Il generazioni di computer dall'inizio del suo utilizzo ad oggi sono sei, anche se alcuni autori li mettono a soli cinque. La storia di queste macchine informatiche è iniziata negli anni '40 del XX secolo, mentre l'ultima si sviluppa ancora oggi.
Prima degli anni '40, quando fu sviluppato ENIAC, il primo computer elettronico digitale, c'erano stati alcuni tentativi di creare macchine simili. Così, nel 1936, fu introdotto lo Z1, che per molti è il primo computer programmabile della storia..
Nella terminologia informatica, il cambio di generazione si verifica quando compaiono differenze significative nei computer in uso fino a quel momento. All'inizio, il termine era usato solo per distinguere le differenze nell'hardware, ma ora si riferisce anche al software.
La storia dei computer spazia da quelli che occupavano un'intera stanza e non avevano un sistema operativo agli studi che si stanno portando avanti per applicare la tecnologia quantistica. Dalla loro invenzione, queste macchine hanno ridotto le loro dimensioni, incorporando processori e aumentando notevolmente le loro capacità..
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La prima generazione di computer, quella iniziale, si è diffusa tra il 1940 e il 1952, nel contesto della Seconda Guerra Mondiale e dell'inizio della Guerra Fredda. In questo periodo apparvero le prime macchine di calcolo automatiche, basate su tubi a vuoto e elettronica di valvole..
Gli esperti dell'epoca non si fidavano troppo dell'estensione dell'uso dei computer. Secondo i loro studi, solo 20 di loro saturerebbero il mercato degli Stati Uniti nel campo dell'elaborazione dei dati.
Sebbene il primo computer fosse il tedesco Z1, ENIAC, abbreviazione di Electronic Numerical Integrator e Computer, è generalmente considerato quello che ha segnato l'inizio della prima generazione di questo tipo di macchina..
L'ENIAC era un computer completamente digitale, quindi tutti i suoi processi e operazioni venivano eseguiti utilizzando il linguaggio macchina. Fu presentato al pubblico il 15 febbraio 1946, dopo tre anni di lavoro.
A quel punto, la seconda guerra mondiale era già finita, quindi l'obiettivo della ricerca informatica cessò di essere completamente focalizzato sull'aspetto militare. Da quel momento in poi, si è cercato che i computer potessero soddisfare le esigenze delle aziende private.
Le indagini successive hanno portato al successore di ENIAC, EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer).
Il primo computer a raggiungere il mercato generale fu Saly, nel 1951. L'anno successivo l'UNIVAC fu utilizzato per il conteggio dei voti alle elezioni presidenziali americane: bastarono 45 minuti per ottenere i risultati..
I primi computer utilizzavano tubi a vuoto per i circuiti e tamburi magnetici per la memoria. Le squadre erano enormi, al punto da occupare intere stanze.
Questa prima generazione necessitava di una grande quantità di elettricità per funzionare. Ciò non solo lo rendeva più costoso da usare, ma causava anche un'enorme generazione di calore che causava guasti specifici..
La programmazione di questi computer veniva eseguita in linguaggio macchina e potevano risolvere un solo programma alla volta. A quei tempi, l'installazione di ogni nuovo programma richiedeva giorni o settimane. I dati, nel frattempo, sono stati inseriti con schede perforate e nastri di carta.
Come notato, l'ENIAC (1946) è stato il primo computer digitale elettronico. Era, in realtà, una macchina sperimentale che non poteva essere un programma come viene inteso oggi.
I suoi creatori erano ingegneri e scienziati dell'Università della Pennsylvania (USA), guidati da John Mauchly e J. Presper Eckert. La macchina occupava l'intero seminterrato dell'università e pesava diverse tonnellate. In piena attività potrebbe eseguire cinquemila somme in un minuto.
L'EDVA (1949) era già un computer programmabile. Sebbene fosse un prototipo di laboratorio, questa macchina aveva un design con alcune idee presenti nei computer di oggi.
