I paesi coinvolti nella seconda guerra mondiale si fronteggiarono non solo sul campo di battaglia, ma anche nei centri di ricerca, per realizzare sistemi di attacco e difesa sempre più efficienti. In Inghilterra, il celebre matematico Alan Turing collaborò alla costruzione delle famiglie di elaboratori Robinson e Colossus, il cui compito era la decifrazione dei codici segreti tedeschi durante il conflitto. Le superpotenze fecero enormi investimenti nella ricerca bellica, dando origine all’era tecnologica.

fig.01 - I tubi a vuoto, o valvole:
la loro introduzione nei calcolatori portò alla prima generazione.

Negli Stati Uniti vi furono i maggiori progressi. Nel 1944 la IBM creò il Mark I, lungo 17 metri e pesante 5 tonnellate, che eseguiva una divisione in "ben" 12 secondi.

fig.02 - Il Mark I della IBM.

Nel febbraio 1946 dall’Università della Pennsylvania giunse la soluzione al problema posto dall’esercito degli Stati Uniti: un calcolatore in grado di risolvere ad altissima velocità i problemi balistici d’artiglieria. Lo realizzarono i progettisti J. Presper Eckert, John W. Mauchly e Herman H. Goldstine. Costruirono, troppo tardi per la guerra e 200% fuori budget, il primo calcolatore elettronico della storia: l'Electronic Numeral Integrator and Computer. Nell’Eniac (fig.02), gli interruttori vennero sostituiti dai tubi a vuoto, le cosiddette valvole. L'Eniac pose fine all'era dei calcolatori meccanici.

fig.03 - Il calcolarore ENIAC.

Rimaneva ancora però un problema: l'Eniac poteva essere considerato solo parzialmente "programmabile": le istruzioni da eseguire erano contenute in unità separate dell'elaboratore, coordinate da un gestore del flusso delle informazioni. La programmazione era effettuata attraverso connessioni elettriche per mezzo di spine e commutatori. Le connessioni dovevano essere reimpostate ad ogni nuova elaborazione, intervenendo fisicamente sugli interruttori e questa inconveniente tecnica venne così definita "wire your own".

Un’altra, significativa macchina, fu il Whirlwind, progettato dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) nel 1945 e completato sei anni più tardi. Venne usato dalle forze navali americane (US Navy's Office of Research and Inventions) e fu il primo simulatore di volo per l’addestramento dei piloti. Il Whirlwind era composto da 4500 valvole e 14800 diodi e occupava circa 288 metri quadrati.

fig.04 - Il calcolarore Whirlwid progettato dal MIT.

In questo elaboratore venne introdotta per la prima volta, nel 1953, la memoria a nuclei magnetici. Questa rendeva l'elaboratore più veloce e più affidabile. Questo sistema di memoria venne mantenuto fino all'utilizzo dei semiconduttori negli anni Settanta. Il Whirlwind era la macchina più veloce dei primi anni Cinquanta: eseguiva 500 mila addizioni o 50 mila moltiplicazioni al secondo.

Il poliedrico scienziato ungherese John von Neumann giunse, in seguito alle persecuzioni ebraiche del regime fascista dell’ammiraglio Horty, nel 1930 all’Istituto di Studi Avanzati dell’Università di Princeton, dove progettò nel 1945 l’Edvac (fig.05 - Il piano dell'elaboratore). L'Electronic Discrete Variable Automatic Computer era il primo calcolatore basato su un programma memorizzato. D'ora in poi l'evoluzione dell'informatica si sdoppierà nei settori dell'hardware e del software.

fig.05 - Il piano per il calcolarore EDVAC.

L’Edvac è il prototipo dei moderni elaboratori: funzionava attraverso le istruzioni di un programma memorizzato all’interno della macchina, con il conseguente vantaggio che gli operatori non dovevano ad ogni cambio di lavoro modificare le impostazioni hardware.

Il computer, che entrò in attività nel 1952, diventa universalmente noto come "macchina di von Neumann". Basato su un programma memorizzato, rappresentò una significativa evoluzione del suo predecessore, l'Eniac, e alla sua concezione si ispirarono i successivi progetti di elaboratore: Seac, Edsac (fig.06), Ordvac, Swac, Illiac (dell'Università dell'Illinois), Maniac (dei laboratori di Los Alamos), ecc. Le esperienze acquisite con l'Eniac e con l'Edvac, contemporaneamente ai progressi dell'elettronica permisero la realizzazione di modelli in serie sempre più perfezionati.

fig.06 - Il calcolarore EDSAC.

