Il calcolatore: servo o padrone?
UN ANEDDOTO sui calcolatori elettronici, che fa ridere molti e rabbrividire altri, dice più o meno così: Varie grandi nazioni si accordano per unire insieme i loro calcolatori più avanzati così da essere assistite nella soluzione dei propri problemi. I supporti contenenti enormi quantità di informazioni sono collegati alla potente unità centrale. Quindi, per verificarne la configurazione, viene proposta al sistema questa domanda definitiva: “ESISTE DIO?”
I nastri girano e le luci degli indicatori lampeggiano mentre i più sofisticati circuiti mai escogitati esaminano enormi banche di dati, assimilando ed analizzando i fatti che possono portare alla soluzione del problema. Dopo alcuni minuti, cessano tutte le attività, ad eccezione di una raffica sulla stampante, risultato finale di miliardi di decisioni logiche. Davanti agli occhi spaventati dell’uditorio ammutolito compare questa risposta concisa: “ORA C’È!”
La reazione individuale a questo aneddoto dipende molto dal punto di vista dell’osservatore, un po’ come nel caso della bellezza. La vostra personale esperienza con i calcolatori può lasciarvi con una profonda ammirazione per le loro capacità. Oppure, all’altro estremo, potete reagire con disappunto misto a timore.
Per alcuni, il calcolatore è il genio meccanico che può istantaneamente confermare a una persona l’avvenuta prenotazione per un viaggio di 16.000 chilometri, che può assistere un avvocato nella ricerca di dati pertinenti a un caso difficile e che, nei suoi momenti di relax, diventa un formidabile avversario di gioco. Per altri, il calcolatore è invece una macchina ottusa e incline a sbagliare, che altera il loro estratto conto bancario, li importuna con una fattura da tempo pagata e accumula nella sua “memoria” un’informazione diffamatoria sul loro conto, pronta a esser letta dal resto del mondo alla semplice pressione di un bottone.
Voi come vedete il calcolatore? Vi piacerebbe dare un’occhiata più da vicino a questa meraviglia elettronica dalle molte sfaccettature?
Perché è stato costruito?
Dal punto di vista storico, l’uomo ha cercato di sviluppare la propria capacità di velocizzare o eliminare i lavori noiosi. Da tempo, molte occupazioni fisiche — lavorare la terra, spostarsi da un luogo all’altro, fabbricare — sono state facilitate dall’impiego di ausili meccanici. Ma i processi mentali, anche se monotoni, furono per lungo tempo considerati al di là di ogni possibile automazione.
Prendiamo, ad esempio, il fabbricante che ha bisogno di totalizzare una colonna di cifre per arrivare al suo inventario aggiornato. In origine era un procedimento completamente mentale. In seguito, con l’avvento della macchina addizionatrice e delle moderne calcolatrici, l’inventario progressivo fu automatizzato sebbene l’immissione dei dati rimanesse manuale. I movimenti fisici dell’operatore divennero la parte più lenta del procedimento. Noia e trascuratezza aggravavano ulteriormente l’operazione.
Poteva una macchina essere strutturata così da “leggere” i numeri, produrre l’effetto di quando si premono i tasti numerici, determinare se effettuare una somma o una sottrazione e quindi stampare il totale? Certamente! I dati, immessi tramite schede perforate o nastro magnetico, oppure esaminati direttamente da un documento originale tramite un lettore ottico, potevano essere immessi direttamente in un calcolatore. Ma come avrebbe saputo una macchina cosa farsene?
Il concetto di programma memorizzato fu la risposta. Mentre la macchina addizionatrice o la calcolatrice potevano fare solo una o due operazioni a ogni tasto premuto, un calcolatore con un programma memorizzato, cioè una “memoria”, poteva avere una serie di istruzioni che lo dirigessero in molte scelte indipendenti, a seconda dell’analisi effettuata sui dati immessi. Man mano che la capacità e la velocità della sua memoria crescevano, le possibilità divenivano strabilianti.
