Chi ha inventato il concetto di computer programmabile?
doc-3718
Charles Babbage, ingegnere meccanico inglese e polimato, ha dato origine al concetto di computer programmabile. Considerato il "padre del computer", concepì e inventò il primo computer meccanico all' inizio del XIX secolo. Dopo aver lavorato sul suo rivoluzionario motore differenziale, progettato per aiutare i calcoli di navigazione, nel 1833 si rese conto che un progetto molto più generale, un motore analitico, era possibile. L' inserimento di programmi e dati doveva essere fornito alla macchina tramite schede perforate, un metodo allora utilizzato per dirigere telai meccanici come il telaio Jacquard. Per l' output, la macchina avrebbe una stampante, un plotter curva e una campana. La macchina sarebbe anche in grado di punzonare i numeri sulle carte da leggere in seguito. Il motore incorporava un' unità logica aritmetica, un flusso di controllo sotto forma di ramificazioni e loop condizionali e una memoria integrata, che lo rendeva il primo progetto per un computer generico che poteva essere descritto in termini moderni come Turing-complete.
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doc-3730
L' ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) è stato il primo computer elettronico programmabile costruito negli Stati Uniti. Pur essendo simile al Colosso, l' ENIAC era molto più veloce e flessibile. Era inequivocabilmente un dispositivo completo di Turing e poteva calcolare qualsiasi problema che si inserisse nella sua memoria. Come il Colosso, un "programma" sull' ENIAC è stato definito dagli stati dei suoi cavi patch e interruttori, un lontano grido dalle macchine elettroniche programma memorizzato che è venuto più tardi. Una volta scritto un programma, doveva essere inserito meccanicamente nella macchina con riarmo manuale di spine e interruttori.
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doc-3714
Il regolo calcolatore è stato inventato intorno al 1620-1630, poco dopo la pubblicazione del concetto di logaritmo. È un computer analogico manuale per la moltiplicazione e la divisione. Con il progredire dello sviluppo del regolo calcolatore, l' aggiunta di scale ha fornito reciproche, quadrati e radici quadrate, cubi e radici cubiche, nonché funzioni trascendentali come logaritmi ed esponenziali, trigonometria circolare e iperbolica e altre funzioni. L' aviazione è uno dei pochi settori in cui le regole sulle diapositive sono ancora ampiamente utilizzate, in particolare per risolvere i problemi legati alla distanza temporale degli aeromobili leggeri. Per risparmiare spazio e facilitare la lettura, si tratta in genere di dispositivi circolari piuttosto che della classica forma del regolo calcolatore lineare. Un esempio popolare è l' E6B.
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doc-3729
Colosso è stato il primo computer elettronico digitale programmabile al mondo. Ha usato un gran numero di valvole (tubi sottovuoto). Aveva un input di nastro di carta e poteva essere configurato per eseguire una serie di operazioni logiche booleane sui suoi dati, ma non era completo per Turing. Sono stati costruiti nove Mk II Colossi (Il Mc I è stato convertito in un Mk II realizzando in totale dieci macchine). Il Colosso Mark I conteneva 1500 valvole termoioniche (tubi), ma Mark II con 2400 valvole, era 5 volte più veloce e semplice da azionare di Mark 1, accelerando notevolmente il processo di decodifica.
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doc-3735
Il transistor bipolare è stato inventato nel 1947. Dal 1955 in poi i transistor sostituirono i tubi sottovuoto nei progetti di computer, dando origine alla "seconda generazione" di computer. Rispetto ai tubi sottovuoto, i transistor hanno molti vantaggi: sono più piccoli e richiedono meno potenza rispetto ai tubi sottovuoto, quindi producono meno calore. I transistor a giunzione di silicio erano molto più affidabili dei tubi a vuoto e avevano una durata di vita più lunga e indefinita. I computer transistorizzati potrebbero contenere decine di migliaia di circuiti logici binari in uno spazio relativamente compatto.
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doc-3726
Nel 1941, Zuse seguì la sua macchina precedente con la Z3, il primo computer digitale elettromeccanico programmabile e completamente automatico al mondo. Lo Z3 è stato costruito con 2000 relè, implementando una lunghezza di 22 bit word che funzionava ad una frequenza di clock di circa 5-10 Hz. Il codice di programma è stato fornito su pellicola perforata mentre i dati potevano essere memorizzati in 64 parole di memoria o forniti dalla tastiera. Per certi versi era abbastanza simile alle macchine moderne, pioniere di numerosi progressi come i numeri a virgola mobile. La sostituzione del sistema decimale difficile da implementare (usato nella progettazione precedente di Charles Babbage) con il sistema binario più semplice ha reso le macchine Zuse più facili da costruire e potenzialmente più affidabili, date le tecnologie disponibili all' epoca. Lo Z3 era Turing completo.
