Un computer , dal latino computare: cum (con) e putare (calcolatore) attraverso l'inglese , to compute (calcolare), anche detto calcolatore , elaboratore , oppure ordinatore, è un dispositivo fisico che implementa il funzionamento di una macchina di Turing.
Questa definizione , sebbene rigorosa, non dice molto su quello che in pratica un computer è o puo fare: eseguire operazioni logiche , come calcoli numerici. Dalla nascita della struttura piu elementare, in seguito si sono sviluppati molti tipi diversi di computer, costruiti e specializzati per vari compiti. Essi vanno da macchine che riempiono intere sale, capaci di qualunque tipo di elaborazione , a circuiti integrati grandi pochi mm che controllano minirobot e orologi da polso. Ma a prescindere da quanto siano grandi e da cosa facciano , possiedono tutti due cose: (almeno) una CPU e (almeno) una memoria.
Un computer nasce per eseguire programmi: un computer senza un programma da eseguire è inutile. Il programma di gran lunga piu importante per un computer è il sistema operativo, che si occupa di gestire la macchina , le sue risorse, le altre applicazioni che vi sono seguite. Fornisce all'utente un interfaccia per inserire ed eseguire gli altri progammi. Queste parti vengono comunemente chiamate software, in contrapposizione all'hardware che è la parte fisica degli elaboratori.
PREMESSA SINTETICA
La macchina di turing in oggetto è un meccanismo , formale, ma potenzialmente realizzabile concretamente, che costituisce un modello di calcolo; è retta da regole elementari di natura molto semplice. Ha potere computazionale massimo, ed è equivalente a ogni altro modello di calcolo molto piu complesso.
Di conseguenza si è consolidata la convinzione , accettata e non dimostrabile , che per ogni problema calcolabile ne esista una in grado di risolverlo (congettura di Church-Turing).
Le prime macchine praticamente costruite per effettuare operazioni di calcolo , tali che ad una variabile di ingresso (input) dell'utente producessero un corrispondente risultato(output) come effetto di un processo sui dati immessi, determinato da una regola logica, risalgono al 150 a.C. e sono i primi planetari e successivamente alcuni strumenti per il calcolo di posizione ed ora per usi marinareschi.
Erano macchine dedicate a uno scopo specifico. Precedente a queste, nella gestione delle operazioni numeriche abbiamo l'abaco.
Un computer non è altro che l'implementazione fisica di una macchina di Turing , secondo l'architettura ideata da Von Neumann.
Tutti i computer hanno almeno una CPU, una certa quantità di memoria di lavoro , attualmente RAM , e una quantità di memoria non volatile. Quest'ultima è suddivisa in una piccola parte (ROM,PROM,EPROM,EEPROM o Flash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio del computer stesso (firmware) e una memoria di massa , piu capiente.
A seconda dei casi, questo primo programma potrà essere l'unico che la macchina eseguirà oppure servirà da trampolino di lancio per caricare il sistema operativo vero e proprio dalla memoria di massa in memoria di lavoro, o un ulteriore intemedio programma in grado di decidere quale particolare sistema operativo selezionare: in questo caso si parla di loader. Esempi sono Open Firmaware e Bios , che assolvono comunque anche ad altre funzioni di base , oltre a queste.
SCHEDA MADRE
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'inteno della CPU; questo perchè la velocità del Bus di collegamento fra CPU e memoriaè 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 microcontrollori molto semplici, è prevista la possibilità di collegare una tastiera e un dispositivo di visuallizzazione (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 espansioni piu importanti è la scheda video. Questa scheda si occupa di gestire tutte le immagini e di visualizzarle sul video o display.
MEMORIE PRINCIPALI
La memoria ram di lavoro è si molto veloce, ma ha un problema: è volatile , cioè allo spegnimento della macchina il suo contenuto viene perso.
Per questo ad essa si affianca , sempre un altro tipo di memoria , molto piu lenta ma capace di mantenere i dati che vi vengono scritti per un tempo indefinito: questa viene detta memoria di massa ed è costituita in genere da dischi o nastri magnetici.
BUS DI SISTEMA
Il computer non potrebbe funzionre senza il bus di sistema. Questo è infatti il collegamento fra le varie componenti di un computer: CPU, chipset , scheda video, varie periferiche e componenti del computer. Esistono 3 tipi fondamentali di bus che , assieme , formano il bus di sistema.