A parte il rapporto prezzo/prestazioni, tra i fattori che hanno spinto la domanda di elaboratori vi sono stati sicuramente l'aumento del costo del lavoro e la crescita delle attività della pubblica amministrazione. Con un carico amministrativo molto pesante, tipico delle agende sociali, servivano nuovi strumenti di gestione e si resero essenziali i calcolatori. L'informatica gestionale era ben lontana dalla perfezione, ma rendeva bene se si avevano operazioni semplici da ripetere moltissime volte: un lavoro adatto agli uffici della pubblica amministrazione.

Il primo computer commerciale negli Stati Uniti, l’Univac-1 (fig.07), fu installato dalla Remington Rand nel giugno 1951 nel U.S. Census Bureau (Ufficio del Censimento) e segnò l'inizio dell'informatica gestionale. L'elaboratore divenne famoso per aver conteggiato le preferenze per le presidenziali del 1952-1953, prevedendo correttamente, attraverso particolari calcoli, la vittoria di D. D. Eisenhower.

fig.07 - Il calcolarore UNIVAC-1.

L'UNIVAC aveva come punto di forza la propria capacità di I/O, essendo stato progettato esclusivamente per l'elaborazione dei dati, in special modo per applicazioni come quelle dell'Ufficio del Censimento. Per questo, la EMCC (Eckert-Mauchly Computer Corporation) aveva realizzato un nastro magnetico che poteva portare all'elaboratore 40000 bit al secondo.

Durante gli anni Cinquanta, esercito e marina erano i principali utenti dei nuovi calcolatori, ma l'aviazione fece i più importanti passi avanti: nel 1951, l'Air Force acquistò il secondo Univac I, nel 1958 attivò alla base McGuire nel New Jersey il sistema di difesa aerea Sage. La Sage, dalle iniziali di Semi-Automatic Ground Environment (fig.08), fu il sistema adottato da 24 centri nordamericani dal 1958 al 1983 per controllare lo spazio aereo statunitense.

fig.08 - La Sage (Semi-Automatic Ground Environment).

L’aviazione militare riceveva nei computer del Sage le informazioni circa la posizione di tutti gli aerei in volo sugli Stati Uniti. Il sistema era basato sul più grande computer mai costruito, il An/Fsq-7: un mostro da 175 tonnellate. Il sistema Sage mostra il ruolo fondamentale avuto dal governo americano come utente ma soprattutto come stimolo per la nuova tecnologia. In particolare, l'agenzia governativa ARPA (Advanced Research Projects Agency), oggi diventata DARPA, finanziò e incoraggiò lo sviluppo dell'informatica avanzata.

Parallelamente al settore pubblico, si videro le prime grandi applicazioni gestionali negli anni Cinquanta nei settori assicurativo e finanziario, per tenere il passo di un crescente volume di transazioni. Fra le prime, la Bank of America installò nel 1955 il sistema Erma di registrazione contabile elettronica. Intorno al 1954, i calcolatori IBM e Univac cominciarono ad entrare nelle grandi compagnie di assicurazioni.

Già nella prima generazione si fece uso della memorizzazione delle informazioni su nuclei di ferrite, si adottarono memorie ausiliarie quali nastri o dischi magnetici e sempre più importanza ebbe il concetto di programma, la serie di istruzioni che permettono il funzionamento dell’elaboratore e la realizzazione di determinati lavori, scritte nel linguaggio della macchina. La prima applicazione di successo, un programma per le paghe, fu sviluppato dalla General Electrics per l'Univac-I.

Nel 1957 esperti della IBM, dopo anni di studi, svilupparono un avanzato linguaggio simbolico di programmazione adatto soprattutto alla soluzione di problemi scientifici: il FORTRAN (abbreviazione di Formula Transistor). La prima versione di questo compilatore entrò nello stesso anno in servizio su un IBM 704.

fig.09 - Il manuale del compilatore FORTRAN per l'IBM 704 del 1956.