0:00:06.681,0:00:09.871
I moderni computer[br]stanno rivoluzionando le nostre vite,

0:00:09.871,0:00:13.726
svolgendo compiti inimmaginabili[br]anche solo decenni fa.

0:00:13.726,0:00:17.209
Questo è stato reso possibile da[br]una lunga serie di innovazioni,

0:00:17.209,0:00:22.680
ma esiste un'invenzione fondamentale[br]su cui quasi tutte le altre si basano:

0:00:22.680,0:00:24.198
il transistor.

0:00:24.198,0:00:25.292
Che cos'è, e come fa

0:00:25.292,0:00:30.403
un dispositivo del genere a rendere[br]possibile tutto ciò che fanno i computer?

0:00:30.403,0:00:34.239
Alla base, tutti i computer non sono altro[br]che ciò che il loro nome fa intendere,

0:00:34.239,0:00:37.362
macchine che eseguono[br]operazioni matematiche.

0:00:37.362,0:00:40.617
I primi computer erano[br]dispositivi di conteggio manuali,

0:00:40.617,0:00:41.929
come l'abaco,

0:00:41.929,0:00:44.341
mentre i più recenti utilizzavano parti meccaniche.

0:00:44.341,0:00:48.752
Ciò che li ha resi computer è stato[br]avere un modo di rappresentare i numeri

0:00:48.752,0:00:51.171
e un sistema per manipolarli.

0:00:51.171,0:00:53.563
I computer elettronici[br]funzionano allo stesso modo,

0:00:53.563,0:00:55.060
ma i numeri sono rappresentati

0:00:55.060,0:00:56.060
da tensioni elettriche, invece[br]che da disposizioni fisiche.

0:00:58.870,0:01:02.625
Molti computer del genere utilizzano una[br]matematica chiamata logica Booleana

0:01:02.625,0:01:04.949
che può assumere solo due valori,

0:01:04.949,0:01:07.584
cioè le condizioni logiche[br]"vero" e "falso,"

0:01:07.584,0:01:11.319
rappresentate dai[br]numeri binari uno e zero.

0:01:11.319,0:01:14.246
Questi sono rappresentati[br]da voltaggi alti e bassi.

0:01:14.246,0:01:17.899
Le equazioni sono implementate[br]tramite circuiti di reti logiche

0:01:17.899,0:01:21.014
che restituiscono uno[br]oppure zero in uscita

0:01:21.014,0:01:25.123
valutando se i segnali in entrata[br]soddisfano una certa condizione logica.

0:01:25.123,0:01:28.834
Questi circuiti eseguono[br]tre operazioni logiche fondamentali,

0:01:28.834,0:01:32.114
congiunzione, disgiunzione e negazione.

0:01:32.114,0:01:36.751
La congiunzione funziona come "porta AND"[br]e fornisce un voltaggio in uscita alto

0:01:36.751,0:01:40.517
solo se riceve [br]due voltaggi alti in entrata,

0:01:40.517,0:01:43.158
e gli altri tipi di porta[br]funzionano in modo simile.

0:01:43.158,0:01:46.594
I circuiti possono essere combinati[br]per eseguire operazioni complesse,

0:01:46.594,0:01:48.755
come addizione e sottrazione.

0:01:48.755,0:01:51.393
I programmi per computer[br]consistono di istruzioni

0:01:51.393,0:01:54.838
per eseguire queste operazioni[br]elettronicamente.

0:01:54.838,0:01:58.024
Questo tipo di sistema ha bisogno[br]di un metodo accurato

0:01:58.024,0:02:00.243
per controllare la corrente elettrica.

0:02:00.243,0:02:02.785
I primi computer elettronici, come l'ENIAC

0:02:02.785,0:02:05.556
utilizzavano un dispositivo[br]chiamato tubo a vuoto.

0:02:05.556,0:02:07.712
La sua forma primitiva, il diodo,

0:02:07.712,0:02:12.316
consisteva in due elettrodi in[br]un contenitore di vetro sottovuoto.

0:02:12.316,0:02:17.115
Applicando una tensione al catodo,[br]questo si scalda e rilascia elettroni.

