Calcolatore: differenze tra le versioni
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→Calcolatore analogico: più che la tecnologia sono le attuali leggi fisiche che non lo permettono |
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{{nota disambigua|il calcolatore inteso come persona|Calcolatore (persona)}}
{{nota disambigua|
{{U|Macchina da calcolo|matematica|arg=informatica|agosto 2023}}
Un '''calcolatore'''
== Terminologia ==
Il termine "calcolatore", inteso come [[sostantivo]], può risultare equivoco se dal contesto non è chiaro che si sta facendo riferimento ad una macchina. Può infatti essere riferito anche ad una
== Storia ==
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[[File:Mechanical-calculator-Brunsviga-15-01.jpg|thumb|Calcolatore meccanico "Brunsviga 15" (1934-1947).]]
Il calcolatore nasce come calcolatore meccanico. Solo molti secoli dopo, nel [[XX secolo]], viene realizzato il primo calcolatore elettronico. Il più antico calcolatore meccanico conosciuto è un [[calcolatore astronomico]]: la [[Macchina di Anticitera]]. La Macchina di Anticitera è un calcolatore in parte automatizzato che si ritiene essere stato costruito nel [[II secolo a.C.]]. In ordine cronologico, il secondo calcolatore meccanico e automatizzato della storia, di cui si ha notizia, è il calcolatore astronomico integrato nell'[[orologio astronomico]] di [[Su Song]]<ref>
Presentata presso la [[Royal society of London]]. Lo stesso metodo fu utilizzato anni prima da [[Johann Helfrich von Müller]] il quale presentò la sua macchina calcolatrice alla [[Royal society di Gottinga]]. Lo stesso Babbage nel [[1833]] progettò e mai realizzò il primo calcolatore meccanico programmabile il quale presentava la stessa architettura utilizzata nei moderni calcolatori (architettura von Neumann [[John von Neumann]]) l'[[analytical Engine]]. Nel [[1836]] [[Gaspard Gustave de Coriolis]] costruisce il primo [[analizzatore differenziale]] della storia di cui si ha notizia. L'analizzatore differenziale di Gaspard Gustave de Coriolis è basato su dispositivi meccanici ed è estremamente semplice. È infatti in grado di risolvere solo [[equazioni differenziali]] del primo ordine. Inoltre fornisce la soluzione dell'equazione differenziale visivamente ma non graficamente. È quindi un analizzatore differenziale principalmente dimostrativo (di scarsa utilità pratica). Nel [[1876]] [[William Thomson]] costruisce l'[[Harmonic Synthetizer]], il primo [[analizzatore armonico]] della storia di cui si ha notizia. L'Harmonic Synthetizer è un analizzatore armonico basato su dispositivi meccanici e dedicato alla previsione delle [[maree]].<ref>
L'analizzatore differenziale è un calcolatore analogico dedicato al [[calcolo differenziale]]. Lo Z1 è un calcolatore digitale dedicato al [[calcolo numerico]]. A distanza di molti decenni dalla loro realizzazione, ancora oggi suscitano ammirazione per le soluzioni tecniche adottate e la complessità dei calcoli matematici che sono in grado di eseguire. Per la loro opera, Vannevar Bush e Konrad Zuse sono considerati padri dell'[[informatica]]. Negli stessi anni [[George Robert Stibitz]], matematico e ricercatore ai [[Bell Laboratories]], si chiede se il [[relè]], utilizzato ai Bell Laboratories per realizzare apparati [[telefonia|telefonici]], possa essere utilizzato per realizzare anche [[circuiti elettrici]] logico-digitali basati sulla [[logica booleana]]. Il suo fine ultimo è di realizzare, con tali circuiti elettrici, un calcolatore digitale binario che eviti ai ricercatori dei Bell Laboratories la pesante incombenza rappresentata dai complicati calcoli matematici, con [[numeri complessi]], a cui si devono dedicare durante la progettazione delle [[reti telefoniche]].<ref>[[George Robert Stibitz]], ''The relay computers at Bell Labs'', in [[Datamation]] dell'aprile 1967, Thompson Publications. Pagina 35.</ref> La domanda trova risposta nel novembre del [[1937]] quando Stibitz, nella [[cucina (architettura)|cucina]] della propria abitazione, completa il [[Model K]], un'[[addizionatrice elettromeccanica]] [[Digitale (informatica)|digitale]] [[sistema numerico binario|binaria]] a un solo [[bit]].<ref>
Per quanto riguarda le capacità di calcolo, tra tutte le addizionatrici che si possono realizzare, Stibitz realizza la più semplice: un'addizionatrice in grado di sommare solo due [[numeri binari]] a una [[cifra]]. Ma è sufficiente a far comprendere a Stibitz che il suo progetto è realizzabile. Nel dicembre del [[1939]] infatti, ai Bell Laboratories, Stibitz e [[Samuel B. Williams]] completano il [[Complex Number Calculator]]<ref>
=== Il calcolatore elettronico ===
