STEP#20 Un materiale - Il Silicio

Oggi parleremo di uno dei materiali principali che vengono utilizzati nella realizzazione dei mezzi digitali: il Silicio.
Questo materiale sta alla base della progettazione di microprocessori, memorie non volatili, memorie DRAM e CCD sensori di immagine che sono gli elementi essenziali per la digitalizzazione delle informazioni.
Il silicio prima di tutto ha un certo numero di proprietà che lo rendono inusuale tra le sostanze chimiche.
Esso risulta infatti essere un metalloide ovvero ha proprietà simili a quelle dei metalli, senza tuttavia esserlo totalmente.
Può condurre elettricità come i metalli, ma è meno atto a farlo. Questo è particolarmente importante perché quando attiviamo un computer i microchip devono far passare elettricità solo attraverso alcuni tipi di transistor e non a tutti indiscriminatamente.
Ma ora illustriamo il vero motivo per il quale questo venga scelto, piuttosto che altri materiali come il germanio.
Come prima cosa è un materiale facilmente reperibile in natura, quindi piuttosto economico. Infatti, il silicio è uno degli elementi più comuni nell'universo.
Inoltre può funzionare in un intervallo di temperature molto ampio e può essere legato ad altri elementi chimici che sono necessari per il funzionamento dei microprocessori.
I piccoli transistor oggi utilizzati, hanno ancora inoltre la necessità di dirigere il flusso di elettricità con precisione e la versatilità del silicio lo rende la scelta più naturale.
Tuttavia, anche se presenta tutte queste varie proprietà, negli ultimi anni si sta cercando una via alternativa a questo materiale, perché nonostante sia il migliore per la versatilità, in un futuro con chip e transistor sempre più piccoli e veloci, per la sua bassa conducibilità elettrica, ci potrebbe essere la richiesta di nuovi materiali.

Microprocessore in un circuito
https://it.depositphotos.com

Sitografia:
https://www.ilsapere.org

STEP#19 Intelligenza artificiale

L'intelligenza artificiale sta determinando un'ulteriore significativa evoluzione nei sistemi a supporto dei ricercatori e del metodo scientifico.
I paradigmi di AI consentono di realizzare macchine in grado di ragionare, percepire la realtà, imparare da esempi e clusterizzare i dati e le informazioni.
Già da dieci anni un programma di AI è in grado di analizzare l'enorme mole di articoli pubblicati nel campo della genomica e di suggerire quale gene poteva essere responsabile di una determinata malattia.
Gli attuali motori di ricerca semantici sono in grado di leggere l'enorme mole di articoli scientifici generati e portare all'attenzione del ricercatore notizie e ricerche che potrebbero sfuggirgli e persino suggerire spunti di ricerca mettendo in relazioni le evidenze emerse.
 È una metodologia di ricerca molto attiva in molti campi dalla medicina alla matematica.
Tuttavia questa straordinaria opportunità non deve essere considerata l'unica via percorribile.
Bisogna affidarsi a tutto ciò con estrema cautela perché la sua capacità non è illimitata.
Non tutta l'informazione utile è infatti raggiungibile attraverso questi strumenti.

Oggi, inoltre, molti articoli dichiarano che gli scienziati saranno a breve obsoleti e che le macchine sono già in grado di estrarre regolarità dai dati(anche immagini), di formulare ipotesi e provarne la validità.
Kevin Schawinski, un astrofisico, ha catalogato le galassie in base alla loro forma ed ha realizzato un software in grado di aiutare gli astronomi in questo compito.

https://www.agendadigitale.eu

Sitografia:
https://www.agendadigitalet.eu

STEP#15 Nel Novecento

Atanasoff Berry Computer, 1939
https://it.wikipedia.org

Nel Novecento troviamo come evento importante per la digitalizzazione l'invenzione del computer, destinata in un primo momento all'elaborazione dei dati, privo di capacità decisionale o discrezionale, che compie determinate operazioni secondo procedure o programmi.
Prima di parlare del primo vero e proprio computer elettronico, occorre citare alcuni progetti e invenzioni degli anni precedenti.
Nel 1932 troviamo il Memex, un progetto di archiviazione di Banner Bush mai realizzato che sarebbe dovuto essere un sistema nel quale un singolo individuo avrebbe potuto registrare i propri libri, in un proprio archivio e le proprie comunicazioni.
Troviamo nel 1938/1939 due calcolatori meccanici: la "Bomba" polacca progettata nel 1932 e realizzato nel 1938 da Rejewski per decifrare i messaggi tedeschi prodotti dalla macchina Enigma di Arthur Scherbius; lo Z1 di Konrad Zuse realizzata nel 1939, un calcolatore basato sul sistema binario e programmabile che presentava una  struttura molto simile a quella degli attuali calcolatori.
Una delle invenzioni più importanti viene realizzata però, nel 1939 dal Dr. John Vincent Atanasoff e Clifford E. Berry: il primo computer digitale completamente elettronico noto come ABC.
Vennero  qui introdotto i numeri binari in un computer digitale, le memorie e una separazione tra dati e istruzioni.

