1
00:00:06,681 --> 00:00:09,871
I moderni computer
stanno rivoluzionando le nostre vite,

2
00:00:09,871 --> 00:00:13,726
svolgendo compiti inimmaginabili
anche solo decenni fa.

3
00:00:13,726 --> 00:00:17,209
Questo è stato reso possibile da
una lunga serie di innovazioni,

4
00:00:17,209 --> 00:00:22,680
ma esiste un'invenzione fondamentale
su cui quasi tutte le altre si basano:

5
00:00:22,680 --> 00:00:24,198
il transistor.

6
00:00:24,198 --> 00:00:25,292
Che cos'è, e come fa

7
00:00:25,292 --> 00:00:30,403
un dispositivo del genere a rendere
possibile tutto ciò che fanno i computer?

8
00:00:30,403 --> 00:00:34,239
Alla base, tutti i computer non sono altro
che ciò che il loro nome fa intendere,

9
00:00:34,239 --> 00:00:37,362
macchine che eseguono
operazioni matematiche.

10
00:00:37,362 --> 00:00:40,617
I primi computer erano
dispositivi di conteggio manuali,

11
00:00:40,617 --> 00:00:41,929
come l'abaco,

12
00:00:41,929 --> 00:00:44,341
mentre i più recenti utilizzavano parti meccaniche.

13
00:00:44,341 --> 00:00:48,752
Ciò che li ha resi computer è stato
avere un modo di rappresentare i numeri

14
00:00:48,752 --> 00:00:51,171
e un sistema per manipolarli.

15
00:00:51,171 --> 00:00:53,563
I computer elettronici
funzionano allo stesso modo,

16
00:00:53,563 --> 00:00:55,060
ma i numeri sono rappresentati

17
00:00:55,060 --> 00:00:56,060
da tensioni elettriche, invece
che da disposizioni fisiche.

18
00:00:58,870 --> 00:01:02,625
Molti computer del genere utilizzano una
matematica chiamata logica Booleana

19
00:01:02,625 --> 00:01:04,949
che può assumere solo due valori,

20
00:01:04,949 --> 00:01:07,584
cioè le condizioni logiche
"vero" e "falso,"

21
00:01:07,584 --> 00:01:11,319
rappresentate dai
numeri binari uno e zero.

22
00:01:11,319 --> 00:01:14,246
Questi sono rappresentati
da voltaggi alti e bassi.

23
00:01:14,246 --> 00:01:17,899
Le equazioni sono implementate
tramite circuiti di reti logiche

24
00:01:17,899 --> 00:01:21,014
che restituiscono uno
oppure zero in uscita

25
00:01:21,014 --> 00:01:25,123
valutando se i segnali in entrata
soddisfano una certa condizione logica.

26
00:01:25,123 --> 00:01:28,834
Questi circuiti eseguono
tre operazioni logiche fondamentali,

27
00:01:28,834 --> 00:01:32,114
congiunzione, disgiunzione e negazione.

28
00:01:32,114 --> 00:01:36,751
La congiunzione funziona come "porta AND"
e fornisce un voltaggio in uscita alto

29
00:01:36,751 --> 00:01:40,517
solo se riceve 
due voltaggi alti in entrata,

30
00:01:40,517 --> 00:01:43,158
e gli altri tipi di porta
funzionano in modo simile.

31
00:01:43,158 --> 00:01:46,594
I circuiti possono essere combinati
per eseguire operazioni complesse,

32
00:01:46,594 --> 00:01:48,755
come addizione e sottrazione.

33
00:01:48,755 --> 00:01:51,393
I programmi per computer
consistono di istruzioni

34
00:01:51,393 --> 00:01:54,838
per eseguire queste operazioni
elettronicamente.

35
00:01:54,838 --> 00:01:58,024
Questo tipo di sistema ha bisogno
di un metodo accurato

36
00:01:58,024 --> 00:02:00,243
per controllare la corrente elettrica.

37
00:02:00,243 --> 00:02:02,785
I primi computer elettronici, come l'ENIAC

38
00:02:02,785 --> 00:02:05,556
utilizzavano un dispositivo
chiamato tubo a vuoto.

39
00:02:05,556 --> 00:02:07,712
La sua forma primitiva, il diodo,

40
00:02:07,712 --> 00:02:12,316
consisteva in due elettrodi in
un contenitore di vetro sottovuoto.

41
00:02:12,316 --> 00:02:17,115
Applicando una tensione al catodo,
questo si scalda e rilascia elettroni.

