Archive for February, 2008

Calcolatore, Calcolo meccanico

Thursday, February 28th, 2008

right|thumb|250px|Calcolatrice meccanica Facit c1-13 del 1962

Il calcolo meccanico, nell’accezione moderna, permette di eseguire due (addizione e sottrazione) o quattro (addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione) operazioni in modo automatico, grazie a delle macchine meccaniche o elettromeccaniche. Le operazioni vengono eseguite grazie a degli ingranaggi o delle cremagliere che permettono di sommare due numeri, riportando anche l’importo.

Nelle macchine meccaniche addizionatrici, che permettono le quattro operazioni, la moltiplicazione viene eseguita come una serie di addizioni, la divisione come una serie di sottrazioni. Ogni addizione/sottrazione viene eseguita girando una manovella in una o nell’altra direzione.
Seguendo un algoritmo appropriato, con una macchina di questo tipo si possono anche estrarre radici quadrate (algoritmo di Newton) e cubiche.

Il più antico strumento noto di calcolo meccanico è il macchina di Anticitera, usato per il calcolo del moto dei pianeti nel II-I secolo a.C.

Nel corso degli anni vengono realizzati e venduti vari tipi di calcolatrici meccaniche. Solitamente, nelle macchine più recenti, i dati vengono inseriti tramite una tastiera ed il risultato viene stampato su di un nastro di carta. In altri tipi di macchina i dati vengono inseriti girando dei dischi numerati o spostando delle levette ed il risultato appare in un visualizzatore meccanico.

L’abaco ed il regolo calcolatore non possono venir considerati dei calcolatori meccanici. L’abaco non tiene conto del riporto, che va aggiunto dall’operatore, ed il regolo è uno strumento che funziona in modo grafico.


Sviluppo del calcolo meccanico

right|thumb|250px|Disegno di un calcolatore meccanico

Nel 1623 Wilhelm Schickard costruisce la prima macchina meccanica per le addizioni. Sfortunatamente l’unico modello prodotto va distrutto in un incendio e la sua esistenza è stata scoperta solo ultimamente.

Nel 1642 Blaise Pascal, all’oscuro della macchina di Schickard, reinventa la macchina per le addizioni e le sottrazioni. Della sua macchina, che viene detta Pascalina, vengono prodotti e venduti una cinquantina di esemplari, alcuni dei quali ancora esistenti.

Nel 1673 Leibniz presenta alla Royal Society di Londra il primo calcolatore meccanico in grado di eseguire anche moltiplicazioni e divisioni.
Al momento della presentazione il calcolatore non è ancora terminato, ma il progetto gli permette di venir ammesso all’unanimità alla Royal Society.
La calcolatrice, che si basa su di un nuovo meccanismo detto ruota di Leibniz, viene completata solo nel 1694. A causa della precisione necessaria nella sua costruzione, la produzione commerciale di questo apparecchio non è però fattibile fin verso la metà del XIX secolo. (La ruota di Leibniz, in forma modificata, viene ancora usata nel 1948 da Curt Herzstark per la costruzione della Curta, una calcolatrice meccanica tascabile.)

Nel 1822 Charles Babbage presenta il modello di una macchina differenziale, che non realizzerà completamente, in grado di tabellizzare automaticamente una funzione polinomiale qualunque. Questa macchina dovrebbe essere azionata da un motore a vapore. Inizia inoltre il progetto per una macchina analitica programmabile.
La macchina differenziale verrà realizzata nel 1991 al Science Museum di Londra seguendo i progetti originali.

Tra il 1940 ed il 1960 vengono prodotti e venduti dei piccoli calcolatori meccanici tascabili per addizioni e sottrazioni. I dati vengono introdotti e sommati (o sottratti) muovendo con una penna delle cremagliere. Il risultato appare in un visualizzatore meccanico. Il modello più conosciuto è l’Addiator della ditta Arithma.

Nel 1948 Curt Herzstark inizia la produzione della Curta, una calcolatrice meccanica tascabile.

Nel 1956 Natale Capellaro progetta, in Olivetti, la macchina da calcolo Tetractys, dotata di due totalizzatori e memoria, dalla quale, sulle stesse linee di montaggio, verranno anche prodotte due versioni meno performanti denominate “Divisumma” ed “Elettrosumma”. Con la matricola incisa a pantografo sul basamento in ghisa, queste tre macchine rimasero in produzione per oltre 15 anni ed esportate nel Regno Unito, negli Stati Uniti ed in Canada. Le versioni destinate ai paesi con rete elettrica a 115 volt, differivano nel motore elettrico e nel passo (più stretto) della vite senza fine, ricavata nel prolungamento dell’asse motore che azionava l’ingranaggio principale frizionato, realizzato in tela bachelizzata. Alcune versioni di questa classe di macchine da calcolo definita MC24, disponevano di un carrello tabulatore simile a quello di una macchina da scrivere; i cinematismi interamente in metallo, erano azionati da camme a profili multipli sinterizzate, la lubrificazione a vita, comprendeva quatro tipi diversi di lubrificante posti nei punti di maggior attrito.