Il primo computer commerciale fu l'UNIVAC I (1951). Mauchly ed Eckert hanno creato Universal Computer, una società che ha introdotto il computer come primo prodotto..
Sebbene IBM avesse già introdotto alcuni modelli in precedenza, l'IBM 701 (1953) fu il primo a diventare un successo. L'anno successivo, l'azienda ha introdotto nuovi modelli che hanno aggiunto un tamburo magnetico, un meccanismo di archiviazione di massa..
La seconda generazione, che iniziò nel 1956 e durò fino al 1964, fu caratterizzata dall'incorporazione di transistor per sostituire i tubi a vuoto. Con questo, i computer hanno ridotto le loro dimensioni e il loro consumo di elettricità.
L'invenzione del transistor è stata fondamentale per il cambio di generazione dei computer. Con questo elemento, le macchine potrebbero essere rese più piccole, oltre a richiedere una minore ventilazione. Nonostante ciò, il costo di produzione era ancora molto alto.
I transistor offrivano prestazioni molto migliori rispetto alle valvole a vuoto, cosa che rendeva anche i computer meno difettosi.
Un altro grande progresso che ha avuto luogo in questo momento è stato il miglioramento della programmazione. In questa generazione apparve COBOL, un linguaggio per computer che, quando fu commercializzato, rappresentò uno dei progressi più importanti in termini di portabilità del programma. Ciò significava che ogni programma poteva essere utilizzato su più computer..
IBM ha introdotto il primo sistema di dischi magnetici, chiamato RAMAC. La sua capacità era di 5 megabyte di dati.
Uno dei clienti più importanti per questi computer di seconda generazione era la Marina degli Stati Uniti. Ad esempio, sono stati utilizzati per creare il primo simulatore di volo.
Oltre alla svolta rappresentata dai transistor, i nuovi computer incorporavano anche reti di nuclei magnetici per l'archiviazione.
Per la prima volta, i computer potrebbero memorizzare le istruzioni nella loro memoria.
Questi team hanno permesso di lasciare indietro il linguaggio macchina per iniziare a utilizzare i linguaggi assembly o simbolici. Così apparvero le prime versioni di FORTRAN e COBOL.
L'invenzione del 1951 della microprogrammazione da parte di Maurice Wilkes ha significato che lo sviluppo delle CPU è stato semplificato.
Tra i modelli apparsi in questa generazione, spiccava l'IBM 1041 Mainframe. Sebbene costosa e ingombrante per gli standard odierni, l'azienda è riuscita a vendere 12.000 unità di questo computer..
Nel 1964, IBM ha introdotto la sua serie 360, i primi computer il cui software poteva essere configurato per diverse combinazioni di capacità, velocità e prezzo..
Il System / 360, anch'esso progettato da IBM, fu un altro best seller nel 1968. Progettato per uso individuale, furono vendute circa 14.000 unità. Il suo predecessore, il System / 350, aveva già incluso multiprogrammazione, nuove lingue e dispositivi di input e output.
L'invenzione del chip o circuito chiuso da parte degli americani Jack S. Kilby e Robert Noyce ha rivoluzionato lo sviluppo dei computer. Iniziò così la terza generazione di queste macchine, che andò dal 1964 al 1971.
La comparsa dei circuiti integrati è stata una rivoluzione nel campo dei computer. La capacità di elaborazione è aumentata e i costi di produzione sono diminuiti..
Questi circuiti o chip sono stati stampati su tavolette di silicio a cui sono stati aggiunti piccoli transistor. La sua implementazione ha rappresentato il primo passo verso la miniaturizzazione dei computer.
Inoltre, questi chip consentivano di utilizzare i computer in modo più completo. Fino ad allora, queste macchine erano progettate per applicazioni matematiche o per il business, ma non per entrambi i campi. I chip hanno permesso di rendere i programmi più flessibili e i modelli da standardizzare.
È stata IBM a lanciare il computer che ha dato il via a questa terza generazione. Così, il 7 aprile 1964, presentò l'IBM 360, con tecnologia SLT..
