Storia dell'informatica: parte seconda

A scuola si studiano le "tabelline", perciò risulta molto comoda la tavola pitagorica. Anticamente si usava una tavola che arrivava a contare fino alla colonna del nove. Fu resa famosa da Severino Boezio, un filosofo vissuto all'incirca nel 500 d.C. Egli nel suo libro "Geometria" spiega che gli studenti di Pitagora per effettuare le moltiplicazioni e le divisioni si avvalevano di una figura particolare che venne chiamata tavola o mensa pitagorica in onore del maestro Pitagora. Poiché Boezio era molto famoso diffuse la conoscenza di questa tavola. In seguito si passò alla scrittura delle cifre. Come ben sappiamo i numeri anticamente non erano quelli che oggi usiamo ma erano scritture, la sessagesimale fu la più diffusa ed era dei sumeri. Questi con solo due segni erano in grado di costruire tutti i numeri: loro indicavano l'unità con il segno T e la decina con il segno <(oggi per noi significa minore). Perciò per esempio se volessimo scrive il numero 45 dovremmo scrivere così <<<<TTTTT. Se però il numero è superiore a 60 allora venivano usati due gruppi di TT dove il primo aveva il valore posizionale della sessantina e il secondo dell'unità, perciò se volessimo scrivere ad esempio 765 si dovrebbe scrivere così: <TT<<<<TTTTT che significherebbe, 12 volte 60 più 45. 12x60=720+45=765. Il posizionamento dei numeri partendo da destra è opera dei Babilonesi, che riuscivano a rappresentare i numeri fino al milione usando solo tre segni, orizzontale, verticale e a forma di cuneo. Per i babilonesi era la posizione del segno che denotava il valore. I cretesi usavano solo due segni una lineetta verticale (I) per le unità e i suoi multipli fino a 9; dalla decina si usava il trattino (-) infine il cerchio e il rombo indicavano i numeri 100 e 1000. Sembra che i cinesi conoscessero già i segreti della numerazione binaria, quella usata dai computer. Nell'antica Grecia l'uomo si avvalse della numerazione con 27 segni presi dall'alfabeto corrente aggiungendo altri segni di un alfabeto più vecchio. I nostri antichi romani usavano le lettere, ad esempio 5 era scritto V, X indicava la decina, L il 50, C il 100, M il 1000, quando si superavano il mille, allora, prima e dopo la cifra si aggiungevano delle piccole parentesi diecimila si scriveva così ((I)), 100 mila (((I))), milione ((((I)))), molto più avanti verranno introdotto il simbolo D per indicare 500. La scrittura dei numeri con il metodo romano durerà fino al medioevo. I numeri come li conosciamo oggi, le cifre, arrivano in Europa intorno al X secolo grazie agli arabi anche se nell'Asia erano già conosciuti sin dal 400 a.C, con modifiche apportate sino al 400 d.C. Gli arabi diedero un grande impulso nella diffusione dei numeri indiani e più precisamente il matematico persiano Al-Khwarizmi e il matematico arabo Al-Kindi. Per quanto riguarda i calcolatori il primo in assoluto fu il calcolatore astronomico, serviva a calcolare le ore, le posizioni degli astri, le stagioni, le fasi lunarie e le eclissi. Tra i più grandi calcolatori astronomici si annovera il complesso megalitico di Stonehenge situato nel Regno Unito vicino a Salisbury. Il più antico calcolatore ad ingranaggi risale al 87 a.C ed è la "Macchina di Anticitera" presso l'isola di Creta.

Dalla sua scoperta sono trascorsi vari anni prima di capirne il funzionamento. Era una cassa rettangolare con all'interno un ingranaggio formato da una ventina di rotelle piccoline e dentate, montate su un pannello girevole, che azionavano delle lancette come quelle di un moderno orologio. Queste dovevano segnare i moti del sole, le fasi lunari, la posizione dei cinque pianeti, gli equinozi, i mesi ed i giorni. Poiché il suo modo di funzionare è molto simile a quello dei calcolatori meccanici, con alcune modifiche poteva diventare un calcolatore matematico. Nel 1597 grazie alla genialità di Galileo venne realizzato il "compasso geometrico et militare" un regolo calcolatore composto da due aste graduate e incernierate.
Con questo strumento si era in grado di calcolare le radici quadrate e cubiche e divenne un grande aiuto per la topografia e l'agrimensura.

