Biografie

Profilo scientifico: i primi anni pisani

F. Denoth e E. Rigobon

Gerace giunse a Pisa nel 1955 e dimostro` immediatamente il suo orientamento verso la ricerca, rinunciando ad una posizione gia` acquisita nell'industria, per entrare come borsista nel gruppo che intraprendeva l'avventura di progettare e costruire quella che sarebbe divenuta la prima calcolatrice elettronica italiana (CEP) per uso scientifico.

Entrava cosi` a far parte del Centro Studi Calcolatrici Elettroniche (CSCE) presso l'Universita` di Pisa, divenuto poi, nel 1962, Istituto di Elaborazione dell'Informazione del CNR (IEI).

Nel 1956, quando su di lui in gran parte gia` pesava la responsabilita` della sezione di ingegneria del CSCE, una visita allo "Electrical Engineering Dept." dell'universita` di Manchester offri` a Gerace l'occasione di collaborare con il Prof. T. Kilburn, allora impegnato nello studio e nella sperimentazione di una memoria a bacchette di ferroxcube a risposta lineare in relazione al sistema di calcolo MUSE.

Quell'esperienza fece intuire a Gerace di trovarsi di fronte alla struttura hardware piu` idonea a risolvere il problema, ancora aperto, del controllo della CEP. La cordiale amicizia e la reciproca stima che si era stabilita fra Kilburn e Gerace gli consenti` di tornare al CSCE con un dono di Kilburn -un pezzo della rete di spire da lui usata per la memoria del MUSE- e di intraprendere le prove sperimentali atte a confermare o meno la sua idea di poterla impiegare nella CEP, come migliore alternativa a tutte le altre strutture gia` prese in esame e ancora sotto studio fino a quel momento.

Cosi` per iniziativa di Gerace, fu dato l'avvio a quello che fu chiamato il "Selettore Segnali" della CEP, cuore del controllo della Calcolatrice Pisana ed essenzialmente costituito da una memoria a sola lettura, che conteneva i microprogrammi delle istruzioni della macchina.

Le caratteristiche del Selettore erano:

  • una capacita` massima di 256 microistruzioni, ciascuna in grado di comandare fino a 256 elementi logici;
  • un'altissima velocita', se riferita alle velocita` tipiche dell'epoca: circa 300 nanosecondi tempo di ciclo, circa 100 nanosecondi tempo di accesso;
  • una notevole semplicita' di montaggio ed un conseguente basso costo
  • una elevatissima affidabilita` nel tempo, propria dei materiali ferromagnetici;
  • la comoda e facile variazione dei microprogrammi memorizzati, mediante la variazione della posizione delle bacchette di ferite attive inserite nella rete di conduttori di Kilburn;
  • un'alta flessibilita` logica che consentiva di selezionare, a seconda delle condizioni createsi nel sistema come effetto dell'esecuzione delle microistruzioni precedenti, quella necessaria fra piu` microistruzioni alternative.

Fu in seguito a questa esperienza che nel Novembre 1960, al 5^ Convegno dell'Automazione e Strumentazione tenutasi a Milano, Gerace presentava una relazione che aveva per titolo "Un sistema di controllo ad alta velocita` per calcolatrici elettroniche digitali".

Non e` dato sapere fino a che punto l'ambiente informatico intui` quale futuro sarebbe stato riservato ai concetti di base di tale controllo; certo nessun pote` allora pronunciare espressioni del tipo ROM, REPROM o meglio, con la terminologia oggi in uso, MREPROM (ManuallyREPprogrammableReadOnlyMemory), perche` solo circa vent'anni dopo tali espressioni venivano coniate e diventavano di uso corrente.

Un'altra testimonianza della capacita` di Gerace di intravedere le possibilita` offerte dalle nuove risorse tecnologiche e` costituita dal coraggio che ebbe di assumersi, in contrasto con l'opinione di colleghi di lavoro di provata esperienza e capacita`, la responsabilita` di cambiare in forma transistorizzata i progetti, gia` previsti a valvole, delle parti elettroniche ancora da costruire della CEP.

Per ben comprendere l'importanza di questa decisione e` opportuno ricordare che all'epoca i primi transistori arrivavano in Italia quasi come oggetto di curiosita`.

Gia` nel 1956, Gerace aveva promosso l'assegnazione di una tesi di laurea sulla transistorizzazione di circuiti logici per calcolatori elettronici.

La tesi fu assegnata al laureando in fisica Denoth, che fu, nel 1958, il primo di una numerosa serie di laureati che ebbero Gerace come relatore.

Tipico risultato di queste scelte fu il sistema di alimentazione della CEP, al cui progetto fu indirizzato il neo laureato Denoth. Il sistema fu realizzato interamente a semiconduttori, in forma modulare: l'elemento standard era un alimentatore stabilizzato di tipo serie, con protezione contro il cortocircuito, in grado di fornire in uscita una tensione di 50V ed erogare fino a un massimo di 80A.

I problemi di modularizzazione del progetto, affrontati in questa occasione, l'ormai sicuro e dimostrato avvenire dei semiconduttori insieme al sempre piu` vivo interessamento di Gerace per i circuiti logico-elettronici, che sfocera` piu` tardi nei suoi studi sulle reti di commutazione e sulle macchine sequenziali a stati finiti, lo inducono ad affrontare, guidando in questo studio il laureando Canese, la definizione e progettazione di una struttura modulare, interamente a semiconduttori.

La struttura era costituita da un piccolo numero di moduli circuitali diversi, mediante i quali si potevano comporre facilmente grandi e complessi sistemi logici, con doti di semplicita` circuitale, elevato grado di sicurezza di funzionamento e basso costo di realizzazione e di esercizio.

La struttura fu la base costruttiva di tutte le apparecchiature realizzate al CSCE-IEI dal 1961 al 1966.

Nel 1964 presentava i risultati di uno studio, finanziato dall'EURATOM e condotto in collaborazione con F. Denoth, P. Maestrini e B. Pellegrini, sulle varie tecniche di progettazione di circuiti di commutazione ad alta velocita`.

Ancora in questo campo, nel 1967, veniva presentato un ulteriore sviluppo delle strutture modulari per la realizzazione di circuiti logici, in grado di operare ad una velocita` massima di 2.107 operazioni al secondo. A questo studio parteciparono Denoth e Maestrini.

L' attenzione di Gerace all'evoluzione tecnologica trova ulteriore conferma nelle ricerche, da lui coordinate, sulle strutture logiche utilizzanti diodi ad effetto tunnel. Una struttura per la realizzazione di circuiti logici e sistemi concorrenti in grado di operare a frequenze di 100 MHz, fu presentata nei rendiconti della 47^ riunione annuale dell'AEI-1966.

Qui ci fermiamo nel presentare i primi anni dell'attivita` scientifica di Gerace, ma che furono probabilmente i piu` densi ed i piu` significativi.

Di quegli anni ci piace ricordare soprattutto il suo amore per gli studi che avevano maggiori probabilita` di sfociare in concrete applicazioni e la sua dedizione nel guidare i giovani nell'avventura della ricerca.

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GERACE