Il termine ABC fa subito pensare alle basi di un qualcosa; in questo caso alle basi dei computer. Ed effettivamente stiamo per scoprire qualcosa che è alle fondamenta della scienza dei calcolatori; una cosa che si chiama proprio ABC, il primo calcolatore elettronico digitale della storia, laddove ABC sta per Atanasoff Berry Computer
John V. Atanasoff, docente alla Iowa State University e Clifford E. Berry suo laureando, lo costruirono tra il 1939 ed il 1942, ben prima del mitico Colossus, del Mark I e dell’ENIAC. A differenza di questi imponenti successori, l’ABC non era ancora programmabile, ma conteneva già gli elementi fondamentali delle architetture successive, le componenti di qualità di una ricetta infallibile.
Il riconoscimento del lavoro di Atanasoff fu molto tardivo, e dell’ABC non si è saputo quasi nulla fino alla fine degli anni ’60 quando scoppiò una grana legale che fece riscrivere la storia dei computer. Ma di questo giallo ne parliamo alla fine.
Riprendiamo dall’ABC. Come spesso, o come sempre, avviene, le cose nascono da un bisogno, da alcune intuizioni e da un processo creativo. E così fu anche per l’ABC. Negli anni venti del secolo scorso, Atanasoff stava lavorando alla sua tesi di dottorato in fisica, ed era alle prese con faticosi calcoli sulla struttura dell’elio, aiutato soltanto da una semplice calcolatrice meccanica da tavolo Monroe.
Le settimane trascorse a fare calcoli su calcoli con la Monroe, gli fecero sorgere l’idea di una calcolatrice che facesse quei calcoli in modo automatico; e pensava che se fosse esistita avrebbe risparmiato molto tempo e fatica. Quando nel 1930 fu assunto come docente alla Iowa University, quella sua idea non solo era ancora viva, ma anzi incominciò seriamente a riflettere sul concetto di automazione del calcolo e su come realizzarlo. Ci pensò per anni, creando e disfacendo nella sua mente e sulla carta i principi generali di funzionamento della sua futura calcolatrice. Il tempo passava ma non riusciva a trovare una soluzione definitiva per proporre la realizzazione di un primo prototipo.
Era deluso, e una sera d’inverno del 1937 lasciò il laboratorio e si mise in macchina, macinando chilometri senza meta, con l’unico intento di spazzare via idee, delusioni e pensieri dalla sua mente. Si fermo dopo trecento chilometri, nello stato dell’Illinois, ed entrò in un bar per bere qualcosa.
E fu il quel bar dell’Illinois, in una fredda sera d’inverno, che John Atanasoff trovò la soluzione, e definì le basi di ABC. Quella sera decise che:
- il suo calcolatore doveva essere di tipo digitale e non analogico, ossia avrebbe trattato i numeri come cifre discrete e non tramite analogia con qualche grandezza fisica come ad esempio la rotazione di una ruota o la variazione di lunghezza di un regolo
- per fare i calcoli non avrebbe utilizzato dispositivi meccanici come quelli in uso nelle calcolatrici dell’epoca, bensì dei circuiti elettronici basati sulle valvole
- il suo calcolatore elettronico digitale avrebbe utilizzato il sistema di numerazione binario e la logica booleana al posto del conteggio dei numeri
- per memorizzare i numeri in base 2 avrebbe utilizzato i condensatori e la loro carica: carico=1 scarico=0
- Il sistema di memoria basato sui condensatori, sarebbe stato separato dal sistema di elaborazione basato sulle valvole
Uscito da quel bar, Atanasoff era pronto in teoria a realizzare il suo calcolatore, ma sapeva che per renderlo possibile nella pratica non sarebbe stato facile. Passarono due anni e nel 1939 ottenne un finanziamento di 650$ dallo Stato dello Iowa, arruolò nell’impresa Berry, anche lui affascinato dall’idea del calcolo elettronico, e per il mese di ottobre costruirono il primo prototipo funzionante dell’ABC.
Il sistema di memoria era formato da 1600 condensatori (quindi 1600 bit) fissati su dei grandi tamburi che alla velocità di una rotazione al secondo potevano essere caricati / scaricati da dei contatti a seconda dei numeri da inserire or da leggere. Praticamente la primissima versione di quelle che sarebbero state le memorie a tamburo usate negli anni ’50
- tamburo di memoria dell’ABC
Il sistema di elaborazione e di calcolo era formato da oltre 200 valvole elettroniche i cui collegamenti fisici permettevano la realizzazione di un preciso circuito logico. In pratica a seconda del tipo di calcolo che si voleva fare si dovevano cablare/saldare le valvole in un modo preciso.
Nel 1942 Atanasoff progettò e realizzò un nuovo prototipo di ABC per risolvere sistemi di equazioni lineari e precisamente un sistema con 29 equazioni e 29 incognite.
ABC funzionava in questo modo: attraverso delle schede perforate i dati delle equazioni venivano memorizzati nei tamburi; ad ogni rotazione i tamburi passavano i segnali, ossia i dati, alle valvole che sulla base di regole logiche precise, dipendenti da come erano saldate, eseguivano somme o sottrazioni. I risultati venivano poi trasferiti in uscita su delle schede perforate
Atanasoff a questo punto aveva bisogno di nuovi finanziamenti per risolvere alcuni problemi del sistema di lettura e perforazione delle schede; ma tutto si fermò a causa della Seconda Guerra Mondiale e dell’inettitudine di coloro che erano incaricati di ottenere il brevetto. Così ABC cadde nel dimenticatoio delle tecnologie.
Negli anni ’70 si riscrisse la storia dei computer
Dopo la guerra, Atanasoff non ritenne di dover perseguire l’idea di ottenere il brevetto, perchè nel frattempo era stato realizzato l’ENIAC, un calcolatore programmabile che di fatto rendeva ABC obsoleto. Quello che Atanasoff ignorava è che buona parte del brevetto dell’ENIAC derivavano proprio dall’ABC. Lo scandalo scoppio per caso da una causa legale tra la Sperry Rand Corporation che deteneva i brevetto dell’ENIAC e la Honeywell. La Sperry pretendeva che tutti i costruttori di calcolatori elettronici le pagassero dei diritti, ma la Honeywell si rifiutò. Durante la causa, gli avvocati della Honeywell scoprirono il lavoro di Atanasoff e lo portarono alla luce. Nel 1973 Atanasoff testimoniò al processo, e da quel racconto il giudice sentenziò che il brevetto dell’ENIAC era nullo.
Atanasoff ed il giudice furono in grado di ricostruire la storia: negli anni ’40 Mauchly, uno dei costruttori dell’ENIAC assieme a Eckert, fece una lunga visita di una settimana al laboratorio di Atanasoff. Questi gli mostro il funzionamento dell’ABC, e gli spiegò in dettaglio i principi di funzionamento. Pochi anni dopo quei fondamenti si ritrovarono in funzione nell’ENIAC. Per il giudice fu chiaro che Mauchly ed Eckert non avessero inventato il calcolatore elettronico digitale ma che invece avessero preso spunto e sfruttate le idee ed i lavori di Atanasoff.
C’è da dire che Mauchly ha sempre sostenuto di non aver mai appreso nulla di significativo dall’incontro con Atanasoff, ma i fatti e la logica dimostrerebbero il contrario. Io ogni caso è fuori di dubbio che Atanasoff ha realizzato il primo calcolatore elettronico digitale della storia, anticipando la commutazione elettronica, l’uso della numerazione binaria, delle memorie a tamburo con i condensatori, della separazione tra memoria ed elaborazione.
[adriano parracciani aka CyberParra]
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