Il computer spiegato a mio padre. Una conversazione su transistor, porte logiche e... macchine del caffè

Quante volte al giorno utilizziamo una macchina elettronica? Dalla lavatrice che esegue programmi “intelligenti” per risparmiare acqua ed energia al frigorifero di ultima generazione che ordina direttamente al supermercato ciò che ci serve, sino allo smartphone, che esegue qualche app, ci permette di giocare, di chattare, di scattare fotografie, di leggere un'email e il suo allegato, di ascoltare musica, di rimanere informati sulle ultime notizie e persino di fare una telefonata… Poi saliamo in auto, magari a guida assistita, che si parcheggia da sola. Intorno a noi macchine estremamente complesse eseguono esami diagnostici mentre semplici distributori automatici ci preparano la nostra bevanda preferita tostando, miscelando e zuccherando perfettamente gli ingredienti. Tutte queste cose sono possibili grazie all'integrazione di miliardi di componenti elettronici, interconnessi fra di loro, su di singolo supporto di silicio. Ma come funziona tutto ciò? Come possono questi componenti, che potremmo immaginare come dei piccoli interruttori, produrre dei risultati così incredibili? Una macchina elettronica può prendere delle decisioni, scegliendo come procedere sulla base dell'analisi del momento specifico grazie ai miliardi di transistor connessi a realizzare circuiti che eseguono operazioni logiche booleane, basate cioè su variabili che possono assumere solamente i valori vero e falso, 1 e 0, i bit, e operazioni logiche dette AND, NOR e NOT. Il software poi, che si può considerare la “mente” di tutto il sistema, traccia la via che la macchina deve seguire per portare a termine i compiti assegnati, utilizzando solo le due variabili e le tre operazioni. Tutto questo va sotto il nome di computer. Per le diverse applicazioni che abbiamo descritto, i componenti utilizzati per costruire la macchina, che si tratti del computer che controlla una stazione spaziale o del distributore automatico del caffè, sono esattamente gli stessi. Anche la struttura del software è la stessa. Ciò che cambia è la complessità del sistema. Ma in definitiva come funziona un computer? Una figlia di buona volontà lo potrebbe spiegare al padre nato nel secolo scorso? Questo è l'obiettivo del libro.