IL COMPUTER.
Nel 1500 Leonardo Da Vinci progettò una macchina sui
pignoni dentati in grado di svolgere semplici calcoli.
Nel 1642 Blase Pascal realizzò la prima macchina da calcolo
con un principio meccanico molto simile al progetto di Da Vinci.
Nella seconda metà del 600 Leibniz gettò le basi della logica
simbolica introducendo i sistemi binari.
Nel 1834 Charles Babbage realizzò la “macchinia analitica”
che poteva risolvere problemi di tipo generale.
Verso la metà del 1800 George Boole creò lo strumento
concettuale che sta alla base del funzionamento dei moderni
calcolatori: Algebra di Boole.
Agli inizi del 900 grazie all'impiego dell'energia elettrica venne
costruito il primo calcolatore programmabile.
Nel 1930 Konrad Zuse costruisce la prima macchina a relé che
utilizza la logica binaria.
Nel 19636 Alan Turing dimostra la fattibilità di una “macchina
universale”.
Nel 1944 Howard Heiken realizza un calcolatore aritmetico
universale noto come Mark1.
Nel 1946 nasce l'ENIAC, un calcolatore che occupava un'intera
stanza e serviva solo per calcolare traiettorie di missili.
Nel 1952 John Von Neumann realizza il primo vero prototipo
degli attuali elaboratori elettronici.
Nei primi anni 80 si giunge ai primi microcalcolatori e ai primi
personal computer.
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FUNZIONAMENTO DEL CALCOLATORE
Può essere paragonato al funzionamento di un operatore
umano, e come quest'ultimo si comporterebbe nel seguente
modo:
1. Acquisisce i dati del problema usando gli organi di senso.
2. Si predispone a un'attività di durata finita impegnando la sua
memoria temporanea.
3. Per prudenza, riporta su un quaderno i risultati e le soluzioni
che potrà usare in un futuro (memoria a lungo termine).
4. Comunica i risultati conseguiti.
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MODULI FUNZIONALI DI UN ESECUTORE
CPU → unità centrale di elaborazione
CLOCK → unità che sincronizza tutte le attività della CPU
MEMORIA PRINCIPALE → che memorizza temporaneamente
dati e programmi
MEMORIA SECONDARIA → che memorizza un gran numero
di dati per un tempo indefinito
UNITA' DI INGRESSO E DI USCITA (I/O) → che consentono
alla macchina di interagire con l'esterno
BUS → canale di comunicazione grazie al quale avviene uno
scambio di informazioni tra i vari moduli
LA MEMORIA PRINCIPALE
La memoria principale si divide in due parti:
RAM
è
la
memoria
che
contiene
il
programma
in
esecuzione e i suoi dati. Le informazioni che contiene vengono
perse quando si spegne il computer per questo è detta memoria
volatile.
ROM è la memoria principale non volatile che permane
anche dopo lo spegnimento del computer. Qui sono conservate
le informazioni necessarie all'avvio del computer e al suo
funzionamento di base, dette BIOS.
Nella
memoria
l'informazione
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è
immagazzinata
come
combinazioni di numeri binari (1 e 0), che costituiscono
un'unità fondamentale detta bit. Una combinazione di 8 bit
prende il nome di byte e rappresenta l'unità di memorizzazione.
La capacità di una memoria si esprime come quantità di byte
che essa è in grado di immagazzinare.
Multipli del byte.
Byte Kilobyte (KB) Megabyte
Gigabyte (GB)
Terabyte (TB)
(MB)
8 bit 1024 byte = 1024
210byte
220byte
KB
= 1024
230byte
MB
= 1024GB
240byte
Il tempo di accesso è l'intervallo di tempo che trascorre dal
=
momento in cui è stato specificato un indirizzo di memoria e
quello in cui è possibile accedere al suo contenuto.
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LA CPU
E' detta anche processore. È in grado di interpretare ed
eseguire le istuzioni prelevate dalla memoria principale e
rappresenta il cervello dell'elaboratore.
Strutturalmente è costituito da:
la ALU che ha il compito di eseguire le operazioni logico-
matematiche richieste dalle istruzioni;
i REGISTRI che sono dei veloci elementi di memoria per
conservare il codice operativo delle istruzioni, gli operandi e i
risultati della ALU;
la MEMORIA CACHE che contiene una copia delle istruzioni
così da renderle immediatamente disponibili alla CPU senza
doverle ricercare nella RAM;
l'UNITA' DI CONTROLLO che coordina tutte le attività
interne della CPU.
In alcuni computer i dispositivi che compongono la CPU sono
integrati in un unico circuito detto Microprocessore.
Tutte le attività della CPU sono scandite e sincronizzate dal
CLOCK, la cui frequenza (1 GHz) determina anche il numero di
operazioni elementari che possono essere eseguite nell'unità di
tempo.
LA MEMORIA SECONDARIA
La memoria secondaria è
quella
più
utilizzata
dell'elaboratore in quanto la
RAM è volatile mentre la
ROM non è modificabile. Ci
sono vari tipi di memoria
secondaria:
1. HARD
DISK
→
è
la
memoria secondaria più utilizzata può essere già compresa nel
computer oppure esterna ad esso.
2. CD-ROM → sono dischi ottici caratterizzati dall'essere
facilmente trasportabili. Hanno una capacità di 700MB, mentre i
DVD-ROM di 4,7GB. Oggi esistono anche anche i CD-RW e i
DVD-RW che sono riscrivibili e permettono di essere usati un
milione di volte per salvare le cose.
3. PEN DRIVE → sono memorie anche con una elevata
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capacità. Sono delle memorie di massa allo stato solido senza
alcuna parte meccanica ed impiegano una tecnologia detta
flash.
DISPOSITIVI DI INPUT E OUTPUT
I principali dispositivi di input sono la tastiera e il mouse e
servono per dare istruzioni all'elaboratore.
I principali dispositivi di output sono lo schermo e la
stampante e servono per osservare i risultati delle istruzioni
date all'elaboratore. Tutto ciò che costituisce fisicamente il
computer fa parte dell'harware dell'elaboratore.
Il sofware invece ha il compito di rendere più flessibile il
sistema del computer.
LIVELLI di FUNZIONALITA'
DEL COMPUTER
A
livello
più
basso,
l'istruzione è un insieme di
bit
che
rappresenta
numero
binario.
tipo
linguaggio
di
un
Questo
è
il
linguaggio macchina ed
è
l'unico
comprensibile
per
il
computer.
Non è semplice però utilizzare un computer che comprende solo
questo tipo di linguaggio, per risolvere questo problema esiste il
sofware di base, formati soprattutto dai sistemi operativi.
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I sistemi operativi sono un insieme complesso di programmi
che svolgono una serie di funzioni fondamentali per consentire
all'utente
un
utilizzo
della
macchina semplice ed economico.
Per esempio: interpreta una serie
di comandi comunicati dall'utente
mediante
un'interfaccia
grafica,
contiene le funzionalità di fase per
allocare i vari hardware. Tra i
sistemi operativi più importanti ci
sono: Windows, Unix, Linux, MacOs, DOS.
Per software di sviluppo si intendono quei programmi che
traducono le istruzioni in linguaggio C++ in un sistema
binario; ne fanno parte editor, compilatori, interpreti e
linker. I programmi applicativi sono programmi utilizzati per
risolvere problemi in un ambito specifico.
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