Il primo computer a valvole termoioniche

Anno 1943: durante la seconda guerra mondiale, un colonnello dell’esercito americano richiese la realizzazione di un progetto per un apparecchio di calcolo automatico per l’artiglieria. Il calcolatore sarebbe servito anche per il tracciamento delle rotte dei razzi balistici.

L’università della Pennsylvania raccolse la sfida e solo dopo 3 anni, nel 1946, venne proposto il primo prototipo di elaboratore elettro-meccanico, dopo ben 7.237 ore di lavoro umano.

Nasceva l’ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator), il primo “computer” al mondo interamente realizzato in quella che più tardi verrà chiamata “elettronica discreta“, ovvero tramite valvole termoioniche e interruttori a relais.

Un apparecchio impressionante: 18.000 (diciottomila) valvole, 1.500 (millecinquecento) relais, una dissipazione termica pari a 200 (ducecento) kilowatt/ora. Tutta l’elettronica, custodita in armadi a pannello alti da 2 a 3 metri, occupava una stanza di 9 per 30 metri. La programmazione avveniva in logica cablata, vale a dire affidandosi a dei collegamenti elettrici mediante cavi che venivano di volta in volta opportunamente collegati per generare le giuste combinazioni numeriche ed operazionali.

Pensando alla potenza di calcolo odierna, le caratteristiche di memoria dell’ENIAC non possono che far sorridere: il supercalcolatore era in grado di memorizzare solo 20 (venti) numeri di massimo 10 (dieci) cifre. Tuttavia aveva una notevole velocità di calcolo: al suo test di battesimo riuscì a moltiplicare il numero 97.367 per se stesso per 5.000 volte in meno di un secondo. Pur lavorando in logica binaria, utilizzava il sistema metrico decimale per la memorizzazione dei numeri.

Il più grande limite dell’Eniac era la dissipazione termica: il calore generato causava la rottura delle valvole termoioniche al ritmo di una ogni due minuti. Addirittura, al suo primo test di funzionamento, pare che un intero quartiere di Philadelphia subì un lungo black-out. Fino al 1952, anno in cui il supercalcolatore venne dismesso, si dovettero sostituire circa 19.000 valvole per la sua manutenzione (con tutti i costi del caso per l’epoca).

La manutenzione

Oltre al personale tecnico adibito alla programmazione dell’apparato, ai tempi esistevano anche degli speciali manutentori dedicati esclusivamente alla frequente sostituzione delle valvole e (anche se meno frequente) dei relais, oltre che alla pulizia interna degli armadi. Infatti la rottura delle valvole, oltre ad essere dovuta all’ingente dissipazione termica, era causata anche dal proliferare di insetti (farfalle, larve, bruchi) che, in virtù dell’habitat “caldo” ed “accogliente”, nidificavano all’interno delle apparecchiature.

L'Eniac con le prime programmatrici dell'epoca

I guasti causati dagli insetti provocavano anche degli errori di calcolo durante l’esecuzione dei programmi: per questo motivo gli addetti alla pulizia e sostituzione delle parti elettroniche vennero chiamati “debuggers“, proprio in virtù del fatto che eliminavano le larve o bachi (bugs) causa di veri e propri guasti hardware.

Tale terminologia e rimasta nel tempo: tutt’oggi con il termine debugging si indica la delicata operazione di individuazione e rimozione di errori all’interno del codice di un applicativo che ne causano, appunto l’errata esecuzione.

Il costo

Realizzare l’ENIAC costò quasi 500.000 $ (cinquecentomila), una cifra pari a circa 8 volte quella inizialmente stanziata, ma il denaro fu interamente finanziato dai fondi militari degli Stati Uniti d’America destinati alla ricerca scientifica.

Un anno dopo la sua nascita, ovvero nel 1947, John Bardeen, William Shockley e Walter Brittain realizzarono il primo transistor. Il loro lavoro fu premiato con l’assegnazione del Premio Nobel per la fisica nel 1956. La scoperta delle effetto transistor aprì la strada all’evoluzione tecnologica che condusse dall’elettronica discreta all’elettronica integrata.

Il primo super computer della storia dell’elettronica moderna esiste ancora ed è custodito presso il museo Smithsonian Institution di Washington.

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