Nel [[1938]] il ventiseienne [[Germania|tedesco]] [[Helmut Schreyer]], amico di [[Konrad Zuse]], nella sua tesi di laurea teorizza l'utilizzo della [[valvola termoionica]] per realizzare calcolatori elettronici [[digitale (informatica)|digitali]].<ref>
== Tipologia ==
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Un calcolatore elettronico è un calcolatore che esegue i calcoli matematici mediante [[dispositivi elettronici]]. I principali tipi di calcolatore elettronico sono il [[planimetro elettronico]], la [[calcolatrice elettronica]] e il [[Computer|computer elettronico]]. Il calcolatore elettronico è sempre un calcolatore automatizzato in quanto i dispositivi elettronici su cui è basato sono dispositivi automatizzati. Due sono i tipi di dispositivi elettronici su cui è stato basato il calcolatore elettronico nel corso della storia: la [[valvola termoionica]] e il [[transistor]]. Inizialmente il calcolatore elettronico è stato basato sulla valvola termoionica. In seguito all'invenzione del transistor, ampiamente disponibile solo cinquant'anni dopo la valvola termoionica, il calcolatore elettronico è stato basato sul transistor. Questo perché il transistor svolgeva la medesima funzione della valvola termoionica ma aveva un ingombro notevolmente inferiore. Ciò ha rappresentato un enorme passo avanti per il calcolatore elettronico.
A parità di ingombro infatti, è stato possibile realizzare calcolatori elettronici aventi capacità di calcolo estremamente più elevate. Mentre, a parità di capacità di calcolo, è stato possibile realizzare calcolatori elettronici con ingombri estremamente più contenuti. Un passo avanti altrettanto grande è stato possibille con l'avvento della [[microelettronica]], quando si è iniziato ad inserire i transistor in [[circuiti integrati]] miniaturizzati. Grazie ai continui passi avanti della microelettronica, oggi vengono realizzati calcolatori elettronici dotati di milioni di transistor e caratterizzati da un ingombro talmente contenuto da poter stare interamente su una mano. Si pensi ad esempio che il calcolatore elettronico [[ENIAC]], completato nell'autunno del [[1945]],<ref>
=== Calcolatore manuale ===
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=== Calcolatore digitale ===
Un calcolatore digitale (anche chiamato "calcolatore numerico") è un calcolatore nel quale la minima [[unità di informazione]] può assumere solo un numero finito di valori. Nel calcolatore digitale i numeri vengono rappresentati come sequenze di [[cifre]], normalmente utilizzando un [[sistema di numerazione posizionale]]. Le cifre vengono rappresentate utilizzando intervalli di valori di una [[grandezza fisica]], e ad ogni cifra corrispondono sempre valori diversi della grandezza fisica.<ref>In altri termini, gli intervalli di valori, utilizzati per rappresentare cifre diverse, non coincidono mai, neanche in parte.</ref> Utilizzando intervalli di valori sufficientemente ampi e distanti tra loro, l'impossibilità di misurare una grandezza fisica con infinita precisione non costituisce più un problema e quindi si riesce a realizza un calcolatore in grado di fornire risultati senza margine di errore. Anche questo metodo di rappresentare i numeri all'interno del calcolatore, ha però dei limiti tecnologici: i numeri, rappresentati all'interno del calcolatore digitale, non possono essere composti da infinite cifre. In altri termini, l'insieme dei numeri rappresentati all'interno del calcolatore digitale è un insieme finito. Ciò ovviamente comporta dei limiti per quanto riguarda le capacità di calcolo del calcolatore digitale. Le due classiche situazioni che si possono presentare con il calcolatore digitale sono le seguenti: il calcolatore è in grado di fornire un risultato esatto; il calcolatore non è in grado di fornire un risultato. Ma implementando opportunamente il processo di calcolo all'interno del calcolatore digitale, si può presentare anche la seguente situazione: il calcolatore è in grado di fornire un risultato con un [[margine di errore]]. A seconda del numero di cifre utilizzate per il [[sistema di numerazione]], si distinguono i seguenti tipi di calcolatore digitale:
*Un calcolatore binario è un calcolatore digitale che utilizza due diverse [[cifre]] per rappresentare i numeri. In altri termini, è un calcolatore digitale che utilizza un [[sistema di numerazione binario]] per rappresentare i numeri. Una cifra utilizzata per rappresentare i numeri, all'interno del calcolatore binario, è chiamata "[[bit]]". Il bit rappresenta anche la minima [[unità di informazione]] di un calcolatore binario. Il calcolatore binario, utilizzante un [[sistema di numerazione posizionale]] per rappresentare i numeri, è attualmente la scelta preferita dai fabbricanti di calcolatori digitali.
