Filosofo, matematico e fisico francese.

 Blaise Pascal a venti anni realizza una celebre macchina per eseguire addizioni e sottrazioni automaticamente, la ‘Pascalina’.  In realtà, uno strumento simile, capace anche di eseguire moltiplicazioni e divisioni, era stato costruito qualche anno prima in Germania, ma, essendo di legno, fu distrutto da un incendio. Le addizioni venivano eseguite mediante la somma delle rotazioni degli ingranaggi e le sottrazioni come complemento al 10 (principio che fu utilizzato anche da molte calcolatrici meccaniche fino a pochi anni fa).  Le moltiplicazioni erano delle addizioni ripetute. Lo scopo per cui progettò questa calcolatrice fu quello di aiutare il padre nel calcolo della riscossione delle tasse. Pensò che la macchina potesse essere utile anche ad altri, la fece brevettare e ne costruì anche un certo numero di esemplari (circa 50).


Charles Babbage (1791 – 1871)

 Matematico inglese.

A lui si deve la descrizione del primo calcolatore digitale automatico di uso generale, la cosiddetta ‘macchina analitica‘, modello per tutti i successivi calcolatori digitali universali. Babbage aveva conosciuto il telaio di Jacquard nei suoi studi sulle manifatture e da questa invenzione aveva ricavato alcuni concetti che gli furono utili nell’ ideazione della sua seconda macchina; quella analitica. Per questa macchina, precorrendo i tempi, aveva immaginato la possibilità di introdurre da un lato le regole (gli algoritmi) e dall’altro i valori (le variabili e le costanti). Il modo più semplice di fare questo consisteva nell’ utilizzo di schede perforate o nastri perforati in tutto simili a quelli dei telai di Jacquard. La macchina doveva essere in grado di eseguire operazioni ricorrenti nel calcolo delle tavole e, per questo, dovevano esserci varie schede, una per ogni operazione da compiere, che venivano unite in un nastro nella opportuna sequenza. Questo era di fatto il programma di calcolo (operation cards). Altre schede perforate contenevano i dati, variabili e costanti, e venivano a costituire un secondo nastro (variable cards). Egli realizzò anche una “macchina alle differenze” in grado di svolgere calcoli più specializzati. Non si può che rimanere colpiti dalla modernità dei concetti che stanno alla base di questa macchina, gli stessi che oggi, con tecnologia elettronica, sono alla base dei calcolatori.

La macchina analitica era costituita da due parti:

lo store (memoria) che immagazzinava variabili e costanti e nella quale erano conservati anche tutti i risultati intermedi dei calcoli.

Il mill (unità di calcolo) che conteneva il programma vero e proprio.

Babbage non vedrà mai funzionare la sua Macchina Analitica. Mentre la Macchina alle differenze sarà completata solo nel 1989 ed ora è esposta al Museo della Scienza di Londra. Ma lo schema generale del suo calcolatore è talmente simile a quello dei computer moderni che la tardiva riscoperta dei suoi scritti invalidò alcuni brevetti dell’IBM.

Bisognerà aspettare la seconda metà del Novecento, dunque, per vedere riconosciuta l’opera di questi due “visionari” ottocenteschi: Babbage e Ada Lovelace.


 Ada Lovelace (1815 – 1852)

Augusta Ada Byron, figlia di Lord Byron e della matematica Annabella Milbanke, nacque a Londra il 10 dicembre 1815. Il padre abbandonò moglie e figlia pochi mesi dopo la sua nascita, e non le rivide mai più. Ada sposò William King, Conte di Lovelace, nome con cui restò famosa. Venne educata in matematica da Mary Somerville, che aveva tradotto in inglese i lavori di Pierre Simon Laplace e di Augustus De Morgan. Il 5 giugno 1833, incontrò ad un ricevimento Charles Babbage, all’epoca vedovo quarantunenne: Ada rimase affascinata dalle idee e dal lavoro di Babbage, e iniziò a lavorare ai metodi di calcolo per la macchina alle differenze, rimasta incompiuta. Il suo programma per la macchina, volto a calcolare i numeri di Bernoulli utilizzati per stilare tabelle numeriche, era di gran lunga più complesso di qualunque altro tentativo di Babbage, e giustifica pienamente la fama di Ada come prima programmatrice della storia. Morì il 27 novembre 1852, probabilmente per un tumore all’utero, e dietro sua richiesta venne sepolta accanto al padre. Il linguaggio di programmazione Ada, sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli USA, è stato così chiamato in suo onore.


