Le origini del computer sono molto più antiche di
quanto si possa pensare. Sebbene il calcolatore come noi oggi lo
conosciamo sia stato inventato solo negli anni della seconda guerra
mondiale, l'uso di strumenti utili per il calcolo matematico si
riscontra già nelle antiche civiltà con l'introduzione delle prime
nozioni di matematica. L'obiettivo di questa mostra è quello di
ripercorrere questa lunga storia, dalle radici, caratterizzate da
strumenti molto semplici come l'abaco, ai moderni calcolatori
elettronici.
Oggi l'uso del computer è stato esteso ai più
svariati contesti spezzando il legame storico esistente tra
calcolatore e matematica. La storia degli strumenti di calcolo è
stata tuttavia per molti secoli profondamente intrecciata con quella
della matematica e proprio questo legame costituisce il tema
centrale dell'esposizione qui presentata. Tre, in particolare, sono
gli intenti che si vogliono perseguire:
- illustrare le diverse soluzioni tecnologiche
impiegate nel cammino che conduce dai primi rudimentali strumenti
di calcolo ai computer più sofisticati dell'ultima generazione,
descrivere il passaggio dalla tecnologia meccanica a quella
elettronica, evidenziare infine in che modo il software si sia
imposto come tecnologia complementare a quella elettronica nel
cambiare il volto dei moderni calcolatori;
- esporre i principi matematici che sono alla base
di molti strumenti di calcolo: la similitudine dei triangoli
applicata al compasso di Galileo, i logaritmi applicati al regolo
calcolatore, il calcolo proposizionale applicato alla
progettazione dei circuiti elettronici nei computer e così
via.
- mettere in luce come sono cambiate le capacità di
calcolo del calcolatore: mentre i primi calcolatori erano in grado
di eseguire solo le più semplici operazioni sui numeri, le
capacità dei calcolatori odierni hanno di gran lunga superato
questo traguardo.
Gli attuali calcolatori non sono il frutto del
lavoro di un singolo inventore e il prodotto di una singola idea
geniale, ma sono il risultato di tante idee legate al contributo di
molti studiosi e sperimentatori appartenenti a diverse discipline.
La storia dei calcolatori è infatti caratterizzata da diversi filoni
con proposte talvolta complementari e altre volte divergenti. Per
questo motivo la mostra è articolata in diverse sezioni che non
riflettono necessariamente una rigida sequenza cronologica, ma
mirano ad illustrare le diverse strade percorse nel cercare
soluzioni al calcolo automatizzato. Una sezione è poi dedicata al
software: la componente meno visibile del calcolatore, ma non per
questo meno importante. Il software rappresenta "l'anima" del
computer moderno e ne determina il comportamento, rendendo possibile
l'applicazione di questa macchina ad un numero infinito di contesti.
Attualmente il calcolatore permette di investigare aspetti
della matematica che difficilmente potrebbero essere esplorati
mediante calcoli manuali. Il calcolatore è una sorta di cannocchiale
in grado di amplificare le nostre capacità nello studio della
matematica. Fare matematica oggi con il calcolatore non significa
eseguire solo calcoli numerici , bensì estendersi in campi di
applicazione che vanno ben oltre ciò che avevano immaginato i primi
inventori delle macchine calcolatrici.
Quali capacità
matematiche ci si può aspettare da uno strumento di calcolo? Cosa
significa "calcolare"? Nella mostra è possibile vedere come il
termine "calcolatore" abbia assunto nel tempo un significato sempre
più ampio e ricco, fino a comprendere attività un tempo predominio
esclusivo dell'intelligenza umana. Ad esempio, lo studio del grafico
di una funzione matematica o il calcolo della derivata simbolica di
una funzione costituiscono semplici applicazioni presenti in
numerose calcolatrici ta-scabili e tali funzioni non erano certo
state previste nei primi calcolatori. Cosa ancora più importante,
l'introduzione dei computer ha portato ad indagare in termini
rigorosi la natura stessa del processo di calcolo, dando il via al
settore della teoria della computabilità.
