Questa lezione definirà il concetto di computer, di hardware e di software e spiegherà quali sono i principali componenti di un PC

Anche se la gamma dei Computers è vastissima, si può dire che tutti sono costituiti da due componenti: hardware e software.

Volendo distinguere fra le varie classi di computer possiamo ricordare i cosiddetti mainframes che inizialmente erano gli unici tipi di computer disponibili, essi erano grosse e potentissime macchine, cui potevano essere collegati numerosissimi terminali "stupidi", un esempio di macchine di questo tipo è rappresentato dagli IBM della classe 3090.

Successivamente, con la progressiva diffusione della elaborazione elettronica anche nelle aziende di media dimensione apparve una nuova categoria di computer, di dimensioni e di potenza molto più ridotta, ma anche di costo adeguato a dimensioni aziendali medie, i cosiddetti mini, un tipico esempio potrebbe essere rappresentato dal AS/400 della IBM.

La comparsa e la successiva diffusione esplosiva del Personal Computer ha certamente fatto sì che numericamente essi superassero di diversi ordini di grandezza tutti gli altri tipi di computer, inoltre le reti di PC hanno in molti casi sostituito un mainframe.

Esistono poi elaboratori molto particolari, usualmente destinati alla ricerca oppure a scopi militari, che eseguono il calcolo in parallelo e sono dotati di potenze di calcolo enormi, si tratta dei cosiddetti supercalcolatori. I più diffusi sono probabilmente i Cray (un caso particolare potrebbe essere Deep Blue costruito da IBM per sfidare un campione mondiale di scacchi).

Da alcuni anni ha fatto la sua comparsa un oggetto che pur non essendo esattamente un computer, tuttavia sta offrendo un numero sempre maggiore di funzioni tipiche dei computer, unite ad altre, parliamo dei cosiddetti "palmari" o PDA (Personal Digital Assistant).

Manca ancora una standardizzazione delle funzioni, ma certamente possiamo dire che si è passati molto rapidamente da funzioni tipiche di una agenda elettronica a veri e propri sistemi di videoscrittura uniti a fogli elettronici.

Una fusione di queste funzioni con quelle di un telefono cellulare danno probabilmente origine ad un dispositivo di comunicazione e di elaborazione/memorizzazione personale.

Molte delle cose che diremo sono certamente valide per tutti i computer, ma in particolare noi ci occuperemo dei Personal Computer, con i quali tutti ci troviamo ad interagire quotidianamente sul lavoro e a casa.

Il computer è certamente una macchina profondamente diversa da tutte quelle inventate dall'uomo: invece di trattare elementi fisici essa opera su una entità astratta, l'informazione.

Esso è una macchina programmabile che opera memorizzando, elaborando e trasmettendo le informazioni sotto forma di impulsi elettrici che rappresentano i bit. Per motivi tecnici i computer codificano le informazioni utilizzando una convenzione binaria, che ammette solo i simboli 0 ed 1 (presenza o assenza di corrente, potenziale positivo o nullo ecc.) e consente di ridurre la possibilità di errori indotti da disturbi.

L'unità elementare di informazione può assumere solo i due valori 0 ed 1 e prende il nome di bit (contrazione di BInary digiT o di BInary uniT).

Per la rappresentazione di lettere o numeri (che possono assumere molti valori diversi) è necessario raggruppare diversi bit, un raggruppamento di 8 bit viene denominato byte ed è in grado di rappresentare 256 diversi valori, infatti 8 elementi ciascuno dei quali può assumere due valori possono assumere uno qualsiasi di 2⁸ = 256 valori.

In concreto con un byte si può rappresentare una lettera dell'alfabeto, un segno di punteggiatura, un numero o un carattere speciale (come ad esempio quello ormai diventato notissimo @ ).

Per questa sua capacità di rappresentare gli elementi di informazioni con cui lavoriamo, il byte è stato usato come unità di misura della quantità di dati memorizzati sul computer e della capacità di immagazzinamento dei dispositivi di memorizzazione; come per tutte le altre unità di misura sono poi nati i multipli:

un kilobyte (KB) = 1.024 byte

un megabyte (MB) = 1.024 KB (circa un milione di byte)

un gigabyte (GB) = 1.024 MB (circa un miliardo di byte)

un terabyte (TB) = 1.024 GB (circa mille miliardi di byte)

Cerchiamo ora di schematizzare in breve i principali componenti che interagiscono internamente ed esternamente ad un qualsiasi computer.

Con il termine hardware si intendono appunto tutti i componenti fisici, elettronici e meccanici di un sistema informatico.

Con software invece si identificano le istruzioni, i programmi eseguibili e i dati.

Potremmo dire che in una orchestra l'hardware è rappresentato dagli strumenti musicali, mentre il software sono le partiture che ogni orchestrale tiene sul suo leggìo.

Il Sistema Operativo è il software fondamentale di un computer.

Controlla e dirige tutti i dispositivi, traducendo in un linguaggio (il codice binario) che l'hardware possa comprendere tutte le istruzioni impartite dall'utente e gestendo contemporaneamente tutte le risorse interne ed esterne al PC.