George Boole (1815 – 1864)

Logico e matematico inglese. George Boole creò lo strumento concettuale che sta alla base del funzionamento del calcolatore e che, in suo onore, va sotto il nome di algebra booleana. Si tratta di un calcolo logico a due valori di verità con alcune leggi particolari, che consente di operare su proposizioni allo stesso modo che su entità matematiche. Sviluppò i concetti espressi da Leibniz sul sistema binario e descrisse gli operatori logici che da lui presero il nome di: OPERATORI BOOLEANI. L’opera di Boole aprì l’orizzonte alle grandi scuole di matematica del ‘900. La sua logica, oggi, sta alla base della struttura dei componenti elettronici denominati porte logiche ed è la base del funzionamento dei calcolatori elettronici. Nel suo libro, Boole dimostrava con successo che la logica, come la insegnava Aristotele, poteva essere rappresentata tramite equazioni algebriche. Nel 1854, Boole stabiliva solidamente la sua reputazione pubblicando “An Investigation of the Laws of Thought, on Which Are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities”, una continuazione del suo lavoro precedente. Nel 1855, Boole, il primo professore di matematica del College The College of Cork (Ireland), sposò Mary Everest, che era già nota come matematico e professore. Mary, di 18 anni più giovane di Boole, ebbe il compito di editor e sounding-board per suo marito nei loro nove anni di matrimonio. Purtroppo la scelta poco felice del trattamento medico della moglie Mary, può aver affrettato la morte di Boole. Infatti, dopo aver preso un raffreddore sotto la pioggia, Boole fu posto a letto da sua moglie, la quale buttò secchi di acqua sul suo corpo, convinta della teoria che qualsiasi cosa avesse causato la malattia avrebbe anche fornito la cura (e questo sembrava logico per lei …). Il lavoro di Boole fu ben recepito durante la sua vita, ma fu considerato soltanto “pura matematica” fino al 1938, quando Claude Shannon pubblicò la sua tesi al MIT. Shannon dimostrò che la logica simbolica di Boole, così come si applicava alla rappresentazione di Vero e Falso, poteva essere usata per rappresentare le funzioni degli interruttori nei circuiti elettronici. Ciò divenne la base della progettazione dell’elettronica digitale, con applicazioni pratiche nella commutazione telefonica e nell’ingegneria dei computer. Oggigiorno, quando si usa un motore di ricerca su Internet,utilizziamo i concetti matematici di Boole che ci aiutano a localizzare le informazioni definendo una relazione tra i termini che introduciamo. Ad esempio, ricercando George AND Boole troveremo ogni articolo in cui sia la parola George che la parola Boole sono presenti. Cercando invece George OR Boole troveremo ogni articolo in cui o la parola George o la parola Boole sono presenti. Tutto questo e’ cio’ che chiamiamo “ricerca booleana”, detto in termini molto semplificati, ovviamente.


Thomas J. Watson senior (1874 – 1956)

Imprenditore americano.

Fondò nel 1924 l’International Business Machine (IBM), in cui aveva fatto coinvolgere la Time Recording Co. e la Tabulating Machine Co. di Hollerith. Sotto la sua guida la società divenne il più potente impero industriale nel settore informatico. E’ anche l’uomo che coniò lo slogan “THINK” (che venne tradotto in italiano “RIFLETTETE”), che invase per decenni tutti gli uffici e le pubblicazioni IBM.


Alan M. Turing (1912-1954)

