Il Calcolatore IAS

L'idea di base della macchina realizzata da Von Neumann (IAS) partiva dalla constatazione che programmare l'ENIAC (realizzato nel 1943 da Mauchley, con il contributo dello stesso Von Neumann) era lento e macchinoso, in quanto si dovevano collegare moltissimi cavi ed azionare circa 6000 interruttori.

L'inserimento dei dati nell’ENIAC risultava, quindi, essere un’operazione abbastanza lunga e laboriosa, così Von Neumann ed alcuni suoi colleghi cominciarono ad ipotizzare il concetto di programma memorizzato. Cioè che nella memoria potessero coesistere dati e programma, e che quest’ultimo potesse essere modificato utilizzando variabili già esistenti.

Il concetto di Von Neumann venne pubblicato nel 1945 attraverso la proposta di un nuovo calcolatore, l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer).

Princeton

Nel 1946 Von Neumann iniziò la realizzazione dell’EDVAC e, con esso, la realizzazione del concetto di programma memorizzato presso l’Istituto per gli Studi Avanzati di Princeton. Lo IAS rappresentò il prototipo di tutti i calcolatori successivi adatti ad ogni tipo di applicazione (general-purpose).

Gli elementi fondamentali che compongono lo IAS, sono:

• La memoria - composta da 4096 parole (word) da 40 bit ciscuna. Ogni locazione poteva contenere due istruzioni macchina da 20 bit ciascuna oppure un valore numerico intero relativo da 40 bit. Il formato dell'istruzone era semplice: 8 bit per il codice operativo e 12 bit per indirizzare l'operando in una delle 4096 locazioni di memoria disponibili.
• L'unità di controllo - dedicata ad interpretare ed eseguire le istruzioni contenute nella memoria.
• L'unità aritmetico-logica - costituita da un registro interno di 40 bit su cui effettuare operazioni combinate con il valore della locazione specificata dall'instruzione. Non era prevista l'aritmetica in virgola mobile che Von Neumann riteneva superflua in quanto qualsiasi matematico doveva essere in grado di normalizzare agevolmente in interi i valori da trattare.
• Le unità di Input ed Output - destinate allimmissione dei programmi, dei valori di ingresso e alla stampa dei risultati.

Lo IAS era dotato di 21 istruzioni divise nei seguenti gruppi:

• Trasferimento dei dati
• Salto incondizionato
• Salto condizionato
• Aritmetica
• Modifica dell’indirizzo

La struttura odierna dei moderni elaboratori è l’evoluzione del concetto formulato, nel lontano 1945, da Von Neumann.