Applicazioni sempre più vaste
Potete immaginarvi nei panni di un industriale che considera il potenziale di un calcolatore? Potreste ragionare così: ‘Se la macchina può sommare la nostra produzione e sottrarre quello che vendiamo, perché non facciamo in modo che tenga un’evidenza del nostro inventario e “ci dica” quando va sotto scorta? Anzi, meglio ancora, facciamoci dire quando scendiamo sotto le 200 unità negli articoli più movimentati e sotto le 20 in quelli meno movimentati. Ma un momento! Noi abbiamo periodi di punta in certe stagioni dell’anno. Forniamogli la storia delle vendite dell’anno scorso e facciamoci dire la previsione ogni settimana. Conosciamo ciò di cui ebbe bisogno l’anno scorso ogni filiale della nostra compagnia. Con tale informazione questa macchina potrebbe automaticamente coordinare le spedizioni degli stessi materiali per quest’anno. Potrebbe “leggere” un’ordinazione, scinderla nelle varie componenti, e dirci quando iniziare la produzione per la consegna in tempo? Potrebbe . . .?’
Naturalmente potrebbe. E il calcolatore sta facendo questo e molto di più per molte ditte d’oggi. Il potenziale è limitato soltanto dal tempo a disposizione, dalla potenza e dalla configurazione del sistema, oltre che dall’immaginazione e dalla versatilità dell’utente.
Sempre più veloce
Per illustrare la capacità dei moderni calcolatori, immaginatevi un impiegato alle prese con il problema di totalizzare 100.000 numeri di sette cifre. Battendo a macchina a un solo spazio su un normale foglio di cartoleria 10 colonne per pagina, questi numeri riempirebbero circa 150 pagine. Usando una calcolatrice, battendo sette cifre e premendo il comando di addizione una volta al secondo, il pover’uomo impiegherebbe almeno 28 ore. Che scoraggiamento se un calcolatore cominciasse contemporaneamente lo stesso lavoro! Prima che l’impiegato prema il tasto di addizione per il primo numero, il calcolatore starebbe già stampando la risposta!
Il veloce elaboratore lavorerà come ogni macchina, senza stancarsi o annoiarsi, e con sorprendente accuratezza, se programmato come si deve. Ma che dire dei costi? Ebbene, mentre all’inizio degli anni cinquanta l’elaborazione costava $1,26 (1.115 lire) per 100.000 operazioni, oggi per lo stesso lavoro il costo è inferiore a un cent (8,85 lire). Le nuove memorie a “bolle magnetiche” consentono una riduzione di migliaia di volte nelle dimensioni dei banchi di memoria per calcolatori, e i tecnici racchiudono un completo blocco di memoria su un pezzetto di metallo di mezzo centimetro circa.
Vi spaventa tutto ciò? Vi sentite come quel ricercatore il quale concluse che nel giro di pochi secoli dovremo solo sperare che i calcolatori vogliano tenerci come loro animali domestici? I calcolatori diventeranno i nostri padroni? Nel cercare una risposta, è certamente il tempo di considerare le loro limitazioni.
Limitazioni dei calcolatori elettronici
Per quanto timore incutano le sue capacità, il calcolatore rimane tuttavia una macchina. Appropriatamente, l’Encyclopædia Britannica afferma: “Il calcolatore non può esercitare giudizio o buon senso, e deve essere meticolosamente programmato su come affrontare ogni circostanza”. Sì, il programmatore deve apportare immaginazione ed abilità mentale nella stesura delle istruzioni che governano l’elaborazione. Il calcolatore, come qualsiasi altra macchina, non può fare altro che seguire né più né meno la strada preventivamente tracciata per lui dal programmatore. Esso può determinare (se programmato per farlo) quando una particolare istruzione è sbagliata rispetto alle regole del linguaggio di programmazione. Ma non può determinare se l’istruzione è giusta o sbagliata dal punto di vista logico, cioè per raggiungere il risultato desiderato.