Nell'evoluzione del personal computer si è passati dal sistema operativo MS-DOS alle varie versioni di WINDOWS, passando da sistemi estremamente rivolti a personale specializzato a sistemi sempre più rivolti al pubblico, attraverso migliorie in termini di grafica e di interfaccia con l'utente.

Guardando un PC di solito si considerano separatamente l'unità centrale e le periferiche.

La prima è contenuta in un involucro (case, che può essere una scatola orizzontale per i desktop o un elemento verticale per i cosiddetti tower) in cui sono contenuti i componenti elettronici ed i circuiti integrati fondamentali per il funzionamento del PC.

Naturalmente ciò vale solo per i computer da tavolo, in quanto ovviamente i portatili sono costituiti da un unica "scatola" in cui si trova tutto.

Le periferiche sono invece i dispositivi che consentono al PC di comunicare con l'esterno: esse possono servire per introdurre dati e programmi (dispositivi di input come la tastiera o il mouse) o per comunicare all'utente i risultati (dispositivi di output come il video o la stampante).

Guardando il case di una unità centrale si vede (magari un po' nascosto) l'interruttore principale che serve per accendere il PC.

Normalmente si può vedere una fessura dietro cui si trova il drive per i dischetti che è il dispositivo necessario per leggere/scrivere dati sui floppy disk. Normalmente esso viene indicato con la lettera A e se esiste un secondo drive per floppy esso prende il nome di B. Il drive è corredato di un motore per far ruotare i dischetti e di una testina di lettura/scrittura, una spia luminosa segnale se la testina è in funzione: quando la spia è accesa è importante non togliere il dischetto per evitare di danneggiarlo.

Su tutti i moderni PC si trova anche il lettore CD che è un dispositivo che consente di leggere dati da un CD-ROM. Fattore importante di questi dispositivi è la velocità di lettura, dato che un CD contiene moltissime informazioni (circa 650 MB). Normalmente il lettore di CD è in grado anche di leggere i CD audio che si utilizzano negli impianti Hi Fi.

Nei PC di un certo livello è presente anche un masterizzatore , cioè un dispositivo in grado di registrare dati su un CD.

Le casse o diffusori consentono al PC di emettere suoni o rumori: senza le casse un PC non si può considerare multimediale. Per funzionare correttamente le casse debbono essere pilotate da un dispositivo hardware, la cosiddetta scheda audio.

Di solito nella parte posteriore del PC vi sono molti ingressi (porte) in cui inserire i connettori dei cavi che collegano la periferica, e la presa in cui inserire il cavo di alimentazione.

Di solito, per evitare errori, porte e connettori sono contrassegnati in modo da rendere immediatamente visibili le connessioni da fare.

Ad esempio la tastiera termina con un connettore tondo che va inserito nella porta per la tastiera .

Nella porta parallela occorre inserire il cavo della stampante (porta LPT1).

Le porte seriali servono per inserire i connettori collegati a svariati dispositivi come il mouse o un modem esterno, normalmente vi sono due porte seriali indicate con COM1 e COM2 ed aventi dimensioni diverse (9 e 25 pin); i pin sono sottili spinotti metallici che portano i segnali elettrici e possono essere uniti in connettori a 9 o a 25 pin.

In alcuni PC vi è una speciale porta di forma rotonda (il connettore per il mouse ) per il collegamento di un mouse mediante un connettori di tipo PS/2.

Nella porta video , indicata con la sigla VGA, deve essere collegato il cavo proveniente dal video.

Se il PC è collegato in rete con altri computer esso avrà anche un connettore di rete in cui si inserisce appunto il cavo di rete.

Nei PC multimediali si avranno uno o più ingressi e uscite audio collegabili a diffusori, per esempio cuffie, un microfono o altre sorgenti audio.

Accanto agli ingressi audio si trova la porta per il joystick o porta MIDI, in cui si può inserire il connettore di un dispositivo che consente di interagire con i video giochi, appunto il joystick. La porta MIDI consente anche di connettere una periferica audio come una tastiera musicale.

Sui computer recenti si trovano anche una o due prese USB per il collegamento di periferiche che scambiano molti dati con il computer, come scanner, videocamere ecc.

Recentemente si sono aggiunte anche le porte FireWire che consentono velocità ancora più elevate.

Apriamo ora idealmente il case e vediamo che cosa c'è dentro.

Al primo sguardo si nota la cosiddetta "scheda madre " o motherboard, il componente principale in cui si innestano tutti gli altri, quello che fa da tramite per lo scambio di informazioni fra le varie parti del computer.

Normalmente si presenta come un grosso circuito stampato di forma rettangolare e che contiene il microprocessore, la memoria RAM ed i circuiti che collegano le memorie di massa (cioè disco fisso, floppy e CD-ROM), il controller, la scheda video, la scheda audio e le unità periferiche come monitor, tastiera, mouse, joystick, stampante, modem, scanner ecc.