4.1.1. Prologue

Per la storia dell'informatica, Cambridge e' uno di quei posti mitici, di quei nomi evocativi di glorioso passato e di epiche sfide tecniche e tecnologiche. Insieme a Manchester, Cambridge fu la citta' che segno' piu' di ogni altra la storia dell'information technology nel Regno Unito.

Maurice Wilkes fu a capo del computer laboratory della facolta' di matematica dell'Universita' di Cambridge gia' dal 1945, anno di fondazione del laboratorio. Nel 1946 un suo stretto collaboratore, Leslie Comrie si reco' negli Stati Uniti riportando a Cambridge una copia del famoso scritto di Von Neumann "First Draft of a Report on the EDVAC". Fu proprio il lavoro di Von Neumann riguardo il progetto EDVAC che convinsero lo stesso Wilkes a recarsi presso l'Universita' della Pennsilvania per un seminario estivo nel 1946 sulle tecniche di progettazione di computers elettronici. Il professore inglese riusci a mettersi in contatto col gruppo che stava lavorando ad EDVAC, oltre che ad Howard Aiken, John Mauchly e Presper Eckert.

Ritorno' a Cambridge nell'Ottobre del 1946 e partecipo' al progetto EDSAC, assieme ai tecnici Steward, Renwick, Barton e il programmatore Wheeler. EDSAC, il secondo computer britannico, divenne operativo nel giugno del 1949. Nel frattempo il progetto ottenne finanziamenti concreti da parte della Lyons & Co. Ltd., un teashop londinese che aveva deciso di dotarsi di tecnologia avanzata per l'amministrazione della propria attivita'. Questo pionieristico interesse culmino' poi, pochi anni dopo, nella costituzione di LEO Ltd. la divisione elettronica della Lyons. La collaborazione con il teashop londinese creo' un precedente importante nella storia dell'Universita' di Cambridge e dell'It inglese in generale. Furono diversi i casi in cui aziende private finanziarono progetti universitari nel campo dell'information e communication technology (a tutt'oggi l'Universita' di Cambridge riceve finanziamenti da parte di aziende del calibro di Microsoft e ARM Ltd. ): e', tra gli altri, il caso di Ferranti Ltd. che sponsorizzo' EDSAC2, avanzato successore di EDSAC, e il cui progettista capo fu proprio Wilkes.

Maurice Wilkes era ancora direttore del Laboratorio di informatica a Cambridge alla fine degli anni '70, periodo in cui Clive Sinclair fondo' la Cambridge Computers e lancio' sul mercato un computer in kit (MK14). Tra i progettisti del primo home computer britannico vi era un certo Chris Curry, studente all'Universita' di Cambridge ed amico personale di Sinclair. Egli era un giovane elettronico molto promettente ed aveva in testa una idea: costruire un computer tutto suo, e mettersi in diretta competizione col suo ex-mentore, Clive Sinclair.

Due amici decisero di rischiare l'impresa assieme a Curry. Hermann Hauser era uno studente austriaco di Fisica all'universita' di Cambridge, con un'ottima conoscenza elettronica e buon senso degli affari; Roger Wilson (ora Sophie Wilson) era anch'egli studente a Cambridge, ma di computer science, ed aveva gia' in curriculum la progettazione di un microcontroller per la gestione computerizzata di mangiatoie per bovini. Proprio a quest'ultimo Chris Curry propose, nell'estate del 1978, pochi mesi dopo l'uscita di MK14, di costruire un prototipo per un computer da vendersi in kit, esattamente come il prodotto della Cambridge Computers. Roger Wilson perfeziono' la board alla quale stava lavorando per un progetto universitario e, verso la fine dell'estate, un ancora grezzo circuito stampato popolato da qualche integrato e da una CPU 6502 emetteva i suoi primi bip ...

