Fatti e protagonisti
Nei corsi d'insegnamento dell'Istituto l'evoluzione dell'elettronica negli ultimi 25 anni
Parlare di ciò che è stato l'insegnamento dell'elettronica del nostro Istituto equivale parlare dell'evoluzione di questa branca della tecnica negli ultimi 25 anni. Infatti i cambiamenti apportati ai programmi in questo arco di tempo riproducono a grandi linee, naturalmente con ritardi e in modo assai imperfetto, l'evoluzione delle applicazioni elettroniche nell'industria e nella società civile. Prima degli anni sessanta si può affermare che l'elettronica trova un'applicazione di massa solo nelle comunicazioni, cioè telefonia, radio e televisione. È questa l'epoca in cui il componente fondamentale è la valvola termoionica, fragile, ingombrante ed ingorda d'energia elettrica. Il decennio che segue è contrassegnato dalla comparsa del transistor.Ma all'inizio di questo decennio l'istituto appare refrattario alle novità e i programmi sono sostanzialmente quelli che il Ministero aveva da poco elaborato. E d'altra parte è opportuno ricordare che il "Fermi" era ancora in una fase caratterizzata dalla ricerca di un suo equilibrio strutturale.
Il decennio che va dal '68 al '78 è caratterizzato dall'affermarsi pieno del Transistor, dei suoi derivati e del loro sviluppo, ovvero del "circuito integrato", che rappresenta un elemento sconvolgente nella evoluzione delle possibilità della tecnica elettronica.
Le applicazioni subiscono un'accelerazione impressionante e si insinuano in tutti gli aspetti dell'attività dell'uomo, produttiva e non, con implicazioni di carattere economico e sociale di grande portata.
Questa esplosione tecnologica a livello di consumo di massa ha le proprie origini nel decennio precedente: la nascita del transistor infatti è accompagnata dalla realizzazione dell'elaboratore numerico programmabile.
Il calcolatore costituisce il mercato ideale per il transistor e i circuiti integrati allo stato solido, che il transistor genera prontamente: un mercato molto più ampio di quello delle applicazioni tradizionali dell'elettronica nelle telecomunicazioni. La ragione è che i circuiti di elaborazione numerica richiedono un numero di componenti attivi molto grande in confronto ai sistemi di applicazione analogica, come la radio.
Il progresso che si è realizzato a partire da quegli anni è uno dei fenomeni più stupefacenti che si sono verificati nelle attività dell'uomo: ora un singolo circuito integrato su chip di un centimetro quadrato comprende più componenti della più complessa apparecchiatura che poteva essere realizzato nel 1950.
Nel 1964 G.F. Moore enunciò una "legge" che prevedeva i progressi futuri dei circuiti integrati: egli riteneva che, a parità di dimensioni, la loro complessità avrebbe continuato a raddoppiarsi ogni anno e oggi (1983) siamo di fronte a circuiti che contengono 218 = 262.144 componenti: la legge rimane valida e si ritiene che la tecnologia sia ancora lontana dai limiti imposti dalle leggi fisiche fondamentali.
Questa straordinaria evoluzione tecnologica ha anche determinato un andamento dei costi che è stato altrettanto sconvolgente e che ha rappresentato uno degli elementi essenziali alla diffusione di questa tecnologia: un esempio tipico è dato dai calcolatori tascabili il cui costo è diminuito negli ultimi 10 anni di un fattore 100. Se lo stesso fenomeno fosse applicabile in campo automobilistico un'auto del costo di 10 milioni dovrebbe costare 100.000 lire!
Il "Fermi" che fa in questi anni? Si potrebbe dire che il decennio rappresenta la fase della crisi e della ricerca di una nuova identità. Sul piano dei programmi avvengono alcuni cambiamenti che rappresentano un riflesso, seppur pallido, dell'evoluzione esterna: un modo diverso di legare l'attività dei laboratori al disegno e alle materie teoriche; l'abbandono dello studio dei servomeccanismi e dei loro fondamenti matematici a favore delle reti logiche, prima solo combinatorie e poi anche sequenziali; l'abbandono totale dello studio delle valvole a favore del transistor.
Gli anni successivi al '78 vedono dapprima nascere poi consolidarsi un nuovo progetto che sostanzialmente ruota attorno all'uso dei circuiti logici programmabili (microprocessori) che in definitiva rappresentano l'idea guida dello sviluppo recente e futuro delle applicazioni elettroniche. Gli elaboratori elettronici non sono più le grosse macchine dei centri di elaborazione dati di alcuni anni fa. La miniaturizzazione sempre più spinta e i costi degli integrati sempre più bassi rendono possibile ed economicamente conveniente l'uso di elaboratori che occupano dimensioni minime, le dimensioni di una scatola di cerini o di un pacchetto di sigarette (o, se necessario, anche meno).
Attualmente tutti i motori ad iniezione sono controllati da elaboratori di questo tipo; le macchine fotografiche automatiche, le macchine da scrivere elettroniche (da non confondersi con le macchine di "word processing" che sono ad un livello più elevato), molti elettrodomestici e i televisori di recente costruzione (a sintesi di frequenza e memorizzazione delle stazioni) utilizzano ampiamente queste tecnologie.
E quindi chiaro che un corso di elettronica industriale deve soprattutto preoccuparsi di preparare gli studenti all'uso di queste apparecchiature, il che significa saper trasformare le informazioni inerenti al funzionamento della macchina che si vuole controllare in segnali utili al microprocessore, saper programmare lo stesso, e infine saper trasformare il risultato delle elaborazioni in ordini che regolino la macchina controllata.
I cambiamenti apportati ai programmi possono pertanto essere così riassunti: all'inizio della specializzazione (3° anno) si affronta lo studio della programmazione con linguaggi standard e si anticipa lo studio dei componenti fondamentali a semiconduttori.
Nel quarto anno l'attenzione viene spostata sull'utilizzo di blocchi funzionali, mentre in precedenza tutta l'attenzione era concentrata sull'analisi e sul progetto dei circuiti interni dei blocchi. I blocchi funzionali riguarderanno sia la parte analogica che la parte digitale (reti logiche combinatorie).
Nell'ultimo anno di corso l'obiettivo è quello di completare lo studio delle reti logiche più complesse (sequenziali e programmabili) e delle reti che connettono il microprocessore con l'esterno.
Prof. Mario Bergami