La parte preponderante del lavoro di un programmatore è chiamata “debugging”, cioè il trovare ed eliminare le “bugs” o errori logici non percepibili dal calcolatore. Ciò si fa provando il programma con dati opportunamente preparati e confrontando il risultato ottenuto con quello predeterminato. In tal modo potete vedere che la totale dipendenza del calcolatore dal programmatore è conseguenza del fatto che tale macchina è completamente priva di giudizio. Questa meraviglia elettronica è, come si espresse appropriatamente un istruttore di programmazione, un “velocissimo idiota”!
Il calcolatore seguirà ciecamente le istruzioni, non avendo una coscienza che si turbi se fa qualcosa di male. Perciò, un programmatore potrebbe far sì che un calcolatore sia “influenzato”, così da variarne l’azione in base a certe combinazioni di lettere nel nome o nel cognome dei candidati. È anche aperta la porta a un programmatore senza scrupoli che voglia manovrare il calcolatore a suo personale beneficio. Il Times di New York del 3 luglio 1977 riferiva che i reati commessi con l’ausilio del calcolatore sono ora stimati in 300 milioni di dollari all’anno, essendo il reato medio di 500.000 dollari!
È chiaro che un calcolatore non può fare cose maggiori o migliori dell’uomo; può soltanto fare certe cose più velocemente. Fatto interessante, la rivista Natural History rilevava quanto segue sul confronto tra uomo e calcolatore: “In base alla grandezza degli odierni calcolatori, una macchina che avesse le capacità mnemoniche di un cervello umano consumerebbe energia elettrica al ritmo di un miliardo di watt — metà di quella prodotta dalla Grand Coulee Dam — e occuperebbe la maggior parte dello spazio dell’Empire State Building. Il suo costo si aggirerebbe sui 10 miliardi di dollari. La macchina sarebbe una prodigiosa intelligenza artificiale, ma sarebbe solo una goffa imitazione del cervello umano”. Questo periodico diceva pure: “Sotto quasi ogni aspetto, i più potenti cervelli elettronici del mondo sono disperatamente inadeguati in paragone con [i circa 2.800 cc] di materia grigia che si trovano nel cranio umano”.
A differenza dell’uomo, il calcolatore non consente nessun allontanamento, per quanto minimo, da ciò per cui è programmato. Vorreste capirlo meglio? Ebbene, per chiarire le cose, basterà un semplice programma di calcolatore.
Il programma del calcolatore
Il programma provvede al calcolatore tutte le istruzioni relative ai dati in entrata, alle regole elaborative e al formato dei dati che saranno prodotti. Ritornando al nostro esempio di quell’industriale, scriviamo ora una porzione del programma di aggiornamento dell’inventario dopo una giornata di produzione e di vendite. Il linguaggio di programmazione utilizzato è il COBOL (Common Business Oriented Language, cioè Linguaggio Orientato alle Procedure Amministrative Correnti). I dati si presenteranno come segue:
OPERAZIONI
00012MADE0120
00150MADE0032
00201MADE0088
00201SOLD0035
00208MADE1134
00301MADE0078
00301SOLD0012
00404MADE1234
VECCHIO FILE INVENTARIO (DI IERI)
00012RUBBER GASKET 00700150
00150METAL HINGE 01201200
00201BRASS DOOR KNOB00320030
002081 IN WOOD SCREW00980500
00301WINDOW MOLDING 04300090
00404SIX PENNY NAIL 15600999
I dati precedenti potrebbero essere definiti a programma così: (Notare che ogni X o 9 rappresenta un carattere dei dati):
01 TRANSACTION-CARD. 01 MASTER-INVENTORY-RECORD.
05 TRANS-STOCK-NUMBER PIC XXXXX. 05 STOCK-NUMBER PIC XXXXX.
05 SOLD-OR-MADE PIC XXXX. 05 STOCK-NAME PIC X(15).
05 UNIT-COUNT PIC 9999. 05 UNITS-ON-HAND PIC 99999.
05 MINIMUM-UNITS PIC 999.
Dopo aver ricercato per ogni operazione il corrispondente record inventario, le successive istruzioni COBOL saranno:
IF SOLD-OR-MADE IS EQUAL TO ‘MADE’
ADD UNIT-COUNT TO UNITS-ON-HAND.