4.1.2. Episode I, atomic theory and practice

L'Acorn System-1 venne infine commercializzato nel 1979. La macchina disponeva di un piccolo display a cristalli liquidi in grado di visualizzare 8 caratteri numerici o alfanumerici. Sulla schedina eurocard che costituiva il computer vero e proprio erano saldati 256 byte di RAM oltre che una interfaccia per collegare un registratore a cassette. La differenza ed i vantaggi rispetto ad analoghe macchine su single board vendute in kit disponibili all'epoca era proprio nella possibilita' di interfacciare il piccolo Acorn con periferiche esterne. Inoltre, la natura aperta dell'architettura di System-1 rese possibile l'introduzione, sempre nell'anno 1979, di macchine sostanzialmente formate da piu' moduli System-1 in rack (il caso, ad esempio, dell'Acorn System-5). E tuttavia il System-1 puo' essere considerata macchina di passaggio, se si pensa a alla sua naturale evoluzione, l'Acorn Atom.

L'Atom e' macchina decisamente all'avanguardia nel 1980. Disegnata intorno al solito 6502, Atom e' custodito in un vero case di plastica e la tastiera, contrariamente al rivale Sinclair ZX80, ha la tipica corsa da macchina da scrivere. L'expansion bus Acorn, sulla scia dell'omologo presente sul System-5, consente di connettere sul retro dell'apparecchio un dispositivo di rete Econet o un floppy disk drive. Il Basic, su ROM, e' una evoluzione di quello presente come opzione nel System-1, ed e' una versione non standard in matematica intera (su ROM era diponibile una estensione per computare espressioni in virgola mobile). Fu introdotta anche una versione completa del COS, Cassette Operating System, un vero e proprio piccolo sistema operativo su ROM in grado di maneggiare i files registrati su nastro magnetico; il COS sara' la base degli sviluppi futuri dei sistemi operativi della ghianda, RISCOS compreso! Per molti aspetti, sia tecnici che ergonomici, Atom rappresento' davvero il biglietto da visita di Acorn Computers nel mercato informatico non solamente britannico. Atom venne importato anche in Italia (e MCMicrocomputer ne fece una lusinghiera recensione sul numero 11 del 1982) come in altri paesi europei, e contribui', in maniera determinante, a rendere popolare il marchio di Cambridge.

Tanto popolare che la British Broadcast Corporation penso' bene di invitare Acorn Computers a concorrere per la gara d'appalto per la realizzazione del computer alla base dell'ambizioso progetto Computer Literacy, il BBC Microcomputer.

4.1.3. Episode II, the beeb project

Dopo il successo di Atom, per Acorn era arrivato il momento di una scelta. L'azienda era ormai conosciuta, anche oltremanica ed era quindi giunto il momento di consolidare la propria posizione introducendo il successore dell'Atom. Inizialmente in Acorn pensarono di progettare una nuova macchina basata sul nuovo processore motorola, il 68000. Tuttavia il patron Chris Curry, era scettico riguardo questa ipotesi, pensando di saltare la generazione a 16 bit per costruire in futuro una macchina full 32 bit. Si trattava, dunque, di sfruttare, al momento, quanto piu' possibile il processore 6502, peraltro abbondantemente utilizzato anche dalla concorrenza nella fascia home computer. Il sogno di Curry, pero', era quello di andar oltre la limitata prospettiva del mercato home, e quindi non ripetere la storia di Clive Sinclair che, a detta di Curry, aveva troppo legato il proprio brand ad un solo settore di mercato, seppur in espansione, come quello domestico. Acorn avrebbe dovuto espandersi e tentare di concorrere, invece, anche nel business computing. Tutti questi pensieri, tuttavia, vennero completamente resi inattuali dalla svolta del 1981.

Gia' dalla fine del 1980, infatti, l'area educational della British Broadcasting Corporation (BBC) decise di iniziare un ambizioso progetto chiamato "computer literacy project", progetto di alfabetizzazione informatica. Negli intenti del coordinatore del progetto John Radcliffe, esso doveva porre le prime basi di una alfabetizzazione informatica quanto piu' possibile completa ed estesa anche ai profani assoluti. Lo scopo si sarebbe dovuto ottenere con gli sforzi congiunti della BBC, del governo britannico, delle strutture di consulenza informatica sul territorio, e di numerosi volontari. Il progetto constava di alcuni essenziali elementi: cicli di trasmissioni messi in onda dalla BBC stessa, una serie di libri di supporto e di approfondimento alle lezioni televisive, e, ovviamente, un computer costruito ad hoc per consentire un approccio pratico da parte degli studenti.