Da questa generazione in poi, i componenti elettronici dei computer sono stati integrati in un unico pezzo, i chip. All'interno di questi condensatori sono stati collocati dei e transistor che hanno permesso di aumentare la velocità di ricarica e ridurre il consumo di energia..
Inoltre, i nuovi computer hanno guadagnato in affidabilità e flessibilità, oltre che in multiprogrammazione. Le periferiche furono modernizzate e apparvero minicomputer con un costo molto più abbordabile.
Il lancio dell'IBM 360 da parte di quella società è stato l'evento che ha inaugurato la terza generazione. Il suo impatto è stato così grande che sono state prodotte più di 30.000 unità.
Un altro modello di spicco di questa generazione è stato il CDC 6600, costruito da Control Data Corporation. A quel tempo, questo computer era considerato il più potente prodotto, poiché era configurato per eseguire 3.000.000 di istruzioni al secondo..
Infine, tra i minicomputer, si sono distinti il PDP-8 e il PDP-11, entrambi dotati di una grande capacità di elaborazione.
La prossima generazione di computer, tra il 1971 e il 1981, comprendeva personal computer. A poco a poco, queste macchine hanno cominciato a raggiungere le case.
Le migliaia di circuiti integrati all'interno di un singolo chip di silicio hanno fatto apparire i microprocessori, i principali protagonisti della quarta generazione di computer. Le macchine che riempivano una stanza negli anni '40 furono ridotte di dimensioni fino a quando non ebbero bisogno solo di un tavolino.
Su un unico chip, come nel caso dell'Intel 4004 (1971), si adattano tutti i componenti fondamentali, dall'unità di memoria e l'elaborazione centrale ai controlli di input e output.
Questo grande progresso tecnologico ha dato come frutto principale l'aspetto di personal computer o PC.
In questa fase è nata una delle più importanti aziende nel campo dell'informatica: APPLE. La sua nascita è avvenuta dopo che Steve Wozniak e Steve Jobs hanno inventato il primo microcomputer per uso di massa nel 1976.
IBM ha introdotto il suo primo computer per uso domestico nel 1981 e APPLE ha rilasciato il Macintosh tre anni dopo. La potenza di elaborazione e altri progressi tecnologici sono stati fondamentali per queste macchine per iniziare a connettersi tra loro, il che alla fine avrebbe dato origine a Internet..
Altri elementi importanti che sono comparsi in questa fase sono stati la GUI, il mouse e i dispositivi palmari..
In questa quarta generazione, le memorie con nuclei magnetici sono state sostituite da quelle di chip di silicio. Inoltre, la miniaturizzazione dei componenti ha permesso di integrarne molti altri all'interno di quei chip..
Oltre ai PC, in questa fase sono stati sviluppati anche i cosiddetti supercomputer, in grado di eseguire molte più operazioni al secondo.
Un'altra caratteristica di questa generazione era la standardizzazione dei computer, in particolare dei PC. Inoltre, si è iniziato a produrre i cosiddetti cloni, che avevano un costo inferiore senza perdere funzionalità.
Come notato, il ridimensionamento era la caratteristica più importante della quarta generazione di computer. In gran parte, ciò è stato ottenuto attraverso l'uso di microprocessori VLSI.
I prezzi dei computer iniziarono a diminuire, consentendo loro di raggiungere più famiglie. Elementi come il mouse o l'interfaccia utente grafica hanno reso le macchine più facili da usare.
Anche la potenza di elaborazione ha visto un notevole aumento, mentre il consumo di energia è stato ulteriormente ridotto.
Questa generazione di computer si distingueva per la comparsa di numerosi modelli, sia PC che cloni.
D'altra parte, è apparso anche il primo supercomputer che utilizzava un microprocessore di accesso commerciale, il CRAY-1. La prima unità è stata installata presso il Los Alamos National Laboratory. Successivamente ne furono venduti altri 80.
