Computer

Elaboratore elettronico di informazioni. Il termine, inglese, fu usato inizialmente per indicare un sistema in grado di eseguire automaticamente procedure di calcolo molteplici, applicate ogni volta a differenti dati numerici. Oggi si applica a un qualsiasi sistema in grado di elaborare automaticamente informazioni rappresentate sotto forma numerica, alfabetica, alfanumerica, iconica o sonora. (Informatica; Intelligenza artificiale).

1. Storia

Benché il primo vero c. sia stato costruito solo negli anni Quaranta del secolo XX, la sua realizzazione deriva da progetti, studi e conquiste scientifiche realizzate nel corso di molti secoli. A metà del 1800 era già stata individuata da C. Babbage la struttura base di un sistema in grado di eseguire molteplici procedure di calcolo convenientemente rappresentate e applicata a dati anch’essi opportunamente codificati. Il primo elaboratore elettronico, che utilizzava circuiti elettronici e non più elettromeccanici, fu costruito presso l’Università della Pennsylvania (USA) nel 1946. Da allora si è avuto un processo assai rapido di evoluzione del c. sia quanto a miniaturizzazione delle sue parti (Microprocessore), sia quanto a velocità di elaborazione, sia quanto a memoria utilizzabile per registrare dati e algoritmi.

2. Struttura

La struttura logica fondamentale di un c. è formata da cinque parti o unità: l’unità di ingresso o di input (a esempio la tastiera); l’unità di uscita o di output (a esempio il monitor); l’unità di elaborazione vera e propria o unità logico-aritmetica; l’unità di memoria nella quale sono conservati dati e programmi in linea o di immediato accesso; l’unità di governo, che gestisce il funzionamento intero del sistema. Le recenti evoluzioni tecnologiche hanno permesso molti progressi e trasformazioni anche profonde nella struttura dei c., ma la struttura logica di base rimane la stessa. Il c. rimane una macchina esecutrice di programmi opportunamente progettati e a essa comunicati. Tali programmi includono procedure o algoritmi di elaborazione convenientemente trascritti in una lingua artificiale comprensibile dal c. Essi vengono quindi applicati a insiemi di informazioni anch’esse opportunamente codificate e in genere raccolte in database o basi di dati.

3. Hardware e software

Il funzionamento di un c. è legato a due fondamentali componenti: l’ hardware e il software. Con il termine inglese hardware si intende la parte ‘dura’ o fisica del c., cioè l’insieme delle parti tecnologiche che permettono di comunicare alla macchina dati e programmi, di memorizzarli, di elaborarli, di visualizzare o stampare i risultati di queste elaborazioni. Le parti fisiche più evidenti sono il monitor (che permette la visualizzazione delle informazioni), la tastiera e la stampante. Ma la parte più importante è costituita dai circuiti interni contenuti in genere in un blocco ben protetto da una armatura metallica. Tuttavia senza il software il c. non è in grado di far nulla. Con il termine inglese software (o parte soffice del c.) si intendono tutti i programmi di lavoro (dati e algoritmi) che permettono al c. di funzionare e di eseguire i compiti che gli sono affidati. Essi sono contenuti nella memoria interna del c. oppure sono conservati su appositi supporti magnetici e ottici (dischetti, Cd-rom, ecc.).

4. Recenti evoluzioni

Le più recenti evoluzioni dei c. sono concentrate in quattro direzioni:
1) La progressiva miniaturizzazione delle parti: i vecchi e giganteschi circuiti dei c. degli anni Cinquanta-Sessanta (ma in realtà ancora alla fine degli anni Settanta i centri di calcolo ospitavano macchine di potenza inferiore a quella degli attuali PC ma grossi come una stanza) sono ora diventati sottili lamine visibili solo al microscopio, aumentando comunque in proporzione la quantità di dati che è possibile elaborare. Questi componenti sono chiamati chip, composti di sottili sfoglie di semiconduttori.
2) La velocizzazione delle procedure di elaborazione: l’aumento della potenza di calcolo all’interno delle CPU ha consentito non solo un aumento della velocità in applicazioni di calcolo scientifico (molti esperimenti scientifici non si sarebbero mai potuti realizzare), ma ha reso possibile anche la realizzazione di applicazioni per il trattamento di dati grafici (fotoritocco, ricostruzioni e simulazioni di ambienti in 3D), applicazioni multimediali, applicazioni di realtà virtuale.
3) L’estensione delle memorie: da un lato strettamente legata alla velocità di elaborazione (memorie RAM o memorie di lavoro: immagazzinano temporaneamente il codice in elaborazione da parte della CPU. Non è concepibile una grande potenza di calcolo senza una adeguata memoria di lavoro. La progressiva diminuzione dei loro costi ha reso possibile un notevole sviluppo nel settore degli ‘home computer’); dall’altro legata all’aumento della capacità delle memorie di massa (Hard disk; CD-ROM), con considerevole aumento della quantità di dati a cui è possibile accedere e che si possono analizzare.
4) La facilità d’uso: grazie ai nuovi sistemi operativi, chiunque può iniziare a usare un PC senza imparare linguaggi di programmazione, e senza dover ricorrere a manuali di centinaia di pagine; è sufficiente il manuale che è a corredo della macchina e quello a corredo di ciascun programma.