Bibliografia

  • Martin Davis, Il Calcolatore Universale, Adelphi
  • Carl B. Boyer, Storia della matematica, Oscar Mondadori


Voci correlate

  • Macchina di Anticitera
  • Charles Babbage e la sua macchina differenziale
  • Vannevar Bush e il suo Memex
  • L’Addiator della ditta Arithma
  • La Curta di Curt Herzstark


Collegamenti esterni

  • Collezioni della fondazione Galileo Galilei - Pisa
  • Sito che presenta diversi tipi di strumenti di calcolo
  • Sito Wiki dedicato alle calcolatrici meccaniche
  • Sito dedicato all’Addiator, con un bello strumento interattivo
  • Science Museum of London

Calcolatore, Mark I

Thursday, February 28th, 2008

Mark I, abbrevviato in Mk I, è una forma utilizzata in lingua inglese, equivalente all’italiano Modello I o Tipo I, ed è utilizzata per indicare la prima versione di una dato macchinario. L’inglese Mark può essere tradotto in italiano con diversi significati: marchio, segno, traccia, etichetta, impronta, valutazione e voto.

Sebbene innumerevoli realizzazioni siano caratterizzate come Mark I o Mk I, in alcuni casi questa notazione identifica direttamente l’oggetto:

  • Mark I - semplificazione di Harvard Mark I, è il nome con cui è noto l’Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), il primo calcolatore digitale automatico
  • Mark I - primo carro armato britannico

Calcolatore, Harvard Mark I

Thursday, February 28th, 2008

Harvard Mark I, o anche semplicemente Mark I, è il nome con cui è noto l’Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), il primo calcolatore digitale automatico.

È stato progettato da Howard Hathaway Aiken, del dipartimento di fisica della Harvard University (Cambridge, Mass., U.S.A.) che venne affiancato nel suo lavoro dagli ingegneri meccanici C. D. Lake, F. E. Hamilton e B. M. Durfee.
thumb|right|350px|Porzione del calcolatore IBM Harvard Mark I.


Storia

thumb|right|350px|Dettagli di Input/Output e controllo

Aiken fece proprie le idee di Charles Babbage (1791-1871) e studiò il modo per costruire uno strumento di calcolo automatico.

Nel 1937 contattò i costruttori statunitensi di calcolatrici del tempo, compresa la Monroe, allora il più grande costruttore, ma la sua proposta venne rifiutata.

Alla fine del 1937, con l’aiuto di Theodore H. Brown, docente di Statistica economica, ottenne di venir presentato a James W. Bryce che ricopriva un ruolo importante nel settore ricerca dell’IBM (International Business Machines Corporation).

Fu così che nel 1939 ad Harvard iniziò la costruzione del calcolatore, immediatamente spostata nei laboratori dell’IBM ad Endicott. Il calcolatore venne ultimato nel gennaio del 1943 e costò alla IBM 250.000 dollari.

Durante la Seconda Guerra mondiale rimase a disposizione unicamente della Marina degli Stati Uniti. In seguito, come da accordi precedenti, venne donato dalla stessa IBM all’Università di Harvard: nel febbraio 1944 venne spedito via mare a Cambridge, dove fu in seguito assemblato, ed il 7 agosto 1944 venne data a mezzo stampa notizia ufficiale della donazione all’Università. Quest’ultimo fatto ebbe vasta risonanza mediatica e suscitò grandi polemiche ed attriti il ruolo di comparsa minore in cui venne relegata la IBM in quella occasione.


Composizione e funzionamento

Il Mark I era costituito da interruttori, relè, alberi di rotazione e frizioni. Per la sua costruzione sono stati utilizzati 765.000 componenti e centinaia di chilometri di cavi. Una volta ultimato occupava una lunghezza di 16 m., si sviluppava in altezza per 2,4 m. ed aveva una profondità di circa 0,5 metri; raggiungeva un peso di circa 4 tonnellate e mezzo (4.500 chilogrammi).