IF SOLD-OR-MADE IS EQUAL TO ‘SOLD’
SUBTRACT UNIT-COUNT FROM UNITS-ON-HAND.
Il nuovo file inventario, dopo l’aggiornamento, sarà:
00012RUBBER GASKET 00820150
00150METAL HINGE 01233200
00201BRASS DOOR KNOB00373030
002081 IN WOOD SCREW02114500
00301WINDOW MOLDING 04366090
00404SIX PENNY NAIL 16834999
Il calcolatore non può ancora eseguire il programma così scritto, ma deve prima convertirlo in un linguaggio comprensibile alla macchina, e fa questo per mezzo di uno speciale programma chiamato “compilatore”. Un programma può usare le parole “STOCK-NUMBER” e “UNIT-COUNT”, ma esse non significano assolutamente nulla per la macchina. Essa le usa solo per collegare i passi elaborativi con specifiche aree di memorizzazione dei dati. I nomi “GIOVANNI” e “MARIA” potrebbero sostituire quelle parole senza che cambi il programma e il conseguente linguaggio macchina. Il COBOL è un linguaggio orientato verso il lettore.
Problemi potenziali
Mentre il precedente programma è al lavoro, ci sono molte fonti di errore ancora non previste. Cosa accadrebbe se una scheda fosse perforata con “SOLO” invece di “SOLD”? E se il numero fosse spostato a destra di una posizione? Oppure se il campo del numero contenesse “12X4” invece di “1234”? Il nostro puntiglioso amico, il calcolatore, sarebbe davvero perduto. Inoltre, cosa accadrebbe se, per errore o di fatto, la giacenza totalizzata nel campo UNITS-ON-HAND dell’inventario superasse le 99.999 unità, oppure se le cifre fossero riportate esatte ma con tre giorni di ritardo? Buoni risultati non possono ottenersi senza dei buoni dati. Nell’ambiente dei calcolatori, questo concetto si riassume con l’espressione “se immetti rifiuti, otterrai rifiuti”.
Il programmatore deve scervellarsi per pensare a tutti i possibili errori e usare perseveranza nel prendere precauzioni per ciascuno d’essi. Il Mythical Man-Month lo descrive così: “Ideare grandi concetti è divertente; spidocchiare errori quasi insignificanti è un vero lavoro. A ogni attività creativa si accompagnano tristi ore di noioso lavoro accurato, e la programmazione non è un’eccezione”. Nonostante i migliori sforzi del programmatore, il prodotto di ogni elaborazione deve ancora subire la verifica dell’uomo e le correzioni, se necessario. Né il calcolatore né il programmatore sono infallibili.
Giusta veduta dei calcolatori
Il calcolatore elettronico, con le sue vaste capacità in velocità e precisione, è un ottimo servo al comando dell’uomo. Giustamente regolato, può sollevarlo in gran parte dalla noia e dalla frustrazione che accompagnano i lavori monotoni. Rende l’uomo libero di impegnare a fondo le sue facoltà mentali. Ma le qualità umane di empatia, compassione, iniziativa, perspicacia e immaginazione non si possono programmare in una macchina. L’uomo, padrone della macchina, deve regolarla, verificarne il lavoro e riaggiustarne le azioni secondo le necessità.
Il calcolatore elettronico è una macchina che può eseguire straordinari lavori tecnici. Tuttavia, è sempre un’estensione dell’opera di Dio, non un miglioramento d’essa. Il calcolatore è una macchina, che l’uomo non deve né temere né riverire, ma usare per sollevarsi da certi pesi e per avere la libertà di godere più pienamente la gioia di vivere.