Alan Turing è nato il 23 giugno 1912 a Londra ed è morto il 7 giugno 1954 a Manchester. E’ stato uno dei pionieri dello studio della logica dei computer così come la conosciamo oggi ed il primo ad interessarsi all’argomento dellintelligenza artificiale. Una delle sue caratteristiche fu di non usare il lavoro di scienziati precedenti, bensì di ricreare le scoperte precedenti. Trasferitosi alla Princeton University iniziò ad esplorare quella che poi verrà definita come la Macchina di Turing. La macchina di Turing non è altro che l’odierno computer. Turing descrisse una macchina che sarebbe stata capace di leggere una serie su una banda composta dalle cifre uno e zero. Questi uni e questi zeri descrivevano i passaggi che erano necessari per risolvere un particolare problema o per svolgere un certo compito. La macchina di Turing avrebbe letto ogni passaggio e l’avrebbe svolto in sequenza dando la risposta giusta. Questo concetto era rivoluzionario per quel tempo in quanto molti computer negli anni ’50 erano progettati per un scopo preciso o per uno spettro limitato di scopi. Ciò che Turing intravvedeva era una macchina che riusciva a fare tutto, una cosa che oggigiorno diamo per scontata. Nel 1936 formulò il modello teorico del calcolatore a istruzioni memorizzate, la cosiddetta ‘macchina di Turing’. Un risultato analogo veniva fornito nello stesso anno, ma indipendentemente da lui, dal logico polacco Emil L. Post (1897-1954). Il metodo di istruzione del computer era molto importante nel concetto di Turing. Far eseguire ad un computer un compito particolare era soltanto una questione di suddivisione dell’istruzione in una serie di istruzioni più semplici, lo stesso processo che viene affrontato anche dai programmatori odierni. Turing era convinto che si potesse sviluppare un algoritmo per ogni problema. La parte più difficile stava nel determinare quali fossero i livelli semplici e come spezzettare i grossi problemi. Durante la seconda guerra mondiale Turing mise le sue capacità matematiche al servizio del Department of Communications inglese per decifrare i codici usati nelle comunicazioni tedesche, in quanto i tedeschi avevano sviluppato un tipo di computer denominato Enigma che era capace di generare un codice che mutava costantemente. Turing ed i suoi compagni lavorarono con uno strumento chiamato Colossus che decifrava in modo veloce ed efficiente i codici tedeschi creato con Enigma. Si trattava, essenzialmente di un insieme di servomotori, ma era il primo passo verso il computer digitale. Turing era dell’idea che si potesse creare una macchina intelligente seguendo gli schemi del cervello umano. Scrisse un articolo nel 1950 in cui descriveva quello che attualmente è conosciuto come il Test di Turing. Il test consisteva in una persona che poneva delle domande tramite una tastiera, rivolgendosi sia ad una persona che ad una macchina intelligente. Era convinto che se, dopo un ragionevole periodo di tempo, la persona che poneva le domande non fosse stata capace di distinguere le risposte della macchina da quelle dell’altra persona, la macchina in qualche modo si poteva considerare “intelligente”. Ipersensibile, incompreso, circondato dallo scetticismo e dall’ostilità dell’ambiente scientifico, il matematico inglese si suicidò il 7 giugno 1954, mangiando una mela al cianuro, per motivi mai chiariti. Due anni prima era stato coinvolto in uno scandalo per una relazione omosessuale (all’epoca considerata un reato in Gran Bretagna) e condannato a seguire una terapia ormonale che lo aveva reso impotente.


Norbert Wiener (1894 – 1964)

Matematico ebreo americano di origine russa.

Norbert Wiener è considerato il creatore del termine cibernetica (dal Greco Kyber: timone, pilota).  Lo stretto legame fra cibernetica e informatica si fa sentire soprattutto nel settore delle intelligenze artificiali e degli automi. Bambino prodigio, Wiener a tre anni era già in grado di leggere correttamente e a nove anni faceva il suo ingresso nella scuola superiore, dove completò il programma quadriennale in soli due anni. Poi studiò presso la Cornell University, la Columbia University, Harvard e Cambridge (con Bertrand Russel) e Gottinga, laureandosi in matematica, fisica e biologia. Quindi rientrò negli Stati Uniti, dove insegnò sia all’università di Columbia che di Harvard e del Maine, prima di finire al MIT come professore di matematica (1932-1960). Durante la seconda guerra mondiale fu coinvolto in importanti progetti militari, in particolare per la realizzazione di computer da utilizzare in calcoli balistici.


Atanasoff, John Vincent (Hamilton, New York 4 ottobre 1903 – Monrovia, Maryland 15 giugno 1995)

Fisico e ingegnere americano di origine bulgara.

Contende a Mauchly e von Neumann il merito di avere per primo sviluppato (sin dal 1937) l’idea del calcolatore elettronico digitale automatico a base binaria. Nel 1973 la giustizia americana ha invalidato il brevetto dell’ENIAC (1947) perchè preceduto nel 1939 dall’ABC (Atanasoff – Berry Computer), realizzato appunto dallo stesso Atanasoff e da C. Berry.


Zuse, Konrad (1910 – 1995)

Ingegnere tedesco, considerato da molti “il padre dei computer”.

