I Calcolatori Elettromeccanici

Negli anni 30 vengono effettuate parecchie installazioni di macchine tabulatrici a schede presso tutte le principali società.
Nasce una vera rivoluzione scientifica e culturale. Inizia la diffusione delle macchine a schede perforate, mentre continuano gli sforzi degli scienziati per costruire dei dispositivi che siano in grado di affrontare calcoli a velocità sempre maggiore.
Il momento propizio perché la tecnologia degli elaboratori si sviluppasse in modo veloce fu nell'immediato dopoguerra.

All'origine del grande cambiamento, un piccolo congegno creato per la radio, la valvola, capace di accelerare in modo incredibile i processi di calcolo all'interno di un una macchina.

Sotto la spinta bellica l'ingegnere tedesco Zuse realizzò nel 1938 il primo calcolatore meccanico della storia lo Z1, cui seguirono nel 1939 lo Z2, che fu il primo calcolatore elettromeccanico, impiegava 2600 relè, e poi lo Z3, sempre elettromeccanico che operò per scopi bellici fino al crollo della Germania nazista. Lo Z3 eseguiva le quattro operazioni e le radici quadrate. Nel 1944, dopo sette anni di studio, viene realizzato da Howard H. Aiken, nell' Università di Harvard, il primo calcolatore elettromeccanico statunitense, il Mark 1, più veloce dello Z3, eseguiva, oltre alle quattro operazioni, anche i calcoli logaritmici, esponenziali e trigonometrici.

Il calcolatore è guidato nel suo funzionamento da una serie di istruzioni rappresentate da fori su un nastro carta o su schede perforate oppure da interruttori azionati manualmente. Leggendo queste istruzioni e i dati introdotti mediante schede perforate, la macchina procede autonomamente senza alcun intervento dell'uomo e fornisce i risultati perforandoli su schede o su stampa per mezzo di macchine da scrivere elettriche.

Chiamato familiarmente "Bessie", il Mark 1 è costituito da 78 calcolatrici collegate da 800 chilometri di fili elettrici e contiene oltre 3.000 relè.

I relè mettono in movimento organi meccanici, come accumulatori e contatori a ruote, pesa 5 tonnellate ed è capace di sommare due numeri di 23 cifre in 3 decimi di secondo o di moltiplicarli in circa 6 secondi, costava 400.000 dollari.

Nel 1946 entra in funzione, nell' Università di Pennsylvania, l' ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), il primo calcolatore digitale completamente a valvole che da inizio all'era elettronica.

Il suo progettista, J. Presper Eckert, eliminò tutte le parti meccaniche in movimento per rappresentare i numeri, sostituendole con tubi a vuoto che vengono attivati mediante impulsi elettrici e che indicano le varie cifre mediante il proprio stato di acceso o spento.

Poiché gli impulsi elettronici si muovono migliaia di volte più velocemente di un dispositivo elettromeccanico, l'ENIAC è in grado di effettuare oltre 300 moltiplicazioni in un secondo.

Il primo calcolatore elettronico della storia impiega 18.000 valvole, pesa 13 tonnellate ed occupa una superficie di 180 metri quadrati. Tutte le operazioni interne erano tempificate mediante impulsi elettronici generati al ritmo di 100.000 al secondo.
Con l'aumento della velocità di calcolo si fece sentire l'esigenza di velocizzare il lavoro di programmazione.
Prima di poter lavorare su un certo programma, l'ENIAC doveva essere preparato da un squadra di tecnici che per diversi giorni lavorava a collegare manualmente i circuiti elettrici necessari per quel programma.

L'ENIAC restò in funzione fino al 1955 ed è attualmente esposto allo Smithsonian Institute di Washington.

Da un progetto dello scienziato di origine ungherese John von Neumann, entrano in funzione, nel 1949 a Cambridge, in Inghilterra, l' EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) e, nel 1950, presso l'Istituto di Studi Avanzati dell'Università di Princeton, negli Stati Uniti, l' EDVAC (Electronic Discrete Variable Automanic Computer), quello che è stato universalmente riconosciuto come il vero prototipo dei moderni elaboratori elettronici.

In questo modo il calcolatore, durante il corso di una elaborazione, sulla base della analisi dei risultati intermedi, può saltare direttamente da una istruzione all'altra, eseguendo di conseguenza operazioni diverse, potendo così, secondo le varie necessità, risolvere problemi di tipo diverso.
Il calcolatore diventa così "elaboratore", capace cioè di eseguire non solo operazioni aritmetiche ad alta velocità, ma di prendere decisioni logiche, previste da un programma creato dall'uomo, elaborando quindi qualsiasi tipo di informazione.

La combinazione di queste due caratteristiche permette di alterare la normale sequenza delle istruzioni in base all'esito di un confronto: permette cioè di trasferire, all'interno della macchina, quelle funzioni di controllo che prima richiedevano un intervento esterno, facendo compiere quel salto di diversi ordini di grandezza alla "velocità di esecuzione" del calcolo ed alla sua "garanzia di correttezza", che erano state auspicate da Leibniz e delineate da Babbage.