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doc-3712
Molti ausili meccanici per il calcolo e la misurazione sono stati costruiti per l' uso astronomico e di navigazione. Il planisfero era un grafico a stella inventato da Ab? Rayh? n al-B? r? n? n all' inizio del 11 ° secolo? L' astrolabio è stato inventato nel mondo ellenistico nel I o II secolo aC ed è spesso attribuito a Ipparco. Combinando planisfero e diottria, l' astrolabio era effettivamente un computer analogico in grado di risolvere diversi tipi di problemi nell' astronomia sferica. Nel 1235 Abi Bakr di Isfahan, Persia, inventò un astrolabio che incorporava un calcolatore meccanico per calendario e ruote dentate. Ab Rayh? n al-B? r? n? n ha inventato il primo astrolabio meccanico ad ingranaggi lunisolari calendario, una prima macchina per l' elaborazione della conoscenza a filo fisso con un treno di ingranaggi e ruote dentate, circa 1000 AD. Ab.
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doc-2462
L' invenzione di computer elettronici negli anni Quaranta, insieme allo sviluppo della teoria dell' informazione matematica, ha portato ad una realizzazione che il cervello può essere potenzialmente inteso come sistemi di elaborazione dell' informazione. Questo concetto ha costituito la base del campo della cibernetica, e alla fine ha dato origine al campo ora noto come neuroscienze computazionali. I primi tentativi di cibernetica furono un po' grezzi in quanto trattavano il cervello essenzialmente come un computer digitale travestito, come per esempio nel libro di John von Neumann del 1958, The Computer and the Brain. Nel corso degli anni, tuttavia, l' accumulazione di informazioni sulle risposte elettriche delle cellule cerebrali registrate dagli animali che si comportano ha spostato costantemente i concetti teorici nella direzione di un crescente realismo.
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doc-3720
Il primo computer analogico moderno fu una macchina per la previsione delle maree, inventata da Sir William Thomson nel 1872. L' analizzatore differenziale, un calcolatore analogico meccanico progettato per risolvere le equazioni differenziali mediante integrazione con meccanismi a disco e ruota, fu concettualizzato nel 1876 da James Thomson, fratello del più famoso Lord Kelvin.
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doc-3743
Nella maggior parte dei computer, le istruzioni individuali vengono memorizzate come codice macchina e ad ogni istruzione viene assegnato un numero univoco (codice di funzionamento o opcode). Il comando per aggiungere due numeri insieme avrebbe un opcode; il comando per moltiplicarli avrebbe un opcode diverso, e così via. I computer più semplici sono in grado di eseguire una manciata di istruzioni diverse; i computer più complessi hanno diverse centinaia di opzioni tra cui scegliere, ognuna con un unico codice numerico. Poiché la memoria del computer è in grado di memorizzare i numeri, può anche memorizzare i codici di istruzione. Questo porta al fatto importante che interi programmi (che sono solo elenchi di queste istruzioni) possono essere rappresentati come elenchi di numeri e possono essere manipolati all' interno del computer allo stesso modo dei dati numerici. Il concetto fondamentale di memorizzare i programmi nella memoria del computer accanto ai dati su cui operano è il nocciolo dell' architettura von Neumann, o programma memorizzato[citazione necessaria]. In alcuni casi, un computer potrebbe memorizzare parte o tutto il suo programma in una memoria separata dai dati sui quali opera. Questo è chiamato l' architettura Harvard dopo il computer Harvard Mark I. I moderni computer von Neumann mostrano alcuni tratti dell' architettura Harvard nei loro progetti, come ad esempio nelle cache CPU.
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doc-5277
Un altro concetto legato all' energia si chiama Lagrangian, dopo Joseph-Louis Lagrange. Questo formalismo è fondamentale quanto l' Hamiltonian, ed entrambi possono essere usati per ricavare le equazioni del movimento o essere derivati da esse. E' stato inventato nel contesto della meccanica classica, ma è generalmente utile nella fisica moderna. Il Lagrangian è definito come l' energia cinetica meno l' energia potenziale. Di solito, il formalismo Lagrange è matematicamente più conveniente di Hamiltonian per sistemi non conservanti (come sistemi con attrito).
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