42
00:02:17,115 --> 00:02:20,492
Se l'anodo è ad un livello di potenziale
leggermente più positivo

43
00:02:20,492 --> 00:02:22,839
gli elettroni ne vengono attratti,

44
00:02:22,839 --> 00:02:24,384
chiudendo il circuito.

45
00:02:24,384 --> 00:02:27,476
Questo flusso di corrente unidirezionale
poteva essere controllato

46
00:02:27,476 --> 00:02:29,766
variando la tensione al catodo,

47
00:02:29,766 --> 00:02:33,209
facendogli così rilasciare
più o meno elettroni.

48
00:02:33,209 --> 00:02:34,910
Il passo successivo fu il triodo,

49
00:02:34,910 --> 00:02:37,875
che utilizza un terzo elettrodo
chiamato griglia.

50
00:02:37,875 --> 00:02:41,484
Si tratta di uno strato di filo
tra l'anodo e il catodo

51
00:02:41,484 --> 00:02:43,767
attraverso cui passano gli elettroni.

52
00:02:43,767 --> 00:02:46,243
Cambiando il suo voltaggio,
la griglia respinge

53
00:02:46,243 --> 00:02:49,749
oppure attrae gli elettroni
emessi dal catodo,

54
00:02:49,749 --> 00:02:52,356
permettendo rapidi
cambiamenti di corrente.

55
00:02:52,356 --> 00:02:57,577
L'abilità di amplificare i segnali rese il
triodo fondamentale per le comunicazioni

56
00:02:57,577 --> 00:03:00,085
radio e a lunga distanza.

57
00:03:00,085 --> 00:03:04,593
Ma nonostante questi progressi, i tubi a
vuoto erano ingombranti e poco affidabili.

58
00:03:04,593 --> 00:03:09,156
Con 18.000 triodi, l'ENIAC era grande
quasi quanto un campo da tennis

59
00:03:09,156 --> 00:03:11,219
e pesava 30 tonnellate.

60
00:03:11,219 --> 00:03:13,258
I tubi si guastavano
un giorno sì e uno no,

61
00:03:13,258 --> 00:03:19,494
e in un'ora consumava l'elettricità
di 15 abitazioni in un giorno.

62
00:03:19,494 --> 00:03:21,460
La soluzione fu il transistor.

63
00:03:21,460 --> 00:03:24,455
Al posto degli elettrodi
si utilizza un semiconduttore,

64
00:03:24,455 --> 00:03:26,992
come silicio "drogato"
con diversi elementi

65
00:03:26,992 --> 00:03:29,926
per creare uno strato
di tipo N che emette elettroni

66
00:03:29,926 --> 00:03:32,655
e uno di tipo P che li assorbe.

67
00:03:32,655 --> 00:03:35,418
Questi sono disposti
su tre livelli alternati

68
00:03:35,418 --> 00:03:37,202
con un terminale per ognuno.

69
00:03:37,202 --> 00:03:39,933
L'emettitore, la base e il collettore.

70
00:03:39,933 --> 00:03:42,155
In questo tipico transistor NPN,

71
00:03:42,155 --> 00:03:45,373
a causa di alcuni fenomeni
sull'interfaccia P-N

72
00:03:45,373 --> 00:03:50,398
si forma una regione tra l'emettitore
e la base chiamata giunzione P-N.

73
00:03:50,398 --> 00:03:52,491
Conduce elettricità solamente quando

74
00:03:52,491 --> 00:03:56,604
viene applicato un voltaggio
superiore ad una certa soglia.

75
00:03:56,604 --> 00:03:58,990
In caso contrario, rimane spento.

76
00:03:58,990 --> 00:04:02,339
In questo modo, piccole variazioni
nel voltaggio di ingresso

77
00:04:02,339 --> 00:04:07,130
vengono usate per commutare velocemente
correnti in uscita alte o basse.

78
00:04:07,130 --> 00:04:12,186
Il vantaggio del transistor risiede
nella sua efficienza e compattezza.

79
00:04:12,186 --> 00:04:16,564
Dato che non richiedono riscaldamento,
sono più durevoli e usano meno potenza.

80
00:04:16,564 --> 00:04:22,332
L'ENIAC è ora sorpassato da un singolo
microchip grande quando un'unghia,

81
00:04:22,332 --> 00:04:24,612
che contiene miliardi di transistor.

82
00:04:24,612 --> 00:04:27,057
Eseguendo trilioni di calcoli al secondo,

83
00:04:27,057 --> 00:04:30,541
potrebbe sembrare che
i computer odierni facciano miracoli

84
00:04:30,541 --> 00:04:31,795
ma, alla base di tutto,

85
00:04:31,795 --> 00:04:36,555
ogni singola operazione è ancora semplice
come l'azionamento di un interruttore.