La storia del computer è l'evoluzione dell'apparecchio elettronico destinato all'elaborazione dei dati, privo di capacità decisionale o discrezionale, che compie determinate operazioni secondo procedure prestabilite o programmi.
Antenati e progenitori
Antichità e Medioevo
Le prime importanti esigenze di calcolo riguardarono principalmente l'astronomia, disciplina legata da un verso a concezioni religiose o comunque spiritualiste, e per altro verso ad applicazioni estremamente pratiche come quelle per la navigazione marittima.
A parte l'abaco, che è il più antico strumento di calcolo usato dall'uomo, le prime macchine costruite per effettuare operazioni di calcolo, tali che ad un variabile input dell'utente producessero un corrispondente output come effetto di un processo dei dati immessi determinato da una regola matematica o logica, sono molto antiche.
L'esempio più antico conosciuto di calcolatore meccanico è quello della macchina di Anticitera (circa 200-100 a.C.) Era in grado di calcolare il calendario e la posizione dei corpi celesti. Recentemente sono stati ritrovati altri frammenti della macchina, nello stesso fondale marino dove erano stati trovati i 3 frammenti principali (in una zona ricoperta da rocce, cadute in un momento successivo all'affondamento della nave in seguito a un terremoto). Questi frammenti ampliano le possibilità di calcolo della macchina.
Funzioni essenzialmente analoghe avevano alcuni strumenti della marineria, fra i quali va menzionato l'astrolabio, con il quale in pochi secondi era possibile ottenere risultati altrimenti assai faticosi da elaborare in ordine alla posizione (punto nave) ed all'ora del giorno, con istintiva e sottintesa applicazione della trigonometria nautica ai dati di base della posizione degli astri. Memorabile in proposito resta l'opera degli astrolabisti moreschi, soprattutto quelli della Scuola di Siviglia, che fra il Duecento ed il Trecento realizzarono macchine di estrema complessità e raffinatezza (anche estetica).
Età Moderna Personaggio chiave del XVII secolo è Nepero, che non solo con i suoi bastoncini fornisce uno strumento di calcolo per le moltiplicazioni ma con le teorizzazioni sui logaritmi permette nel 1632 al matematico inglese William Oughtred di realizzare il regolo calcolatore, con il quale si resero immediate molte operazioni matematiche. Il primo a documentare l'uso di ruote dentate per la realizzazione di uno strumento di calcolo meccanico è Guidobaldo Dal Monte nel 1609. La macchina calcolatrice di Wilhelm Schickard, del 1623, consente di sommare e sottrarre numeri fino a sei cifre. Le cifre da sommare sono immesse posizionando delle ruote che collegate a degli ingranaggi producono l'avanzamento di altre ruote che si posizioneranno sul risultato finale. Di questa macchina sono rimasti soltanto i progetti, la sua ideazione rimase infatti per lungo tempo non nota, non fornendo contributi al successivo sviluppo di strumenti meccanici di calcolo.
Poco dopo, sempre intorno al 1642 il filosofo francese Blaise Pascal realizzò la sua celebre pascalina, per operazioni di somma e sottrazione; sulla base di questa, non tardò Leibniz (1673) a realizzare una macchina capace di moltiplicare e dividere. Tra le prime macchine in grado di eseguire i calcoli in modo automatico attraverso ingranaggi meccanici mossi da contrappesi, figura anche quella inventata e realizzata nel 1709 dal veneziano Giovanni Poleni.
L'ingegnere tedesco J. H. Müller in un libro pubblicato nel 1786 descrisse l'idea di una macchina da calcolo in grado di effettuare le quattro operazioni fondamentali (addizione, sottrazione, moltiplicazione, divisione) impostando i valori di partenza e mettendola in funzione girando una manovella a mano, finché la macchina dava il risultato finale. Müller non poté mai realizzare la macchina per mancanza di fondi.
Nell'Ottocento si svilupparono i rudimenti dell'elaborazione basata sul sistema numerico binario (0,1) e le schede perforate, e ne nacquero le prime applicazioni.
