Conoscenze informatiche - elaboratori e sistemi

Evoluzione: Dall'abaco ai calcolatori meccanici

La mano, i calculi, il pallottoliere, il regolo calcolatore, la pascalina, Leibniz, Babage e la macchina analitica, la macchina a schede perforate di Hollerit.

Calcolatori elettrici ed elettronici: dall'analogico al digitale

Con l'avvento dell'elettricità diventa possibile costruire calcolatori ai cui interno gli ingranaggi meccanici vengono sostituiti dai circuiti elettrici e le ruote dentate dagli interruttori; un interruttore può assumere però solo due stati, acceso e spento, per cui è necessario abbandonare la numerazione decimale e sostituirla con la numerazione binaria, affinché la macchina possa comprendere i dati e le istruzioni: il linguaggio che ne deriva, fondato su simboli [digit], vale a dire sviluppato in codice binario, prende il nome di digitale. Il sistema di numerazione binario si avvale di due soli simboli, 0 e 1; tali simboli sono detti BIT, dalle parole Binary Digit. Nel 1936Ayken inizia la costruzione del Mark I, il primo calcolatore completamente automatico, ultimata nel 1943; nel 1948 il transistor sostituisce le valvole, permettendo la riduzione del consumo di energia elettrica e delle dimensioni delle macchine; al posto delle schede perforate vengono introdotti i nastri magnetici; i circuiti integrati, che integrano in un' unica unità diverse componenti, prendono il posto dei circuiti tradizionali; negli anni '60 sono stati costruiti i primi chip; quando è stato possibile alloggiare su un unico chip tutti i circuiti di una macchina, si è giunti nell'era dei microprocessori. Le generazioni dei computer: - Prima [1946/1956]: è la generazione del Mark I e dell'ENIAC; i dispositivi elettrici [valvola termoionica] sostituiscono gli ingranaggi meccanici - Seconda [1956/1963]: comprende i primi computer commerciali, sia civili che militari, ed è legata all'introduzione del transistor; la macchina non viene

più utilizzata non solo per eseguire calcoli ma anche per delle vere e proprie elaborazioni di dati, da cui il nome elaboratore o computer. Prende l’avvio il linguaggio di programmazione.

Terza [1963/1971]: comincia con la presentazione del sistema 360 da parte di IBM, caratterizzato da circuiti integrati con tecnologia al silicio, comparsa del sistema operativo, vasta gamma di periferiche.

Quarta generazione, quella dei computer odierni: ha visto l’introduzione dei microprocessori, l’avvento del PC, l’evoluzione delle periferiche.

Struttura degli elaboratori e dei sistemi informatici

Hardware e software

Sono le due parti principali presenti in ogni elaboratore.

Hardware [letteralmente “ferramenta”] è il termine generico per indicare le componenti fisiche, i dispositivi, di un elaboratore.

L’hardware può essere suddiviso in UNITA’ CENTRALE [processore–CPU- e memoria centrale], MEMORIE DI MASSA [hard disk, cd, pendrive, schede di

memoria…] e DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT[schermo, tastiera, stampante, mouse…]; le periferiche dialogano con la CPU mediante un canale BUS, mentre interagiscono tra loro attraverso ulteriori canali detti porte di comunicazione. La CPU elabora le istruzioni dei programmi, compie operazioni, gestisce le funzioni della macchina. E’ composta dall’ALU [Aritmetic Logic Unit], deputata allo svolgimento delle operazioni matematiche; dal CONTROLLER, che gestisce funzioni e periferiche; dai REGISTRI, che sono memorie di piccole dimensioni utilizzate in maniera transitoria per la memorizzazione dei dati durante l’elaborazione. Quando la tecnologia è giunta ad inserire la CPU dentro una minuscola lastra di silicio detta CHIP, la CPU ha preso il nome di MICROPROCESSORE. Il microprocessore è incastonato nella PIASTRA MADRE [motherboard], insieme ad altre componenti, tra le quali la RAM e la ROM. La RAM [random access memory] è la memoria sulla quale il computerscaricare tutti i programmi e i dati sui quali sta lavorando; è una memoria volatile, cioè perde il suo contenuto allo spegnimento del computer. La sua capacità si misura in BYTE; un byte è una sequenza di 8 bit, dove il bit – binary digit- è la cifra binaria 0 o 1; la RAM si misura attualmente in Mbyte, cioè in milioni di byte, o in Gbyte, ovvero miliardi di byte. La ROM [read only memory] è una memoria non volatile, di piccola capacità, che contiene il BIOS, il quale fornisce le prime necessarie istruzioni al momento dell’accensione, e tutte le impostazioni dell’hardware. Il SOFTWARE è l’insieme di tutte le istruzioni fornite alla macchina, che le permettono di interagire con gli utilizzatori; ogni volta che vengono aggiunti nuovi software, la macchina è in grado di eseguire nuovi compiti. Un PROGRAMMA è un insieme di istruzioni che comandano una procedura, ovvero un algoritmo che la macchina deveeseguire; il programma deve essere scritto in un linguaggio che sia comprensibile per la macchina, a questo scopo esistono diversi linguaggi di programmazione che fanno da tramite tra il programmatore e l'elaboratore. Il software può essere suddiviso in due macro-categorie: software di base e software applicativi. Il software di base, o SISTEMA, è un insieme di moduli a diretta interazione con l'hardware dell'elaboratore, di cui fanno parte il SISTEMA OPERATIVO e il SOFTWARE DI UTILITÀ. Il sistema operativo è un insieme di istruzioni che consente la gestione dell'hardware e la possibilità di eseguire comandi ed effettuare operazioni; è memorizzato sull'hard disk e, all'accensione del computer la Rom, tramite il suo programma di avvio, il BIOS, fa in modo che sia caricato sulla Ram e diventi operativo. I sistemi operativi possono essere diversi; le differenze risiedono sia nel modo in cui gestiscono il computer chenell'interfaccia utilizzata per dialogare con l'utente. I programmi d'utilità facilitano l'utente in operazioni di manutenzione del sistema. I SOFTWARE APPLICATIVI sono programmi utilizzati dagli utenti per la risoluzione di problemi specifici: elaboratori di testi, fogli elettronici, browser per la navigazione in internet... La scrivania