5. Classificazione delle tipologie di c.

Essa si basa su velocità di calcolo, architettura hardware, dimensioni e modalità d’uso. I computer vengono spesso classificati in base a potenza e velocità di calcolo, tuttavia la rapidissima evoluzione di tali grandezze rende i calcolatori obsoleti nel volgere di qualche anno, cosicché un personal computer di oggi si può paragonare a un cosiddetto ‘supercomputer’ di qualche anno fa. Rimangono invece abbastanza stabili le categorizzazioni basate sull’architettura hardware, sulle dimensioni fisiche, e sulle modalità di uso prevalenti. Saranno queste ultime le categorie di riferimento utilizzate nel sintetico elenco che segue.
– PC. Con l’acronimo PC (Personal Computer) si intende qualsiasi calcolatore digitale ideato per soddisfare le esigenze di un singolo utente, sia in termini di spazio fisico (un’installazione da scrivania), sia in termini di modalità di funzionamento. Il personal computer consente a ogni operatore di disporre di un proprio elaboratore personale, senza doverlo dividere con altri.
Una definizione meno ambigua di PC è attualmente ‘c. desktop’ nell’ambito della quale vengono compresi tutti i calcolatori le cui dimensioni sono adeguate per un uso da ufficio o da scrivania (desk = scrivania e top = sopra).
– Notebook. Con il termine notebook (in inglese ‘agenda’) si indica una categoria di calcolatori che occupano poco spazio e che possono essere trasportati con facilità (portatili). Le dimensioni sono circa quelle di un’agenda formato A4 (21 cm per 29,7) con lo spessore di circa 5 cm; il peso si aggira intorno ai 3 kg. Risultano particolarmente idonei nel caso di frequenti viaggi e per professionisti che, terminato il lavoro in ufficio, desiderano continuarlo tra le mura domestiche.
– Palmari. Questi computer presentano differenze significative rispetto ai precedenti, sia per gli aspetti relativi alle modalità di utilizzo, sia per quel che riguarda l’architettura hardware e software. Il termine palmare (in inglese palmtop) indica la capacità di stare sul palmo della mano. I palmari misurano circa 20 per 10 cm e il loro peso raramente supera i 500 g.
Rispetto ai notebook i palmari sono inferiori sia nella velocità di calcolo sia nella memoria a disposizione. Essi utilizzano microprocessori di dimensioni e potenza ridotte e sono privi di unità a dischetti e di disco fisso. Le versioni più recenti sono dotate di sistemi operativi realizzati da Microsoft appositamente con un’interfaccia utente analoga a quella di Windows 98.
Il personal computer ha anche dei fratelli maggiori: workstation, minicomputer, mainframe, supercomputer.
– Le workstation sono c. utilizzati individualmente o all’interno di una rete LAN, delle dimensioni e dell’aspetto di un desktop o poco più grandi. Sono dotate di processori più evoluti, di maggiore capacità di memoria e di archiviazione. Le workstation sono adatte a svolgere compiti specializzati, spesso nel campo della grafica, della progettazione, del disegno tecnico, dell’ingegneria. Il costo di queste macchine, d’altronde, è a volte molto superiore a quello dei personal.
– I minicomputer sono elaboratori ancora più potenti. Essi sono posti al centro di una rete di terminali, ognuno dei quali lavora con il minicomputer come se fosse un computer isolato, ma condividendo sia i dati, sia le apparecchiature di stampa, sia gli stessi programmi.
Tipica dei minicomputer, infatti, è la possibilità di avere un solo programma che viene utilizzato in contemporanea da più terminali.
– I mainframe sono su un gradino ancora superiore. Questi elaboratori possono essere utilizzati da moltissimi terminali, anche a distanza tramite collegamenti telematici. Possono conservare numerosi archivi di dati e mandare in esecuzione molti programmi contemporaneamente. Sono utilizzati nell’ambito di grosse aziende per la gestione industriale vera e propria o in organismi statali per le elaborazioni di grossi archivi di dati sempre in evoluzione. Costituiscono il nucleo centrale dei servizi informativi delle banche, degli istituti finanziari e delle borse. Sono anche impiegati dai servizi telematici pubblici e privati perché permettono il collegamento contemporaneo di molti terminali o c. e l’esecuzione veloce delle rispettive transazioni.
– I supercomputer sono abbastanza rari. Il loro costo è molto alto e vengono utilizzati nella progettazione industriale e nell’elaborazione di dati ad altissimo livello. Oltre che dalle multinazionali, i supercomputer sono impiegati da organismi statali e organizzazioni militari. (Ciberspazio; Computer Mediated Communication)