Informatica significa elaborazione automatica delle informazioni. Oggi parliamo di ICT (Information and Communication Technology): l’insieme di tecnologie che permettono di reperire, elaborare, memorizzare e trasferire dati. Un sistema informatico moderno non è più visto come un dispositivo isolato, ma come un elemento in grado di comunicare con molte altre risorse per svolgere attività di elaborazione e trasmissione.

Dalle macchine meccaniche ai calcolatori

Secondo gli storici, l’evoluzione degli strumenti di calcolo inizia con l’abaco, diffusosi in più civiltà (Cina, Babilonia, Egitto, Roma, Maya). Nella versione moderna, le palline sui fili rappresentano le cifre in base 10.

Abaco moderno
Abaco: rappresentazione posizionale in base 10.

Il Meccanismo di Anticitera (II–I sec. a.C.) è il più antico calcolatore meccanico noto: tramite ingranaggi modellava cicli astronomici (es. ciclo di Metone, 235 mesi in 19 anni) per prevedere fasi lunari ed eventi celesti.

Meccanismo di Anticitera
Meccanismo di Anticitera: calcolatore astronomico dell’antichità.

Dai dispositivi di calcolo alle prime macchine automatiche

Nel Seicento e Settecento compaiono strumenti sempre più evoluti: i regoli di Nepero, il regolo calcolatore (E. Gunter) e, nel 1642, la Pascalina di Blaise Pascal per addizioni e sottrazioni con riporti automatici.

Pascalina
Pascalina: ingranaggi per addizioni e sottrazioni.

Nel 1671 Gottfried Leibniz realizza una macchina per le quattro operazioni e formalizza l’uso del sistema binario. All’inizio dell’Ottocento Jacquard introduce il telaio con schede perforate; nel 1820 appare l’aritmometro, prima macchina prodotta in serie.

Aritmometro
Aritmometro (1820): prima produzione in serie.

Tra 1822 e 1833 Charles Babbage progetta la macchina differenziale e la macchina analitica, anticipando l’idea di un calcolatore programmabile con schede perforate.

Macchina analitica di Babbage
Macchina analitica: modello teorico di calcolatore programmabile.

Fondamenti logici e memorie

Nel 1847 George Boole formalizza l’algebra booleana, alla base della logica digitale. Dalla metà del ’900 si diffondono memorie magnetiche (tamburi, poi nuclei di ferrite) e successivamente nastri e dischi magnetici.

Memoria a nuclei di ferrite
Memoria a nuclei di ferrite: tempi d’accesso di pochi millisecondi.

Dai calcolatori elettromeccanici all’elettronica

Alla vigilia e durante la Seconda guerra mondiale nascono calcolatori elettromeccanici a relè (serie Z di Zuse; Harvard Mark I). Nel 1946 arriva l’ENIAC, primo grande calcolatore elettronico a valvole: ~18.000 valvole, migliaia di operazioni al secondo.

ENIAC
ENIAC (1946): inizio dell’era elettronica a valvole.

Generazioni dei calcolatori

1ª generazione – Valvole (anni ’40–’50)

  • Elettronica a tubi a vuoto; memorie magnetiche.
  • Programmazione manuale, input/output lenti (schede, tabulatori).

2ª generazione – Transistor (fine ’50–metà ’60)

  • Più piccoli, affidabili ed efficienti (es. IBM 1401, Olivetti ELEA; TRADIC Bell Labs).
  • Diffusione delle unità terminali collegate a un elaboratore centrale.
Transistor
Transistor: svolta in velocità, consumi e affidabilità.

3ª generazione – Circuiti integrati (metà ’60–inizio ’70)

  • IC su larga scala (es. serie IBM System/360).
  • Nascita e diffusione dei sistemi operativi, time-sharing, compatibilità software.

4ª generazione – Microprocessori (anni ’70 → oggi)

  • Intel 4004 (1971, 4 bit), poi 8008/8080/8086-8088; nascono i PC.
  • Apple I (1976) e Apple II (1977) aprono l’era del personal computing.
  • Dischi: IBM 3340 “Winchester” (1973). Stampante laser commerciale: IBM 3800 (1976).
  • Modem Hayes “Smartmodem” (1981). Suite e OS: da MS-DOS (1981) a Windows 3.1 (1992), Windows 95 (1995), … fino a Windows 11 (2021).
CPU/microprocessore
Microprocessore: ALU + controllo + registri su un unico chip.

Linguaggi, sistemi operativi e software (cenni)

  • 1957Fortran (Backus, IBM) per il calcolo scientifico.
  • 1958Lisp (McCarthy, MIT).
  • Inizio ’60COBOL (business), ALGOL, PASCAL (1968, Wirth).
  • 1972 – Linguaggio C (Kernighan & Ritchie). Nasce anche Unix (prima versione 1969, Thompson; poi con Ritchie).
  • Metà ’70Basic (diffusione su micro); prime applicazioni “office”.
  • 1981MS-DOS 1.0 su prototipo IBM PC; dalla fine anni ’80 a oggi: evoluzione Windows e suite da ufficio.
Primo bug documentato
“Bug”: il termine si diffonde per un insetto trovato in un relè (Mark II).

Timeline sintetica

Anno Evento
II–I sec. a.C. Meccanismo di Anticitera (calcolatore astronomico).
1642 Pascalina (addizioni/sottrazioni automatiche).
1671 Leibniz: quattro operazioni; sistema binario.
1820 Aritmometro (prima produzione in serie).
1833 Babbage: macchina analitica (concetto di calcolatore programmabile).
1847 G. Boole: algebra booleana.
1944–46 Harvard Mark I (relè), ENIAC (valvole).
1959–64 Transistor → 2ª generazione; terminali; memorie su disco.
1964+ IC → 3ª generazione (IBM System/360); OS e time-sharing.
1971 Intel 4004 (primo microprocessore commerciale).
1976–77 Apple I e Apple II; diffusione dei PC.
1981 IBM PC, MS-DOS 1.0; Smartmodem Hayes.
1995→ Windows 95 e successive versioni fino a Windows 11 (2021).