Nel 1833 Charles Babbage (1791-1871) progettò la macchina analitica, il primo vero calcolatore programmabile, in senso moderno, della storia. Venne realizzato solo il mulino, la ALU, ma non ne fu mai realizzato un prototipo completo. Era il primo esempio di un progetto di macchina dotata di un'unità di memoria e un'unità di calcolo.
Nel 1842 la contessa di Lovelace, Ada Byron (1815-1852), figlia del poeta Lord Byron, scrisse i primi programmi della storia pensati per la macchina analitica di Babbage.
Nel 1854 il maestro di scuola elementare irlandese, George Boole (1815-1864), inventò l'algebra booleana basandosi sul codice binario.
Nel 1858 la prima macchina differenziale mise piede sul territorio degli Stati Uniti, dato che l'Osservatorio astronomico Dudley di Albany (New York) importò il calcolatore automatico meccanico realizzato dagli svedesi Goerg ed Edward Scheutz, basato sul progetto di Babbage e da quel momento gli americani cercarono di sviluppare in proprio i filoni di ricerca scientifica e tecnologica.Silvio Hénin e Massimo Zaninelli, Il calcolo automatico negli Stati Uniti, dalle origini al 1950, Le Scienze, n.344, aprile 1997, pag.64-72
Nel 1889 Herman Hollerith (1860-1929) brevettò l'utilizzo di schede perforate la cui lettura avveniva mediante l'analisi di circuiti elettrici (chiusi in corrispondenza dei fori della scheda) e fondò nel 1896 la società Tabulating Machine Company, che nel 1924 sarebbe divenuta la IBM. La macchina di Hollerith fu utilizzata per l'elaborazione del censimento degli Stati Uniti.
Nel 1904 John Ambrose Fleming inventa il tubo a vuoto, progenitore delle valvole termoioniche.
Il Novecento Il Memex (1932)
Tra gli "antenati" del personal computer, prima ancora dell'avvento dell'era digitale, è spesso citato anche il progetto Memex. Si trattava di un sistema di archiviazione ideato dallo scienziato e tecnologo statunitense Vannevar Bush negli anni trenta e mai realizzato.
Il memex (dalla contrazione di memory expansion) era un sistema nel quale un singolo individuo avrebbe potuto registrare i propri libri, il proprio archivio e le proprie comunicazioni personali, meccanizzato in modo da poter essere consultato con eccezionali velocità e versatilità, una sorta di "estensione privata" della sua memoria. Le sue caratteristiche rivoluzionarie ne fanno un antenato dell'odierno personal computer. Era un dispositivo di tipo elettro-ottico, che all'epoca rappresentava la più avanzata e promettente forma di archiviazione delle informazioni. Il memex era descritto come una "scrivania" dotata di "schermi traslucidi", una tastiera, un set di bottoni e leve.
La "Bomba" polacca (1938) Il calcolatore denominato Bomba venne progettato nel 1932 e realizzato nel 1938 dal matematico polacco Marian Rejewski per decifrare i messaggi tedeschi prodotti dalla macchina Enigma ideata da Arthur Scherbius. La bomba tuttavia era una "macinanumeri", ossia un calcolatore che usava il metodo forza bruta, e che non permetteva alcuna diversa programmazione, se non tramite riassemblaggio e modifiche al meccanismo. Tale calcolatore venne poi sfruttato come base di partenza per lo sviluppo e la realizzazione della macchina britannica, evoluzione di quella polacca, ed alla realizzazione di Colossus nel 1944, grazie al fondamentale supporto di Alan Turing, dopo che il regime tedesco ebbe cambiato il sistema di codifica dei messaggi della macchina Enigma.