È stato necessario sincronizzare meccanicamente le unità calcolatrici di base, in modo da farle funzionare grazie ad un asse di rotazione di 15 metri, messo in movimento da un motore elettrico di 4 kW. Il Mark I poteva memorizzare 72 numeri di 23 cifre decimali ciascuno. Poteva eseguire tre addizioni o sottrazioni al secondo, una moltiplicazione in 6 secondi, una divisione in 15,3 secondi ed un logaritmo oppure una funzione trigonometrica in più di un minuto.

Il Mark I leggeva le sue istruzioni su delle schede perforate e, eseguita l’istruzione corrente, passava alla successiva. I programmi complessi erano fisicamente lunghi. Il ciclo veniva compiuto unendo l’estremità della scheda contenente il programma con la parte iniziale della scheda. Questa separazione dei dati e delle istruzioni è conosciuta come Architettura Harvard.

La pioniera in informatica Grace Hopper è stata la prima programmatrice per il Mark I.


Utilizzo

Con la comparsa dell’ENIAC nel 1946 il Mark I divenne presto obsoleto, ma rimase in funzione ad Harvard fino al 1959. Venne impiegato principalmente per risolvere problemi di carattere scientifico (di interesse prettamente militare in un primo momento) e per il calcolo di tavole (vedi ad es. le funzioni di Bessel).

Al Mark I seguirono nel 1947 il Mark II, nel 1949 il Mark III e nel 1952 il Mark IV.


Voci correlate

  • Architettura Harvard
  • Storia dell’informatica


Collegamenti esterni

ASCC Chronology dagli Archivi IBM]

Calcolatore, Interpolazione polinomiale

Thursday, February 28th, 2008

L’interpolazione polinomiale costituisce un’alternativa dell’interpolazione lineare: mentre per questo metodo si usa una sequenza di funzioni lineari, si tratta ora di servirsi di un polinomio di un opportuno grado più alto.

Di una funzione f che in altra sede è nota si supponga di conoscere alcuni valori; in particolare si considerino i seguenti valori tabulati

right|frame|Diagramma dei punti dati .

x f(x)
0 0
1 0.8415
2 0.9093
3 0.1411
4 −0.7568
5 −0.9589
6 −0.2794

Ci si chiede, per esempio: quanto vale la funzione in <math>x= 2.5</math>? L’interpolazione risolve problemi come questo.

Il seguente polinomio di sesto grado passa attraverso tutti i sette punti dati:

<math> f(x) = -0.0001521 x^6 - 0.003130 x^5 + 0.07321 x^4 - 0.3577 x^3 + 0.2255 x^2 + 0.9038 x. </math>

Sostituendo x = 2.5, troviamo che f(2.5) = 0.5965.
right

In generale, se abbiamo n punti dati, esiste esattamente un polinomio di grado n−1 che passa attraverso tutti i punti dati. L’errore di interpolazione è proporzionale alla distanza fra i punti dati alla potenza n .
Inoltre questo interpolante, essendo un polinomio è illimitatamente differenziabile. Quindi l’interpolazione polinomiale, in linea di principio risolve tutti i problemi di interpolazione lineare.

Tuttavia questo metodo presenta alcuni svantaggi. Il calcolo che porta ai coefficienti del polinomio d’interpolazione è molto “costoso” (in termini di tempo di esecuzione richiesto al calcolatore e in termini di complessità delle elaborazioni). Inoltre, l’interpolazione polinomiale per il complesso dei valori dalla variabile indipendente non si rivela molto esatta; questo accade, in particolare, nei punti astremi (vedi fenomeno di Runge ). Questi svantaggi possono essere evitati usando i metodi dell’interpolazione spline.

Calcolatore, Porta (reti)

Thursday, February 28th, 2008

Nelle reti di calcolatori, le porte (traduzione impropria del termine port inglese, che in realtà significa porto) sono lo strumento utilizzato per realizzare la multiplazione delle connessioni a livello di trasporto, ovvero per permettere ad un calcolatore di effettuare più connessioni contemporanee verso altri calcolatori, facendo in modo che i dati contenuti nei pacchetti in arrivo vengano indirizzati al processo che li sta aspettando.

Le porte sono numeri (in TCP e UDP sono a 16 bit) utilizzati per identificare una particolare connessione di trasporto tra quelle al momento attive su un calcolatore.
I pacchetti appartenenti ad una connessione saranno quindi identificati dalla quadrupla [<indirizzo IP sorgente>, <indirizzo IP destinazione>, <porta sorgente>, <porta destinazione>]. I pacchetti nella direzione opposta avranno ovviamente sorgente e destinazione scambiati.