Il tema affrontato
ha una molteplice valenza dal punto di vista didattico. Il percorso
ideato costituisce una presentazione della storia dell'informatica
con la sua straordinaria evoluzione tecnologica, proponendo temi
che, nell'insegnamento dell'informatica e in generale delle scienze,
molto spesso e per svariate ragioni risultano trascurati. Le diverse
tappe che hanno caratterizzato la storia degli strumenti di calcolo
sono documentate da oggetti e strumenti, organizzati secondo una
sequenza che ha lo scopo di evidenziare le principali idee della
evoluzione dei calcolatori. Ogni oggetto è inserito in un
particolare cammino e una breve descrizione ne illustra il ruolo e
presenta la cornice storica in cui si colloca. Si vuole poi
introdurre il visitatore ad alcuni temi fondamentali della
informatica: dal concetto di algoritmo al calcolatore come macchina
programmabile, dal software alle macchine virtuali,
dall'elaborazione numerica a quella simbolica. Bisogna poi ricordare
che non solo la matematica si è servita di strumenti di ausilio, ma
questi strumenti, a loro volta, si sono arricchiti di idee
matematiche interessanti, spesso innovative. Ogni strumento di
calcolo racchiude sempre concetti matematici che ci portano a
sottolineare come il legame tra numeri e macchine sia caratterizzato
da una sinergia continua tra la matematica e la progettazione dei
dispositivi di calcolo. Infine, la parte del percorso più vicina al
moderno calcolatore può essere vista come un'introduzione alla
struttura e al funzionamento degli attuali calcolatori con la
presentazione dei componenti fondamentali e del loro ruolo
nell'elaborazione delle informazioni.
Tra i diversi tipi di
approfondimenti relativi all'informatica, l'aspetto storico è
sembrato quello di più facile accessibilità per gli allievi delle
scuole, poiché non presuppone particolari conoscenze prerequisite. A
questo proposito, la descrizione degli oggetti esposti è stata
preparata in modo da essere il più possibile "self-contained"
evitando l'uso di concetti tecnici di difficile comprensione. Allo
scopo di rendere più accessibile il tema considerato, sono state
introdotte alcune semplificazioni nella trattazione tecnica, con la
speranza di non aver tolto nulla allo spirito e all'impostazione
generale della mostra.
Ringrazio, innanzi tutto, gli
studenti a cui ho potuto raccontare la storia degli strumenti di
calcolo: questo lavoro trae origine e spunto da queste esperienze di
insegnamento e proprio l'interesse e la curiosità dei ragazzi mi
hanno incoraggiato a proseguire nella raccolta del materiale e nello
sviluppo di questa mostra didattica. Al direttivo della sezione
Mathesis di Udine, con cui ho condiviso lo sforzo necessario per
allestire una mostra, va la mia profonda gratitudine: l'impegno,
l'entusiasmo e la serietà dimostrati hanno contribuito in modo
determinante a portare avanti questo lavoro. Desidero ringraziare
Elio Corbolante per la preziosa collaborazione offerta nella ricerca
di diversi componenti di calcolatori ormai di difficile reperimento
e per le preziose informazioni tecniche su molti dispositivi
elettronici. Esprimo un ringraziamento particolare al dott. Corrado
Bonfanti, di cui ho avuto modo di apprezzare la grande competenza e
simpatia. Sono grato alla Fondazione CRUP, all'Università di Udine e
a tutti gli Enti Pubblici che, dimostrando interesse ed attenzione
fin dall’inizio per questa iniziativa, hanno contribuito alla
realizzazione di questa mostra. Un grazie va infine alle persone a
me vicine che in forme diverse mi hanno dato il loro aiuto e
sostegno.
Paolo Giangrandi
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