Gli studi sulla possibilità di risolvere con l’ausilio delle macchine i pesanti calcoli necessari all’ingegneria risalgono al periodo compreso fra le due guerre mondiali. I risultati si concretizzarono nella realizzazione dei calcolatori elettromeccanici, considerati i progenitori degli attuali computer. Contrariamente a quanto si crede, il primo di questi progetti in grado di soddisfare le caratteristiche di un moderno elaboratore non vide la luce nel campus di un’università americana, ma nel più modesto soggiorno di una famiglia berlinese.
Zuse, pioniere dei calcolatori, costruì nel 1941 il primo calcolatore elettromeccanico programmabile, lo Z3. La società da lui fondata venne rilevata poi dalla Siemens. Il primo computer di Konrad Zuse fu costruito tra il 1936 e il 1938 e venne poi distrutto assieme ai progetti dai bombardamenti di Berlino durante la seconda guerra mondiale. Era stato finanziato completamente da privati. Si trattava di un apparecchio programmabile, in grado di processare numeri in formato binario e le cui caratteristiche più apprezzabili, viste con il senno di poi, furono la netta distinzione fra memoria e processore. Questa architettura, che non venne adottata dall’ENIAC o dal Mark I, (i primi computer realizzati negli Stati Uniti quasi dieci anni più tardi), rispecchia la definizione di calcolatore enunciata nel 1945 da John von Neumann. Lo Z1 conteneva tutti i componenti di un moderno computer, anche se era completamente meccanico, come ad esempio: unità di controllo, memoria, micro sequenze, logica floating point, ecc.


Claude Elwood Shannon (1916-2001)

Matematico americano.
Nel 1937 dimostrò che l’algebra di Boole forniva uno dei mezzi più adatti per trattare i problemi dei circuiti. Dopo gli studi all’università, nel 1936 cominciò a preparare la tesi di dottorato al Mit sotto la guida di Vannevar Bush. In particolare Shannon era interessato alla teoria e alla progettazione dei complessi circuiti di relay che controllavano le operazioni dell”‘analizzatore differenziale”, la macchina inventata da Bush per risolvere equazioni differenziali. Fu in quel periodo che Shannon cominciò a pensare che con la logica a due valori di Boole si poteva fare di un computer «molto di più che una macchina per addizioni». Dopo il dottorato, Shannon iniziò a collaborare coi Laboratori Bell della At&T, e durante la guerra si dedicò allo studio dei sistemi di controllo delle batterie contraeree. Nel 1948 pubblicò il suo lavoro più importante, la Teoria matematica della comunicazione, uno dei pilastri della moderna teoria dell’informazione e in parte, quindi, dell’informatica. Il problema era ancora una volta di natura pratica. Come trasmettere messaggi impedendo che “rumori” di disturbo ne alterassero il contenuto? Per cominciare, il problema era di definire in maniera precisa cos’era il contenuto di informazione di un messaggio. L’idea geniale di Shannon fu che il contenuto di informazione non ha nulla a che vedere col contenuto del messaggio, ma col numero di 0 e 1, necessari per trasmetterlo. La natura del messaggio, numeri, musica, immagini, era irrilevante. In ogni caso si trattava di sequenze di 0 e 1. In quell’articolo compariva per la prima volta il termine bit. Le cifre binarie diventavano l’elemento fondamentale in ogni comunicazione. Con i suoi lavori dedicati alla teoria dell’informazione, all’affidabilità dei circuiti, al problema della sicurezza della comunicazione e alla crittografia, Shannon ha profondamente cambiato la teoria e la pratica della comunicazione. Dal 1958 Shannon era tornato a insegnare al Mit. Appassionato giocatore di scacchi, in un suo pionieristico articolo del 1950 parlava della programmazione dei computer per giocare a scacchi. Nel 1965 ne aveva discusso a Mosca con Mikhail Botvinnik, ingegnere elettrico e a lungo campione mondiale di scacchi. Stavano prendendo forma le prime idee di Profondo Blu, il programma che trent’anni dopo avrebbe sconfitto Kasparov. Il topo elettromeccanico di Shannon (Theseus) è stato uno dei primi tentativi di “insegnare” ad una macchina ad imparare e uno dei primi esperimenti pratici di Intelligenza Artificiale.