Il livello di trasporto (tipicamente realizzato dal sistema operativo) associa a ciascuna porta utilizzata un punto di contatto (ad esempio, una socket), utilizzato da uno (o più) processi applicativi per trasmettere e/o ricevere dati.

Per poter inviare con successo un pacchetto con una certa porta destinazione, ci deve essere un processo che è “in ascolto” su quella porta, ovvero che ha chiesto al sistema operativo di ricevere connessioni su quella porta. L’operazione di impegnare una porta TCP o UDP da parte di un processo è detta “bind”, dal nome della chiamata di sistema unix che la realizza.

La porta sorgente utilizzata in una connessione viene scelta dal calcolatore che inizia la connessione tra una di quelle al momento non impegnate.

In Internet, c’è una convenzione per cui ad alcuni numeri di porta sono associati determinati protocolli di livello applicativo. Ad esempio, se voglio contattare il server HTTP eventualmente in esecuzione su un certo calcolatore, so che devo tentare di stabilire una connessione verso la porta 80.

I numeri di porta sono classificabili in tre gruppi:

  • Le porte conosciute sono assegnate dall’Internet Assigned Numbers Authority (IANA), sono quelle inferiori a 1024, e sono generalmente utilizzate a livello di sistema operativo o di processi di sistema. In genere rimangono in ascolto su queste porte applicazioni con funzioni di server. Alcuni esempi possono essere le applicazioni che utilizzino protocolli FTP (21), SSH (22), TELNET (23), SMTP (25) e HTTP (80).
  • Le porte registrate invece sono spesso utilizzate come riferimento fra applicazioni, come una specie di accordo.
  • Le porte dinamiche invece sono tutte le altre, liberamente utilizzabili da tutte le applicazioni utente, salvo l’occupazione contemporanea da parte di qualche altro processo.


Voci correlate

  • Lista di porte standard
  • Port scanning


Collegamenti esterni

  • IANA: le porte assegnate

Qualora, Irish Terrier

Thursday, February 28th, 2008

L’Irish Terrier è un cane che fa parte del gruppo dei Terrier (3° gruppo) di razze secondo la suddivisione FCI riconoscuta dall’ENCI.

Nato secondo la leggenda da una femmina da caccia irlandese non meglio descritta e da un cane di una principessa egiziana (pharaon hound??) ha come caratteristica un mantello rosso tipico irlandese, una spiccata attitudine alla caccia, una propensione alla difesa e in alcuni esemplari una innata predisposizione alla conduzione di armenti. Infatti dallo stesso ceppo nasce l’irish , rosso cacciatore che si mimetizza nel bosco per stanare piu facilmenete la selvaggina, il kerry blu scuro, guardiano e difensore della casa, il soft coated weaten chiaro ben coperto di pelo che vive con le greggi sui pascoli. uniche origini diverse utilizzazioni tre razze distinte.

caratterialmente ricorda un po i levrieri di cui qualche piccola parte di DNA del pharaon gli e senz’altro rimasta, valuta ogni volta se accettare o meno il nuovo amico umano e si ritrae qualora gli si voglia imporre l’amicizia. A differenza di altri terrier il suo carattere forte e la sua aggressivita sono “controllabili” per lo meno da il tempo di intervenire qualora decida di reagire alle provocazioni o meglio di provocare.

È un cane che in famiglia trova la complicità dei bambini, e si fa benvolere perche non lascia peli in giro, non odora, raramente rovina o rosicchia le cose, sempre a patto che venga educato, ha inoltre un sesto sesto qualora si presenti un pericolo lui è irrequieto e sta sul chi va la.

Calcolatore, 128 bit

Thursday, February 28th, 2008

Attualmente non esistono in produzione processori general-purpose costruiti per facilitare set di istruzioni e operazioni a 128-bit, dato che richiederebbero dimensioni dei buffer e throughput doppi rispetto ai moderni processori a 64-bit, a fronte di nessun reale bisogno pratico - al 2006, i processori a 64-bit sembrano essere più che sufficienti per tutti gli scopi comuni.