*Un [[calcolatore ternario]] è un calcolatore digitale che utilizza tre diverse
*Un calcolatore decimale è un calcolatore digitale che utilizza dieci diverse
▲Un calcolatore binario è un calcolatore digitale che utilizza due diverse [[cifre]] per rappresentare i numeri. In altri termini, è un calcolatore digitale che utilizza un [[sistema di numerazione binario]] per rappresentare i numeri. Una cifra utilizzata per rappresentare i numeri, all'interno del calcolatore binario, è chiamata "[[bit]]". Il bit rappresenta anche la minima [[unità di informazione]] di un calcolatore binario. Il calcolatore binario, utilizzante un [[sistema di numerazione posizionale]] per rappresentare i numeri, è attualmente la scelta preferita dai fabbricanti di calcolatori digitali.
▲Un calcolatore ternario è un calcolatore digitale che utilizza tre diverse [[cifre]] per rappresentare i numeri. In altri termini, è un calcolatore digitale che utilizza un [[sistema di numerazione ternario]] per rappresentare i numeri.
▲Un calcolatore decimale è un calcolatore digitale che utilizza dieci diverse [[cifre]] per rappresentare i numeri. In altri termini, è un calcolatore digitale che utilizza un [[sistema di numerazione decimale]] per rappresentare i numeri. Un esempio di calcolatore decimale è l'[[ENIAC]].
=== Calcolatore aritmetico ===
Un calcolatore aritmetico è un calcolatore in grado di eseguire [[calcoli aritmetici]]. Si distinguono le seguenti tipi di calcolatori aritmetici:
*Una macchina addizionatrice
*Una macchina sottratrice
*Una macchina moltiplicatrice
▲Una macchina addizionatrice (anche chiamata semplicemente "addizionatrice") è un calcolatore aritmetico in grado di eseguire l'[[addizione]]. La più antica addizionatrice, di cui si ha notizia, è l'[[Orologio Calcolatore]]. Costruito nel [[XVII secolo]] da [[Wilhelm Schickard]], l'Orologio Calcolatore è anche il più antico calcolatore aritmetico di cui si ha notizia.
▲Una macchina moltiplicatrice (anche chiamata semplicemente "moltiplicatrice") è un calcolatore aritmetico in grado di eseguire la [[moltiplicazione]]. La più antica moltiplicatrice, di cui si ha notizia, è la [[Stepped Reckoner]]. Costruita nel [[XVII secolo]] da [[Gottfried Wilhelm von Leibniz]], la Stepped Reckoner è anche in grado di eseguire l'[[addizione]], la [[sottrazione]] e la [[divisione (matematica)|divisione]].
=== Calcolatore algebrico ===
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=== Calcolatore infinitesimale ===
Un calcolatore infinitesimale è un calcolatore in grado di eseguire [[calcoli infinitesimali]]. Si distinguono i seguenti due tipi di calcolatore infinitesimali: la macchina integratrice e la macchina derivatrice.
* Una macchina integratrice è un calcolatore in grado di calcolare l'[[integrale]] di una [[funzione (matematica)|funzione]]. Sono tipi di macchine integratrici il [[planimetro]], l'[[integrafo]] <ref>Integrafo Pascal della Regia Scuola Navale di Genova.[https://unire.unige.it/handle/10621/167]</ref>, l'[[integrometro]] <ref>Integrometro Coradi proveniente dalla Regia Scuola Navale di Genova.[https://unire.unige.it/handle/10621/168]</ref>, l'[[analizzatore differenziale]].
* Una macchina
=== Calcolatore astronomico ===
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== Bibliografia ==
* {{Cita libro|autore=Massimo Bozzo
* {{Cita libro|autore=Marcello Morelli
* {{Cita libro|autore=David A. Mindell
* {{Cita libro|autore=Paul E. Ceruzzi
* {{Cita libro|autore=Daniele Casalegno
*
== Voci correlate ==
* [[Calcolo (matematica)]]
* [[Macchina da calcolo]]
== Altri progetti ==
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== Collegamenti esterni ==
* {{Treccani|calcolatore|v=x}}
{{Strumenti di calcolo}}
{{Portale|informatica|matematica}}
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