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Con il lemma computer (mutuato dalla lingua inglese, ma di origine latina, e tradotto talvolta in italiano con le parole calcolatore, ordinatore, elaboratore elettronico o cervello elettronico) si intende un dispositivo fisico che implementa il funzionamento di una macchina di Turing.
Questa definizione, anche se rigorosa, non dice molto su quello che in pratica un computer è o può fare: in effetti esistono molti tipi diversi di computer, costruiti e specializzati per vari compiti: da macchine che riempiono intere sale, capaci di qualunque tipo di elaborazione a circuiti integrati grandi pochi millimetri che controllano un minirobot o un orologio da polso. Ma a prescindere da quanto sono grandi e da che cosa fanno, possiedono tutti due cose: (almeno) una memoria e (almeno) una CPU, o processore.
Una macchina di Turing (e quindi un computer) nasce per eseguire programmi: un computer senza un programma da eseguire è inutile. Tutti i computer hanno quindi bisogno di programmi: il programma di gran lunga più importante per un computer è il suo sistema operativo, che si occupa di gestire la macchina, le sue risorse e i programmi che vi sono eseguiti, e fornisce all'utente un mezzo per inserire ed eseguire gli altri programmi, comunemente chiamati applicazioni o software, in contrapposizione all'hardware che è la parte fisica degli elaboratori.
Come già detto, un computer non è altro che l'implementazione fisica, pratica, di una macchina di Turing, secondo l'architettura ideata da Von Neumann: quindi tutti i computer hanno almeno una CPU, una certa quantità di memoria RAM di lavoro e una certa quantità di memoria non volatile (ROM, PROM, EPROM, EEPROM o Flash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio del computer stesso: a seconda dei casi, questo programma può essere l'unico che la macchina eseguirà (firmware) oppure fare da trampolino di lancio per caricare il sistema operativo vero e proprio in memoria di lavoro: in questo caso si parla di loader (o di BIOS se assolve anche altre funzioni oltre a questa). In genere questi tre componenti si trovano fisicamente insieme nello stesso circuito integrato o sulla stessa scheda elettronica, che in questo caso viene detta scheda madre o mainboard. Importante ricordare che, attualmente, vi è una piccola quantità di memoria detta Cache all'interno della CPU; questo perché la velocità del Bus di collegamento fra CPU e Memoria è troppo bassa, quindi si avrebbe che in questi casi la CPU è "frenata" dal collo di bottiglia della RAM, ciò non avviene naturalmente se si ha una piccola quantità di memoria all'interno della CPU stessa, nella quale vengono caricate le informazioni che vengono elaborate più spesso.
Oltre ad eseguire programmi, un computer deve anche poter comunicare con l'esterno: per questo sono sempre presenti anche un certo numero di interfacce verso vari dispositivi. Quasi sempre, tranne i casi di microcontroller molto semplici, è prevista la possibilità di collegare una tastiera e un dispositivo di visualizzazione (monitor, stampante, display). Inoltre in genere un computer fa uso di memorie di massa per registrare i dati e i programmi liberando la memoria RAM, e quasi sempre è possibile collegare ad esso periferiche esterne e schede di espansione.
Una delle schede di espansione più importanti è la scheda vga, o scheda video. Questa scheda si occupa di gestire tutte le immagini e di visualizzarle sul computer,le schede video di ultima generazione hanno un potenza eccezionale e permettono delle nuove esperienze con il computer
Il fulcro del computer è la scheda madre (detta anche scheda di sistema, motherboard o mainboard), sulla quale sono collocati tutti gli altri componenti (eccetto l'alimentatore). Questo circuito stampato è dotato di svariate "piste" (le "strade" in cui le informazioni viaggiano ad elevatissime velocità) e di circuiti integrati (i "palazzi" dove sono dirette, elaborate e conservate tutte le informazioni).
Il computer possiede una memoria (distinta in temporanea, RAM, e di lunga permanenza a tempo indeterminato, il Disco Fisso o Hard Disk) ed un centro di elaborazione finale (la CPU o Unità di Processione Centrale), e quindi l'ALU ("aritmetic-logical-unit", unita logico aritmetica) in cui vengono eseguite tutte le operazioni logico-matematiche e che restituisce i risultati di queste operazioni.
I costituenti principali di una scheda madre sono i seguenti:
Il maggior produttore di schede madri per computer è la ASUS Tek Computer, una società fondata agli inizi degli anni novanta e con sede nell'isola di Taiwan. Inoltre il Bios delle moderne schede madri permette di conoscere il numero di giri delle ventole eventualmente installate all'interno del Computer e la temperatura della CPU e della stessa scheda madre. Collegato ad un piccolo altoparlante il Bios fa scattare automaticamente un allarme acustico se uno dei componenti montati sulla scheda madre si surriscalda. Questa descrizione è da riferirsi solamente alla scheda di Sistema del Personal Computer "classico" configurazione IBM compatibile.Tutti i dispositivi derivati, come i computer portatili, i computer palmari, le console per videogiochi (come la Playstation 2 e la XBOX 360) e tutti gli altri dispositivi informatici possono presentare un'architettura interna anche molto differente. I computer portatili ad esempio per esigenze di spazio possono integrare il chipset in altri componenti (o viceversa). Le console per videogiochi sono sprovviste di Bios (una serie di sub-routine necessarie per l'avvio sono memorizzate ed automaticamente eseguite direttamente da un unico integrato). Inoltre alcuni Computer di vecchia generazione (comprese tutte le console per videogiochi anche le più moderne) integrano la CPU direttamente in pressofusione sulla scheda madre, come un qualsiasi integrato stampato sul circuito e quindi non rimovibile. Altri dispositivi invece (come supercomputer, workstation e server) possono integrare sulla scheda madre 2 o più sochet per l'installazione di più CPU (per sistemi multiprocessore) o addirittura più schede madri per ottenere configurazioni avanzate basate su sistemi con centinaia o addirittura migliaia di CPU che funzionano in contemporanea. Alcune vecchie mainboard della metà degli anni 90 progettate per i processori Pentium II e per i primi processori Pentium III (con core non Coppermine) erano appositamente sprovviste di socket e montavano invece uno slot simile ai normali slot d'espansione PCI per alloggiare una scheda elettronica contenete 2 o più integrati che insieme costituivano la CPU del Computer.Oggi con la tecnologia Dual Core di Intel è invece possibile integrare direttamente all'interno di un unico processore 2 core logici capaci di sviluppare una potenza di calcolo superiore persino ai sistemi professionali multiprocessore.La nuova frontiera nel settore dei sistemi informatici è però rappresentata dallo sviluppo di sistemi basati sulla tecnologia IBM Multicore, la stessa utilizzata dal nuovissimo processore Cell che sarà impiegato sulla Playstation 3, che contiene in un unico package (così è detto il rivestimento in materiale plastico-ceramico in cui è racchiuso un circuito integrato) ben 8 core logici, con cui è possibile ottenere una potenza elaboratrice mai sperimentata fino ad ora in un singolo Computer.