È possibile considerare il System/370, prodotto dalla IBM, come il primo rudimentale calcolatore a 128-bit, dato che utilizzava registri in virgola mobile di queste dimensioni. Molte moderne architetture di CPU come il Pentium e il PowerPC presentano registri vettoriali a 128-bit: in realtà sono utilizzati per memorizzare vari numeri più piccoli, e.g. 4 numeri a 32-bit in virgola mobile.
Con tale accorgimento è possibile operare in parallelo con una singola istruzione contemporaneamente su tutti i valori memorizzati nel registro (istruzioni SIMD): tale tecnica viene utilizzata sovente per ottimizzare elaborazioni multimediali e grafiche, che necessitano di manipolare grandi quantità di dati in virgola mobile.
Pertanto non sono processori a 128-bit in senso proprio, poiché pur avendo registri ampi 128 bit e operando contemporaneamente su unità di memoria di tali dimensioni, essi non sono in grado di manipolare singoli numeri composti da 128 cifre binarie.

Alcuni processori VLIW accettano istruzioni a 128 bit ma anche in questo caso non sono realmente processori a 128 bit dato che l’istruzione viene scomposta all’interno del processore in più istruzioni di dimensione inferiori (2 di 64 bit o 4 di 32 bit per esempio) che verranno elaborate dalle unità interne in parallelo.

Processori a 128 bit potrebbero divenire necessari qualora una quantità di memoria indirizzabile direttamente pari a 264 byte divenisse non più sufficiente, sebbene potrebbe essere di gran lunga più conveniente connettere insieme un gran numero di processori a 64 o 32 bit - che è poi l’approccio seguito in molti supercomputer odierni, progettati per eseguire in parallelo le istruzioni sui vari processori di cui sono composti.

128

Calcolatore, Rappresentazione

Thursday, February 28th, 2008

Il termine rappresentazione deriva dal latino re-ad-praesentare. Letteralmente ha il significato di ri-presentazione, rendere (di nuovo) presente. In italiano ha usi differenti.

  • Nel teatro:

    • Rappresentazione, sinonimo di spettacolo teatrale, messa in scena di un testo recitato o musicato (opera, operetta, balletto), o di una partirura danzata o mimica. La sacra rappresentazione è un antico genere di argomento religioso.
  • Nelle arti figurative
    • Rappresentazione pittorica, o scultorea; possono essere definite rappresentazioni immagini dipinte o scolpite, di oggetti, volti, città, eventi, ecc.;
  • In filosofia:
    • Rappresentazione è un’immagine mentale, comunque distinta dall’immagine mnestica (ricordo), un’idea, un pensiero che compaia nella mente di un soggetto.


Altri usi

  • In matematica:

    • Rappresentazione della conoscenza, definisce dei linguaggi che permettano di formalizzare la conoscenza.
  • In informatica:
    • Rappresentazione intermedia, struttura dati generata a partire dai dati in ingresso a un programma per calcolatore dalla quale è possibile generare dati in uscita risultanti dall’elaborazione.
  • Nella cartografia:
    • Scala di rappresentazione, il rapporto tra le dimensioni della realtà e quella di una sua rappresentazione.
  • In diritto civile, ed in particolare nella successione:

    • Rappresentazione, l’istituto previsto al Capo IV del Codice Civile (artt. 467 e seguenti) in base al quale i discendenti legittimi o naturali subentrano nell’eredità al loro ascendente, in tutti i casi in cui questo non possa o non voglia accettare l’eredità o il legato.

A quello vicino., Carrillo (cratere)

Thursday, February 28th, 2008

Carrillo è il nome di un piccolo cratere lunare da impatto intitolato al fisico messicano N. Carrillo Flores. Questa formazione si trova vicino al margine orientale della faccia visibile della luna, è quindi soggetta a sparizioni e riapparizioni per l’effetto di librazione ed appare assai allungato. Il bordo del cratere è approssimativamente circolare, con un margine interno ispessito nella parte occidentale. ‘Carrillo’ si trova vicino al margine occidentale del Mare Smythii.


Collegamenti esterni

Quando, Sovrabattitura (numismatica)

Thursday, February 28th, 2008

In numismatica con il termine sovrabattitura si indica quando invece di un tondello appositamente preparato ex-novo si usa un’altra moneta.

La nuova moneta può avere o lo stesso tipo di quella vecchia o un tipo completamente nuovo. I motivi possono essere svariati.

Si può avere una sovrabattitura involontaria quando per un errore la moneta rimane nella sua sede e il conio viene ribattuto di nuiovo. Oppure quando, nella monetazione al martello, si usano più colpi ma la moneta si muove leggermente.

A volte invece si usano monete vecchie o deteriorate per coniare una nuova moneta. Ciò capitò spesso nell’impero romano ma anche in periodi moderni.

Ad esempio Giorgio III del Regno Unito usò delle monete spagnole agli inizi del XIX secolo o in Italia quando il tallero dell’Eritrea fu coniato usando le vecchia piastre del regno borbonico.