Lo Z1 (1939)
Nel 1939 Konrad Zuse (1910-1995) costruì lo Z1, primo di un'innovativa serie di calcolatori elettromeccanici basati sul sistema binario e programmabili, funzionanti prima a memorie elettromeccaniche e poi a relè (Z2, Z3). La macchina presentava una struttura già del tutto analoga a quella dei computer moderni, con la distinzione tra unità di memoria ed unità di calcolo, e funzionava alla velocità di clock di un solo Hertz, generata da un motore elettrico. Gli studi di Zuse e quelli di John Vincent Atanasoff, inventore della memoria rigenerativa, furono la base principale per l'elaborazione dell'architettura di von Neumann. Il convegno internazionale di Informatica del 1998 riconobbe a Konrad Zuse con il suo "Z1" il ruolo di inventore del primo computer programmabile funzionante della storia.
L'ABC (1939)
Nel 1939 il Dr. John Vincent Atanasoff e Clifford E. Berry dell'Iowa State University costruiscono l'Atanasoff Berry Computer (conosciuto come ABC), il primo computer digitale totalmente elettronico; rappresenta uno dei maggiori passi avanti della storia dei calcolatori. L'Atanasoff-Berry Computer introdusse molte innovazioni nel campo dei calcolatori. Introdusse i numeri binari in un computer digitale (lo Z3 utilizzava i numeri binari ma era un calcolatore elettromeccanico) e la loro gestione, il calcolo parallelo, le memorie rigenerative e una separazione tra dati e istruzioni.
Un computer era considerato una specie di macchina per fare i conti molto velocemente, la naturale evoluzione delle calcolatrici usate durante la seconda guerra mondiale. Era normale perforare una serie di schede per fornire non solo l'input, ma anche i rudimenti di quello che oggi prende il nome di sistema operativo.
Questi primi calcolatori erano molto lenti, ed era normale che il risultato del calcolo venisse presentato varie ore, se non giorni, più tardi. Tra un input e l'altro, inoltre, il computer rimaneva inattivo, proprio come una macchina calcolatrice.
Lo Z3 (1941)
Il primo computer Turing-completo basato sul sistema numerico binario e totalmente programmabile fu lo Z3, costruito in Germania da componenti riciclati di telefonia dal già citato Konrad Zuse, che lo realizzò praticamente da solo, nel 1941. Lo Z3 venne poi distrutto in un bombardamento dagli Alleati, e per molti anni ne venne ignorata perfino l'esistenza; di conseguenza il primato di primo computer della storia era stato riconosciuto alla macchina statunitense "ENIAC".
Harvard Mark I (1943)
L'Aiken-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator Mark I (comunemente abbreviato ASCC, soprannominato Harvard Mark I) è uno dei primi computer digitali elettromeccanici della storia.
L'Harvard Mark I è stato completato nel gennaio 1943, finanziato dall'IBM e progettato da Howard Hathaway Aiken, del dipartimento di fisica dell'Università di Harvard (Cambridge), che venne affiancato nel suo lavoro dagli ingegneri meccanici C. D. Lake, F. E. Hamilton e B. M. Durfee.
Il Colossus (1944)
Abbiamo poi il citato Colossus, costruito nel 1944 presso il GCHQ di Bletchley Park nel Buckinghamshire come parte del programma condotto da Alan Turing con l'aiuto dell'esperto in centralini telefonici T. H. Flowers. Faceva parte del progetto bellico per decifrare i messaggi tedeschi prodotti da Enigma. A Bletchley Park, non lontano da Londra, erano stati raccolti centinaia di esperti di enigmistica, maestri di scacchi, matematici, meccanici di precisione ed elettrotecnici: lo scopo era di cercare di interpretare i circa 2.000 messaggi segreti intercettati ogni giorno al nemico, molti provenienti addirittura da Adolf Hitler. I risultati furono importanti, tanto che negli anni successivi si continuò a migliorare l'apparato e a costruirne di nuovi, fino ad avere ben 211 macchine operative nel maggio del 1945, con 2000 tecnici che le assistevano. Il progetto era talmente segreto, che Winston Churchill ne ordinò la distruzione alla fine della seconda guerra mondiale. Solo negli anni novanta, in seguito alla declassificazione dei relativi documenti, si è giunti a conoscenza della sua esistenza. Anche questa macchina era Turing-completa.
Calcolatori per l'esercito