Furono stilate delle specifiche minime in base alle quali sarebbe stata scelta la piattaforma hardware/software del BBC Microcomputer. Esse prevedevano, oltre alla semplicita' d'uso, la disponibilita' di interfacce verso memorie di massa(sia cassette che floppy disk), una buona dotazione di memoria, un basic moderno e strutturato, capacita' grafiche avanzate, connettivita' col sistema Teletext (in Italia, Televideo) con possibilita' di download di apposito telesoftware: il tutto ovviamente per un costo contenuto e popolare. Alla gara d'appalto vennero invitate sette aziende informatiche britanniche, tra cui Newbury Labs, Sinclair e, ovviamente Acorn.

Naturalmente, nel 1981, Curry non aveva ancora nulla di pronto a soddisfare le richieste della BBC: tuttavia l'impresa meritava ogni sforzo. Roger Wilson, in meno di una settimana, fu in grado di progettare una macchina in grado di ottemperare alle richieste del network di stato britannico. Nel giro di una giornata venne assemblato un prototipo della nuova macchina, nome in codice, Proton. Proton fu presentato in tempo utile alla commissione giudicante della BBC, con a capo Richard Russell, e, contrariamente ad ogni previsione, Acorn Computers riusci' ad aggiudicarsi l'appalto. Di Proton venne apprezzata, in primis, la grande espandibilita' e modularita', da sempre caratteristiche di ogni produzione di casa Acorn. Congiuntamente alla commissione tecnica della BBC, venne codificato il BBC Basic e, a natale del 1981, vennero accettate le prime ordinazioni del nuovo computer.

Il primo modello, tuttavia, soffriva di eccessivi difetti di gioventu' e venne, gia' nel corso del 1982, sostituito dal BBC Micro Model B, il "beeb" per gli utenti inglesi. La macchina era costruita con i criteri gia' visti per il suo progenitore, l'Atom. Il BBC presentava una tastiera robusta e funzionale, in un case altrettanto massiccio. L'expansion port venne riprogettata per poter interfacciare il BBC al teletext, opzione realmente rivoluzionaria per l'epoca. Venne mantenuta la possibilita' di operare in Econet, la rete locale della Ghianda, e venne potenziato il COS per lavorare egregiamente con ADFS, Acorn Disk File System. Il BASIC, scritto rispettando le specifiche della BBC, fu probabilmente il miglior interpete basic di tutti i tempi. Formalizzato e strutturato, era piu' simile ad un Pascal che ad un basic come si era abituati a vedere sui Microcomputer dell'epoca, pur mantenendo la caratteristica semplicita' d'uso del linguaggio. Inutile ricordare che la macchina ebbe un successo enorme, superiore alle aspettative di Curry, e consenti' ad Acorn di ottenere una posizione pseudo monopolistica nel florido mercato britannico dell'edutainment oltre che di una diffusione comparabile solo a quella dello Spectrum Sinclair nel Regno Unito. L'allievo si accingeva a superare il maestro ...

4.1.4. Episode IV, the RISC power

Il primo approccio di Acorn computers nei confronti della tecnologia RISC risale al 1982. Proprio nell'anno in cui verrà presentato l'Electron in Inghilterra, Acorn lavora alacremente per offrire ad una utenza di tipo aziendale e professionale, un'espansione che sfrutti la particolarissima interfaccia Tube del BBC, al fine di poter implementare una soluzione RISC a 32 bit su una macchina che come CPU propone un processore a 8 bit (il 6502).

In un'intervista rilasciata a Practical Computer, Chris Curry, uno dei fondatori di Acorn computers e all'epoca CEO dell'azienda, dichiara la necessità, da parte dell'azienda di Cambridge di offrire un sistema professionale, in grado di funzionare con un sistema operativo aperto (e cioè UNIX) e con una potenza di calcolo superiore all'allora nuovo processore 68000 di Motorola. Curry crede nella filosofia RISC e decide di adottare il National Semiconductor 16032. Il progetto, denominato Gluon, altro non è che un'espansione del buon vecchio BBC, che include l'affiancamento, tramite interfaccia Tube, del RISC a 32 bit al 6502 saldato sulla motherboard.