0:02:17.115,0:02:20.492
Se l'anodo è ad un livello di potenziale[br]leggermente più positivo

0:02:20.492,0:02:22.839
gli elettroni ne vengono attratti,

0:02:22.839,0:02:24.384
chiudendo il circuito.

0:02:24.384,0:02:27.476
Questo flusso di corrente unidirezionale[br]poteva essere controllato

0:02:27.476,0:02:29.766
variando la tensione al catodo,

0:02:29.766,0:02:33.209
facendogli così rilasciare[br]più o meno elettroni.

0:02:33.209,0:02:34.910
Il passo successivo fu il triodo,

0:02:34.910,0:02:37.875
che utilizza un terzo elettrodo[br]chiamato griglia.

0:02:37.875,0:02:41.484
Si tratta di uno strato di filo[br]tra l'anodo e il catodo

0:02:41.484,0:02:43.767
attraverso cui passano gli elettroni.

0:02:43.767,0:02:46.243
Cambiando il suo voltaggio,[br]la griglia respinge

0:02:46.243,0:02:49.749
oppure attrae gli elettroni[br]emessi dal catodo,

0:02:49.749,0:02:52.356
permettendo rapidi[br]cambiamenti di corrente.

0:02:52.356,0:02:57.577
L'abilità di amplificare i segnali rese il[br]triodo fondamentale per le comunicazioni

0:02:57.577,0:03:00.085
radio e a lunga distanza.

0:03:00.085,0:03:04.593
Ma nonostante questi progressi, i tubi a[br]vuoto erano ingombranti e poco affidabili.

0:03:04.593,0:03:09.156
Con 18.000 triodi, l'ENIAC era grande[br]quasi quanto un campo da tennis

0:03:09.156,0:03:11.219
e pesava 30 tonnellate.

0:03:11.219,0:03:13.258
I tubi si guastavano[br]un giorno sì e uno no,

0:03:13.258,0:03:19.494
e in un'ora consumava l'elettricità[br]di 15 abitazioni in un giorno.

0:03:19.494,0:03:21.460
La soluzione fu il transistor.

0:03:21.460,0:03:24.455
Al posto degli elettrodi[br]si utilizza un semiconduttore,

0:03:24.455,0:03:26.992
come silicio "drogato"[br]con diversi elementi

0:03:26.992,0:03:29.926
per creare uno strato[br]di tipo N che emette elettroni

0:03:29.926,0:03:32.655
e uno di tipo P che li assorbe.

0:03:32.655,0:03:35.418
Questi sono disposti[br]su tre livelli alternati

0:03:35.418,0:03:37.202
con un terminale per ognuno.

0:03:37.202,0:03:39.933
L'emettitore, la base e il collettore.

0:03:39.933,0:03:42.155
In questo tipico transistor NPN,

0:03:42.155,0:03:45.373
a causa di alcuni fenomeni[br]sull'interfaccia P-N

0:03:45.373,0:03:50.398
si forma una regione tra l'emettitore[br]e la base chiamata giunzione P-N.

0:03:50.398,0:03:52.491
Conduce elettricità solamente quando

0:03:52.491,0:03:56.604
viene applicato un voltaggio[br]superiore ad una certa soglia.

0:03:56.604,0:03:58.990
In caso contrario, rimane spento.

0:03:58.990,0:04:02.339
In questo modo, piccole variazioni[br]nel voltaggio di ingresso

0:04:02.339,0:04:07.130
vengono usate per commutare velocemente[br]correnti in uscita alte o basse.

0:04:07.130,0:04:12.186
Il vantaggio del transistor risiede[br]nella sua efficienza e compattezza.

0:04:12.186,0:04:16.564
Dato che non richiedono riscaldamento,[br]sono più durevoli e usano meno potenza.

0:04:16.564,0:04:22.332
L'ENIAC è ora sorpassato da un singolo[br]microchip grande quando un'unghia,

0:04:22.332,0:04:24.612
che contiene miliardi di transistor.

0:04:24.612,0:04:27.057
Eseguendo trilioni di calcoli al secondo,

0:04:27.057,0:04:30.541
potrebbe sembrare che[br]i computer odierni facciano miracoli

0:04:30.541,0:04:31.795
ma, alla base di tutto,

0:04:31.795,0:04:36.555
ogni singola operazione è ancora semplice[br]come l'azionamento di un interruttore.