Lo Zuse Z3 al Deutsches Museum di Monaco
https://it.wikipedia.org

Se questo fu il primo computer totalmente elettronico, il primo digitale completo può essere considerato lo Z3, realizzato nel 1941 in Germania da Konrad Zuse(già inventore dello Z1).
Questo fu il primo computer automatico e programmabile, più veloce dei precedenti e in grado di eseguire calcoli più complicati.
Fu però un'invenzione che passò inosservata: c'era da fare la guerra e un computer non sembrava essere così di aiuto.
Così la stessa guerra trovò il modo di farlo fuori, distruggendolo con i bombardamenti, prima ancora che il mondo potesse conoscere quello che questo ingegnere era riuscito a realizzare.


Sitografia:
https://www.wired.it
https://it.wikipedia.orgStoriadelcomputer

STEP #14 Nell'Ottocento

Nell'Ottocento troviamo come evento importante riguardo allo sviluppo della digitalizzazione  la pubblicazione nel 1854 dell'algebra Booleana di George Boole nel quale racconta di un sistema per trattare ogni relazione logica con l'utilizzo di formule algebriche.
Le operazioni(come l'addizione, la sottrazione e la moltiplicazione) vengono sostituite con valori di congiunzione, disgiunzione e negazione, mentre gli unici numeri utilizzati, 1 e 0, assumono rispettivamente i significati di vero e falso.
Da questo momento inoltre, saranno inventati i primi dispositivi meccanici guidati da un pattern binario.

La rivoluzione industriale invece come sappiamo portò alla meccanizzazione molte attività come la tessitura tra le prime.
Troviamo così ad esempio le schede perforate nel telaio di Joseph Marie Jacquard del 1801, dove un buco nella scheda indicava un uno binario e di conseguenza un punto non perforato indicava lo zero binario.
Questo telaio fu molto lontano dai moderni calcolatori, ma dimostrava come le macchine potessero essere guidate da un sistema binario.

Telaio di Joseph Marie Jacquard
https://it.wikipedia.org

Abbiamo ancora nell'Ottocento un avvenimento importante per la storia dei moderni computer.
Tutto iniziò infatti da Charles Babbage quando nel 1833 concepì il progetto della sua macchina.
Essa avrebbe avuto la stessa flessibilità dei calcolatori moderni, senza la loro velocità: sarebbe stata in grado di eseguire tutte le operazioni aritmetiche, avrebbe immagazzinato informazioni fruibili successivamente, grazie ad un meccanismo di leve e ingranaggi e sarebbe stato il primo esempio di macchina con un'unità di memoria ed un'unità di calcolo.
Tuttavia non fu mai realizzata e bisognerà aspettare diversi anni per arrivare alla creazione del primo vero computer.

Macchina analitica di Charles Babbage
https://www.milanoplatinum.com

Qui sopra troviamo la macchina analitica di Babbage che sarà utilizzata come modello, per lo schema utilizzato nel funzionamento, per la realizzazione del primo computer.

Sitografia:
https://it.wikipedia.org
https://www.milanoplatinum.com

STEP #13 Nel Settecento

Il Settecento nel campo della digitalizzazione può essere visto come un secolo di sperimentazioni nel tentativo di costruire macchine capaci di sfruttare il sistema numerico binario scoperto da Leibniz nei primi anni del secolo.

Tra i tentativi più importanti troviamo quello nel 1709 di Giovanni Poleni.

Egli inventò la sua macchina dopo aver letto quelle progettate da Pascal e Leibniz e ne costruì un esemplare in legno, posto su un telaio anch'esso in legno.

La macchina era in grado di effettuare sia operazioni di addizione e di sottrazione(come la Pascalina) ma anche quelle di moltiplicazione e divisione(come quella di Leibniz). 

Il non corretto funzionamento della macchina, tuttavia, portò un giorno Poleni a distruggerla.

Un'altra macchina venne progettata da Jacob Leupold oggi considerato  uno dei primi ingegneri moderni.
Ci ha lasciato un'opera monumentale in sette volumi Theatrum machinarum nella quale descrive oltre alle diverse teorie ella meccanica e dell'idraulica, le macchine del tempo e nell'ultimo volume in particolare, il funzionamento proprio delle macchine aritmetiche.

Macchina aritmetica di Giovanni Poleni
https://commons.wikimedia.org

Sitografia:
http://s192722g.blogspot.com
http://www.lombardiabeniculturali.it