Grace Murray Hopper (1906-1992)

Grace Hopper è stata una matematica, scienziata di computer, progettista di sistemi e ha inventato il concetto di “compilatore” dei programmi software. Dei suoi contributi intellettuali hanno beneficiato le accademie, l’industria e l’esercito. Nel 1928 si laurea in matematica e fisica presso il Vassar College.
E’ nota in tutto il mondo per la sua attività sul primo computer digitale della marina, il MARK I.
Nel 1949 si unisce a Eckert e Mauchly nella costruzione dell’UNIVAC I. Lavorò sull’idea del compilatore per fare in modo che il calcolatore fosse in grado di leggere istruzioni scritte in linguaggio naturale,fino a sviluppare il più noto linguaggio di programmazione commerciale, il COBOL. Grace Hopper servì la facoltà della Moore School per 15 anni. Spese una gran parte della sua carriera inventiva dimostrando che qualunque cosa non sia mai stata fatta prima non è detto che sia impossibile da realizzare. E’ con questo approccio mentale positivo che le capacità della Hopper consentirono lo sviluppo del primo compilatore nel 1952. Prima dell’invenzione della Hopper i programmatori dovevano scrivere lunghissime istruzioni in codice binario (linguaggio della macchina) per qualsiasi nuovo pezzo di software.
Se pensiamo che il linguaggio macchina è fatto di soli I e O potete immaginare quale sforzo e spreco di tempo tutto ciò poteva creare all’epoca, senza contare gli errori. La Hopper sentiva che ci doveva essere una soluzione al problema. Determinata a risolvere la questione, impostò il programma che avrebbe liberato i programmatori dall’esigenza di scrivere codice binario.
Ma non solo, ogni volta che il computer era chiamato a svolgere una funzione già nota, il compilatore gliela avrebbe messa a disposizione prelevandola da una libreria predisposta allo scopo. Il compilatore, dunque, era una splendida soluzione per risparmiare tempo ed errori, ma la Hopper non si fermò qui. E inventò il COBOL, il primo linguaggio familiare utilizzabile per scrivere programmi gestionali, linguaggio in uso ancora oggi. Andò in pensione nel 1986, dopo avere consegnato alla storia il suo prezioso lavoro e l’esempio della sua determinazione a risolvere qualsiasi problema. Il suo successo fu basato principalmente sulla solida educazione ed una forte volontà inquisitoria. Nel suo ufficio navale teneva appeso un orologio che girava al contrario, per ricordarsi del principio-chiave del successo: molti problemi hanno più di una sola soluzione. La più famosa programmatrice di computer fu conosciuta con vari appellativi, tra cui: “Gran Lady del software”, oppure “Amazing Lady” o “Nonnina del Cobol”.
Aveva iniziato ad insegnare matematica alla Vassar nel 1931, dove rimase fino a quando entrò a far parte della riserva della Marina Militare degli Stati Uniti, nel 1943, e divenne la prima programmatrice del MARK I, un computer della marina.
L’amore della Hopper per il Mark I cessò dopo pochi anni, quando la sua attenzione fu attratta dall’UNIVAC I, una macchina mille volte più veloce del Mark I. Nel 1946 venne congedata ed entrò nel Computation Laboratory della facoltà di Harvard, dove proseguì il suo lavoro sul Mark II e Mark III. Ma nel 1949 si unì ad Eckert e Mauchly alla Computer Corporation di Philadelphia, successivamente chiamata Sperry Rand, dove progettò il primo computer commerciale elettronico da produrre in serie: l’UNIVAC I. Cambiò la vita di tutti quelli che operavano nel mondo dei computer sviluppando il Bomarc System, divenuto successivamente COBOL (Common Business Oriented Language). Il COBOL rese possibile ai computer di comprendere le parole anzichè i soli numeri. E’ sempre alla Hopper che venne attribuito il termine “bug” per indicare errori nei programmi, e la cosa nacque da un errore del Mark II che fece impazzire i tecnici, fino a quando scoprirono che un relè non funzionava in modo corretto proprio perchè un insetto vi era rimasto incastrato. Fu promossa con i gradi di Capitano nel 1973 e nel 1977 venne assunta come consulente speciale al comando, presso il NAVDAC (Naval Data Automation Command), dove restò fino alla pensione. Nel 1983 Philip Crane dichiarò che era ora che la Marina riconoscesse i meriti speciali di questo ufficiale, richiamato dal pensionamento per lavorare ancora per 15 anni, e che la promuovesse al grado di Commodore. La proposta fu accettata e la Hopper, alla tenera età di 76 anni, fu promossa Commodoro. Il suo grado fu poi elevato a quello di Ammiraglio nel 1985, facendo di lei una delle rarissime donne ammiraglio della marina statunitense. Nel 1985 la Navy Regional Data Automation Center costruì un nuovo complesso per la elaborazione dei dati, che venne battezzato: The Grace Murray Hopper Service Center.