Nel 1614 Nepero, matematico scozzese, ideò gli "ossi di Napier" o meglio i bastoncini di Nepero che facevano diventare le moltiplicazioni e le divisioni semplici procedure di manipolazione di questo strumento. Nepero , Napier, è molto famoso tra i matematici per aver inventato gli algoritmi.

Poiché nel vecchio mondo tra il 500 ed il 700 vene di moda il congegno automatico venero prodotti vari strumenti e soprattutto orologi.
Il matematico tedesco Wilhelm Scickard, affascinato dai congegni degli orologi alla fine impiegò il meccanismo di questi per ideare quello che ancora oggi è riconosciuto come il vero e primo meccanismo calcolatore, ossia una macchina che era in grado di eseguire le quattro operazioni e la radice quadrata. Utilizzando una versione rotante dei bastoncini di Nepero ideò questo strumento che si basava sul movimento di ruote dentate collegate ad un ingranaggio a sei cifre. Interessante è il fatto che dava anche i riporti e il suono di un campanellino indicava il superamento del limite della cifra (overflow). Lui non riuscì però a costruirlo ma mandò i disegni al suo amico Keplero che lo realizzò e lo usò per eseguire i calcoli astronomici. La macchina è andata persa a causa di un incendio. Scickard morì di peste bubbonica mentre nella sua terra infuriava la guerra dei trent'anni.
Vennero poi il regolo calcolatore(1650) grazie al matematico inglese Günter Edmund ed il regolo addizionatore. Sempre nel 600, William Oughtred, utilizzando i logaritmi, perfeziona il regolo calcolatore di Günter ed inventa il regolo calcolatore circolare.
Blaise Pascal, costruisce, per aiutare il padre nei calcoli delle tasse, la "pascalina" una macchina calcolatrice. Ne furono prodotte diverse e vendute. Divenne famosa non tanto per ciò che era in grado di fare ma per la curiosità che suscitò.
Gottfried Wilhelm Leibniz, usando un particolare dispositivo ad ingranaggi, detto in seguito "tamburo di Leibniz", progetta la prima macchina in grado di eseguire le quattro operazioni. Egli mentre realizzava il progetto pensò anche di usare la matematica binaria. Sembra che per questa idea venne influenzato dalla lettura del classico cinese "I ching" o "Libro delle Mutazioni". Infatti il sistema di numerazione binaria era già in uso in Cina sin dal 1100 d.C.

I Ching. Il libro dei mutamenti
Il bisnonno del nostro computer trova come padre Gaspar Schott, matematico tedesco vissuto intorno al 1600. Era un meccanismo dotato di una serie di cilindri sui quali erano stati posti i bastoncini di Nepero. Quindi posti dentro ad una scatola così da riuscire a muoverli singolarmente. Il risultato veniv letto in una finestra situata sul coperchio. Purtroppo il materiale non aiutò questo modello che si rivelò un vero fallimento.
Giovanni Poleni, ingegnere e matematico vissuto nel 1700, realizzò un prototipo di una macchina calcolatrice per le quattro operazioni su numeri di tre cifre. Gli ingranaggi della macchina erano a numero variabile di denti- L'intero funzionamento non veniva mosso da una manovella ma da un sistema di pesi e contrappesi, come avviene negli orologi.
Joseph Marie Jacquard, imprenditore francese del 1800, decise di introdurre nei suoi telai di legno, nella sua azienda situata a Lione, lunghe schede di cartone forato dove ad ogni scheda corrispondeva un disegno, formato da forellini. Il dispositivo di lettura delle schede era costituito da file di aghi che attraversavano solo dive c'erano i fori. I fil venivano alzati automaticamente permettendo il passaggio della trama. In questo modo il lavoro era eseguito in tempi più rapidi aumentando la produzione ed i guadagni. Poiché i suoi telai avrebbero fatto perdere il lavoro a 4/5 della popolazione di Lione, il governo gli intimò di distruggere la macchina. Dieci anni dopo 11.000 telai a scheda perforata erano in funzione in tutta la Francia. Poco dopo si diffuse in Inghilterra, Germania, Italia, America e Cina. In questo strumento venne inserito il concetto binario 1-0, l'uno stava per il foro presente e lo zero per il foro assente, e la programmazione in tempo reale.

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