TIPI DI COMPUTER
I computer possono essere idealmente divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche alienti, 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 cosi netti.
Questa definizione , sebbene rigorosa, non dice molto su quello che in pratica un computer è o puo fare: eseguire operazioni logiche , come calcoli numerici. Dalla nascita della struttura piu elementare, in seguito si sono sviluppati molti tipi diversi di computer, costruiti e specializzati per vari compiti. Essi vanno da macchine che riempiono intere sale, capaci di qualunque tipo di elaborazione , a circuiti integrati grandi pochi mm che controllano minirobot e orologi da polso. Ma a prescindere da quanto siano grandi e da cosa facciano , possiedono tutti due cose: (almeno) una CPU e (almeno) una memoria.
Un computer nasce per eseguire programmi: un computer senza un programma da eseguire è inutile. Il programma di gran lunga piu importante per un computer è il sistema operativo, che si occupa di gestire la macchina , le sue risorse, le altre applicazioni che vi sono seguite. Fornisce all'utente un interfaccia per inserire ed eseguire gli altri progammi. Queste parti vengono comunemente chiamate software, in contrapposizione all'hardware che è la parte fisica degli elaboratori.
PREMESSA SINTETICA
La macchina di turing in oggetto è un meccanismo , formale, ma potenzialmente realizzabile concretamente, che costituisce un modello di calcolo; è retta da regole elementari di natura molto semplice. Ha potere computazionale massimo, ed è equivalente a ogni altro modello di calcolo molto piu complesso.
Di conseguenza si è consolidata la convinzione , accettata e non dimostrabile , che per ogni problema calcolabile ne esista una in grado di risolverlo (congettura di Church-Turing).
Le prime macchine praticamente costruite per effettuare operazioni di calcolo , tali che ad una variabile di ingresso (input) dell'utente producessero un corrispondente risultato(output) come effetto di un processo sui dati immessi, determinato da una regola logica, risalgono al 150 a.C. e sono i primi planetari e successivamente alcuni strumenti per il calcolo di posizione ed ora per usi marinareschi.
Erano macchine dedicate a uno scopo specifico. Precedente a queste, nella gestione delle operazioni numeriche abbiamo l'abaco.
Un computer non è altro che l'implementazione fisica di una macchina di Turing , secondo l'architettura ideata da Von Neumann.
Tutti i computer hanno almeno una CPU, una certa quantità di memoria di lavoro , attualmente RAM , e una quantità di memoria non volatile. Quest'ultima è suddivisa in una piccola parte (ROM,PROM,EPROM,EEPROM o Flash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio del computer stesso (firmware) e una memoria di massa , piu capiente.
A seconda dei casi, questo primo programma potrà essere l'unico che la macchina eseguirà oppure servirà da trampolino di lancio per caricare il sistema operativo vero e proprio dalla memoria di massa in memoria di lavoro, o un ulteriore intemedio programma in grado di decidere quale particolare sistema operativo selezionare: in questo caso si parla di loader. Esempi sono Open Firmaware e Bios , che assolvono comunque anche ad altre funzioni di base , oltre a queste.
SCHEDA MADRE
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'inteno della CPU; questo perchè la velocità del Bus di collegamento fra CPU e memoriaè 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 microcontrollori molto semplici, è prevista la possibilità di collegare una tastiera e un dispositivo di visuallizzazione (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 espansioni piu importanti è la scheda video. Questa scheda si occupa di gestire tutte le immagini e di visualizzarle sul video o display.
MEMORIE PRINCIPALI
La memoria ram di lavoro è si molto veloce, ma ha un problema: è volatile , cioè allo spegnimento della macchina il suo contenuto viene perso.
Per questo ad essa si affianca , sempre un altro tipo di memoria , molto piu lenta ma capace di mantenere i dati che vi vengono scritti per un tempo indefinito: questa viene detta memoria di massa ed è costituita in genere da dischi o nastri magnetici.
BUS DI SISTEMA
Il computer non potrebbe funzionre senza il bus di sistema. Questo è infatti il collegamento fra le varie componenti di un computer: CPU, chipset , scheda video, varie periferiche e componenti del computer. Esistono 3 tipi fondamentali di bus che , assieme , formano il bus di sistema.
- Bus indirizzi
- Bus dati
- Bus controlli
TIPI DI COMPUTER
I computer possono essere idealmente divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche alienti, 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 cosi netti.