La memoria RAM di lavoro è sì molto veloce, ma ha due problemi:
Il nostro computer non potrebbe funzionare senza il bus di sistema. Questo è infatti il collegamento fra le varie componenti di un computer: CPU, chipset, scheda video, ecc, ecc. Esso è formato da dei fili su cui passano le informazioni in forma di dati che si scambiano le varie periferiche e componenti del computer. Esistono 3 tipi fondamentali di bus che, assieme, formano il bus di sistema:
Alcuni tipi di interfacce a "Slot":
Esistono un certo numero di interfacce generiche, adatte a molti scopi, che in genere i costruttori hanno cura di implementare sempre nei computer che producono, per aumentarne la versatilità. In genere le specifiche per queste interfacce sono standard pubblici, stabilite da enti come l'IEEE o l'ISO.
Interfacce:
I computer possono essere divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche salienti, dell'uso che in generale se ne fa, del software e dei sistemi operativi che fanno girare e dell'epoca in cui sono comparse. Le definizioni nel tempo sono molto cambiate e i confini non sono mai così netti.
All'inizio dell'informatica i computer occupavano stanze intere, l'energia richiesta per il funzionamento ed il raffreddamento era elevata e, naturalmente, erano costosissimi; per questo motivo li si tendeva a sfruttare il più possibile e, quindi, l'utilizzo era suddiviso generalmente fra un numero di utenti piuttosto grande.
I mainframe oggi sono dei computer non molto più grandi del PC di casa, ma nonostante le dimensioni questi computer sono potentissimi, possono addirittura sopportare più di 1000 utenti. L'unico difetto è che sono molto costosi e che alcuni sono di grosse dimensioni, infatti di solito vengono utilizzati nelle scuole, negli alberghi ed in altre strutture che hanno bisogno di una potenza molto elevata.
In un secondo tempo, negli anni sessanta, in particolare da Digital e da HP, vennero introdotti elaboratori dal costo abbastanza ridotto da poter essere comprati anche da piccole aziende o da singoli dipartimenti di ricerca e di dimensioni paragonabili ad un armadio. Questo permise un utilizzo più flessibile e quindi le prime sperimentazioni in campo informatico. Per distinguerli dai mainframe venne coniato il termine minicomputer.
All'inizio degli anni settanta l'introduzione del primo microprocessore, l'Intel 4004, rese disponibili computer dal prezzo abbastanza ridotto da poter essere acquistati anche da una singola persona. La prima generazione di questi dispositivi era destinata soprattutto agli appassionati, perché di difficile utilizzo. I personal computer possono essere considerati microcomputer.
La seconda generazione di microcomputer, che prende il nome popolare di home computer, fece il suo ingresso nel mercato nella seconda metà degli anni Settanta e divenne comune nel corso degli anni Ottanta, per estinguersi entro i primi anni Novanta con l'ascesa dei personal computer.
Gli home computer, macchine a costo contenuto e di utilizzo prevalentemente domestico, contribuirono largamente a diffondere a livello popolare l'uso del computer e all'alfabetizzazione informatica di vasti strati di popolazione (specie giovanile) nei paesi sviluppati.
Basati su processori a 8 bit e costruttivamente molto semplici, erano dotati di interfacce esclusivamente testuali e come memorie di massa sfruttavano, almeno inizialmente, le cassette audio. Erano utilizzati prevalentemente come console per videogiochi, oppure per i primi approcci con la programmazione.
Con oltre dieci milioni di macchine vendute, il più rappresentativo computer di questa categoria fu il Commodore 64. Anche lo ZX Spectrum della Sinclair ebbe buona diffusione.
Per Personal Computer si intende un microcomputer economico destinato, prevalentemente, ad un utilizzo personale da parte di un singolo individuo. Si distingue da un Home computer principalmente perché si prestano - grazie alle maggiori risorse hardware e software a disposizione - ad utilizzi maggiormente produttivi rispetto a questi ultimi, destinati ad un utilizzo ludico o didattico. Dato che la definizione di Personal Computer nacque con la diffusione dei computer PC IBM, oggi per Personal Computer (PC), spesso si intende un computer da essi derivato, ma inizialmente il termine andrebbe riferito a macchine con sistemi operativi e tipi di microprocessori del tutto diversi, quali la prime versioni dell'Apple (Apple I e soprattutto l'Apple II).
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Categoria:Terminologia informatica
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