Tra i minicomputer, il PDP-11 si è distinto per la sua permanenza nel mercato. Questo modello era apparso durante la generazione precedente, prima dei microprocessori, ma la sua accettazione ne ha causato l'adattamento in modo che quei componenti fossero installati.
L'Altair 8800 è stato commercializzato nel 1975 e si è distinto per aver incorporato il linguaggio di base fuori dagli schemi. Questo computer presentava l'Intel 8080, il primo microprocessore a 17 bit. Il suo autobus, l'S-1000, divenne lo standard per i prossimi anni..
Parte del successo di questo ultimo modello è dovuto al fatto che è stato commercializzato insieme a una tastiera e un mouse..
Nel 1977 apparve l'Apple II, venduto con grande successo per sette anni. Il modello originale aveva un processore 6502, 4 KiB di RAM e un'architettura a 8 bit. Successivamente, nel 1979, l'azienda ha introdotto l'Apple II Plus, con una maggiore RAM..
Per alcuni autori, la quinta generazione di computer è iniziata nel 1983 e continua fino ai giorni nostri. Altri, invece, mantengono la data di inizio ma sostengono che sia terminata nel 1999.
La quinta generazione di computer ha avuto inizio in Giappone. Nel 1981, quel paese asiatico ha comunicato i suoi piani per sviluppare computer intelligenti in grado di comunicare con gli esseri umani e riconoscere le immagini.
Il piano presentato includeva l'aggiornamento dell'hardware e l'aggiunta di sistemi operativi con intelligenza artificiale..
Il progetto giapponese è durato undici anni, ma senza ottenere i risultati desiderati. Infine, i computer si sono evoluti solo all'interno dei parametri esistenti, senza che l'intelligenza artificiale potesse essere incorporata.
Nonostante ciò, altre aziende continuano a cercare di incorporare l'intelligenza artificiale nei computer. Tra i progetti in corso ci sono quelli di Amazon, Google, Apple o Tesla.
Il primo passo è stato fatto nei dispositivi domestici intelligenti che cercano di integrare tutte le attività nelle case o nelle auto autonome.
Inoltre, un altro dei passaggi che si intende compiere è dare alle macchine la possibilità di autoapprendimento in base all'esperienza acquisita.
Oltre a questi progetti, durante la quinta generazione si è diffuso l'uso di laptop o laptop. Con loro, il computer non era più fissato in una stanza, ma può accompagnare l'utente per essere utilizzato in ogni momento.
Il progetto giapponese per costruire computer più avanzati e la produzione del primo supercomputer che ha funzionato con processi paralleli ha segnato l'inizio della quinta generazione.
Da quel momento in poi, i computer sono stati in grado di eseguire nuove attività, come la traduzione automatica della lingua. Allo stesso modo, l'archiviazione delle informazioni iniziò a essere misurata in gigabyte e apparvero i DVD..
Per quanto riguarda la struttura, i computer di quinta generazione hanno integrato nei loro microprocessori parte delle caratteristiche che in precedenza erano nelle CPU.
Il risultato è stato l'emergere di computer altamente complessi. Inoltre, l'utente non ha bisogno di avere alcun tipo di conoscenza di programmazione per utilizzarli: per risolvere problemi molto complessi è sufficiente accedere ad alcune funzioni.
Nonostante questa complessità, l'intelligenza artificiale non è ancora integrata nella maggior parte dei computer. Ci sono stati alcuni progressi nella comunicazione attraverso il linguaggio umano, ma l'autoapprendimento e l'auto-organizzazione delle macchine è qualcosa che si sta ancora sviluppando.
D'altra parte, l'uso di superconduttori e l'elaborazione parallela consente di eseguire tutte le operazioni a una velocità molto più elevata. Inoltre, il numero di attività simultanee che la macchina può gestire è cresciuto notevolmente..