Nonostante il valore tecnico di queste ricerche (occorreva, di fatto, far convivere una architettura hardware strutturata per funzionare con un processore a 8 bit, con un processore in grado di utilizzare registri interni a 32 bit e un indirizzamento memoria a 16 bit) Gluon non ebbe grande successo, nemmeno nel Regno Unito. Tuttavia, per Acorn rimaneva di rilevante importanza proporsi come azienda in grado di offrire soluzioni a 360 gradi: dall'utenza domestica ed educational (BBC ed Electron), all'hobbista (con l'ancora prodotto Atom, fornito anche in scatola di montaggio e con lo schema elettronico), fino all'utenza professionale ed aziendale (BBC con disco fisso winchester e rete Econet). Nei primi anni '80, tuttavia, crebbe l'interesse dell'industria informatica nei confronti di UNIX. Non c'era azienda che non avesse un qualche progetto tecnico concernente lo sviluppo di hardware (e software) atto a funzionare con UNIX.

Acorn non fece eccezione: occorreva quanto prima proporre ai propri utenti un sistema professionale basato su processore RISC in grado di far girare anche UNIX. Il coraggio dell'azienda di Cambridge fu di concepire e costruire un processore atto allo scopo, in proprio. Nacque l'ARM 1, ancora una volta come estensione da implementare sul BBC tramite interfaccia Tube. Siamo nel 1985 e il pacchetto di maggioranza di Acorn computers, a seguito di problemi finanziari, passa nelle mani di Olivetti. L'azienda italiana è interessata all'acquisizione di una azienda tradizionalmente legata all'Università di Cambridge( la cui facoltà di informatica è tra le più rinomate al mondo, fin dai tempi dell'EDSAC e del preside di facoltà Wilkes). Molti di voi, probabilmente, hanno avuto modo, ad esempio, di utilizzare il programma VNC, sviluppato dai laboratori Olivetti di Cambridge: la presenza di Olivetti sul suolo britannico fu rafforzata proprio dal matrimonio con Acorn computers.

Grazie al riassetto finanziario, Acorn fu in grado di procedere nella ricerca sul processore ARM (Acorn Risc Machine) e nello sviluppo di una macchina costruita attorno a questa CPU. Nel 1987 venne presentato Archimedes, il personal computer RISC più potente del mondo. La CPU di Archimedes è l'ARM 2, evoluzione di ARM 1, CPU RISC costituita da meno di 25000 transistor. Caratterizzato dalle ridotte dimensioni e, naturalmente, dalla bassissima dispersione di calore, ARM fu progettato spingendo al massimo il concetto di RISC. Quasi tutte le poche istruzioni occupano un solo ciclo di CPU e quindi, essendo la macchina cloccata ad 8 Mhz, ARM raggiunge una velocità nominale di quasi 8 MIPS. In realtà, la velocità effettiva dei primi modelli (la serie 300 e 400) è di circa 6 MIPS, comunque valore stupefacente per una macchina dal costo di poco più di 1000 dollari.

I registri di ARM sono 27, di cui 16 effettivamente utilizzabili dall'utente. Si tratta di registri a 32 bit numerati da R0 a R15 (quest'ultimo corrisponde al Program Counter e l'R13 è lo stack pointer; l'R14 è usato come registro di subroutine (nelle prossime puntate si chiarirà la funzionalità di R14). Il bus di indirizzamento è a 26 bit e quindi ne consegue che ARM2 è in grado di indirizzare fino a 64 mega di RAM.

Il processore può operare in 4 modalità differenti :

• User Mode, normalmente utilizzata dalle applicazioni

• IRQ Mode, per gestire richieste di interrupt

• Fast IRQ Mode, come sopra, ma per la gestione di canali di comunicazione ad alta velocità

• SVC Mode, o modo supervisore, usato per gestire gli interrupt software (SWI), ovvero le chiamate del sistema operativo RISCOS

• il VIDC, che si occupa della gestione del subset audio e video

• il IOC, il controller degli eventi di input/output

• il MEMC, il gestore della memoria di Archimedes, oltre che interfaccia tra IOC e VIDC con la CPU ARM