La sconfitta del campione mondiale di scacchi Gary Kasparov su un computer nel 1997 sembrava confermare l'avanzata di queste macchine verso un'intelligenza simile a quella umana. I suoi 32 processori con elaborazione parallela potrebbero analizzare 200 milioni di mosse di scacchi al secondo..
IBM Deep Blue, il nome di quel computer, era stato anche programmato per eseguire calcoli su nuovi farmaci, cercare grandi database ed essere in grado di eseguire i calcoli complessi e massicci che sono richiesti in molti campi della scienza..
Un altro computer che ha affrontato gli esseri umani è stato il Watson di IBM. In questo caso, la macchina ha sconfitto due campioni del programma televisivo statunitense Jeopardy..
Il Watson era dotato di più processori ad alta potenza che operavano in parallelo. Questo gli ha permesso di effettuare ricerche all'interno di un enorme database autonomo, senza essere connesso a Internet..
Per ottenere quel risultato, Watson aveva bisogno di elaborare il linguaggio naturale, eseguire l'apprendimento automatico, ragionare sulla conoscenza ed eseguire analisi approfondite. Secondo gli esperti, questo computer ha dimostrato che era possibile sviluppare una nuova generazione che avrebbe interagito con gli esseri umani.
Come notato sopra, non tutti gli esperti concordano sull'esistenza di una sesta generazione di computer. Per questo gruppo, la quinta generazione è ancora in uso oggi.
Altri, d'altra parte, sottolineano che i progressi che si stanno facendo ora sono abbastanza importanti da renderli parte di una nuova generazione. Tra queste indagini spicca quella che si sviluppa su quello che è considerato il futuro dell'informatica: l'informatica quantistica.
La ricerca tecnologica è stata inarrestabile negli ultimi anni. Nel regno dei computer, la tendenza attuale è quella di provare a incorporare circuiti di apprendimento neurale, una sorta di "cervello" artificiale. Ciò implica la produzione dei primi computer intelligenti.
Una delle chiavi per ottenere questo risultato nell'uso dei superconduttori. Ciò consentirebbe una forte riduzione del consumo di elettricità e, quindi, una minore produzione di calore. I sistemi sarebbero quindi quasi 30 volte più potenti ed efficienti di quelli attuali.
Nuovi computer vengono costruiti con un'architettura vettoriale e computer, oltre a chip di processori specializzati per eseguire determinate attività. A questo va aggiunta l'implementazione di sistemi di intelligenza artificiale.
Tuttavia, gli esperti ritengono che sia ancora necessaria molta più ricerca per raggiungere gli obiettivi. Il futuro, secondo molti di questi esperti, sarà lo sviluppo dell'informatica quantistica. Questa tecnologia segnerà definitivamente l'ingresso a una nuova generazione di computer..
Le più importanti aziende tecnologiche, come Google, Intel, IBM o Microsoft, stanno cercando di sviluppare sistemi di calcolo quantistico da alcuni anni..
Questo tipo di elaborazione ha caratteristiche diverse dall'elaborazione classica. Per cominciare, si basa sull'uso di qubit, che combina zeri e uno invece di bit. Anche questi ultimi usano quei numeri, ma non possono essere presentati contemporaneamente.
La potenza offerta da questa nuova tecnologia ci consentirà di rispondere a problemi finora irrisolvibili.
La società D-Wave System ha lanciato nel 2013 il suo computer quantistico D-Wave Two 2013, notevolmente più veloce di quelli convenzionali e con una potenza di calcolo di 439 qubit..
Nonostante questo progresso, è stato solo nel 2019 che è apparso il primo computer quantistico commerciale. Era l'IBM Q System One, che combina elaborazione quantistica e tradizionale. Ciò gli ha permesso di offrire un sistema a 20 qubit, destinato ad essere utilizzato nella ricerca e nei calcoli di grandi dimensioni..
Il 18 settembre dello stesso anno, IBM ha annunciato che prevede di lanciare presto un nuovo computer quantistico, con 53 qubit. Una volta commercializzato, questo modello diventerebbe il più potente della gamma commerciale.
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