ELABORATORE ELETTRONICO

È un insieme di dispositivi materiali (hardware) e di programmi (software) capace di rilevare informazioni (input), codificarle, elaborarle compiendo operazioni matematiche, di comparazione, di selezione e ordinamento ecc. secondo una sequenza prestabilita da un programma e dare infine un certo prodotto (output), che può essere la videata, la stampa o la trasmissione a distanza di un tabulato, di uno scritto, del risultato di un calcolo o di una ricerca in archivi domestici o Internet, di un segnale di comando o di altro input per qualche macchina o processo di qualsiasi genere, industriale e non ecc. I sinonimi computer, calcolatore elettronico e il francese ordinateur derivano da quelli che sono stati storicamente i suoi impieghi prevalenti. I grandi vantaggi offerti da un calcolatore sono la possibilità di elaborare grandi quantità di dati con grande velocità e precisione, mediante automatismi che evitano penosi lavori ripetitivi, trattando i dati sia con operazioni aritmetiche, sia con operazioni logiche (cioè riunendo, dividendo e smistando i dati secondo certi criteri), sia combinando i due procedimenti. Rientrano tra le possibilità degli elaboratori quelle di memorizzare e ricercare informazioni in grandi archivi e quelle di trasmettere dati in rete, il che consente lo scambio a distanza di dati tra elaboratore e terminali e tra elaboratori.

1. Hardware e software. L’hardware dell’elaboratore è composto dall’unità centrale di elaborazione (Central Processing Unit, CPU), dalla memoria di lavoro (RAM e ROM) detta anche principale o centrale, dalle memorie esterne o di massa, dai canali di comunicazione (BUS), dalle periferiche di ingresso o di uscita (schermo, tastiera, mouse, modem, scanner, stampante ecc.) delle informazioni. Indispensabili per il funzionamento dell’elaboratore sono i programmi, distinguibili in programmi di servizio (sistema operativo) e applicativi, ovvero programmi mirati all’elaborazione dei dati. L’acquisizione delle informazioni (input) avviene attraverso dispositivi (tastiera, mouse, lettore di dischetti, dispositivi di memoria di massa, scanner, modem ecc.). L’uscita (output) delle informazioni avviene attraverso schermo, stampanti, modem, dispositivi di memoria di massa. v.; driver;compact disk; disco flessibile; disco rigido; disco ottico; memoria; memoria di massa; nastro magnetico; periferica; PCMCIA; schermo; sistema operativo; software; terminale.

2. Precedenti storici. Calcolatrici meccaniche erano state costruite già nel XVII secolo da Pascal e Leibniz e un progetto di “macchina analitica” capace di eseguire algoritmi complessi con organi meccanici era stato avviato (ma non realizzato) dal matematico inglese Charles Babbage (1792-1871). Con lui aveva collaborato Ada Byron Lovelace, sorella del poeta, realizzando un sottoprogramma su schede perforate che permetteva di compiere automaticamente alcune operazioni aritmetiche senza l’intervento ripetitivo dell’operatore. Sul finire del secolo XIX l’americano Hollerith realizza le macchine elettromeccaniche a schede perforate (il cui primo impiego è stato fatto per l’elaborazione del Censimento statunitense del 1890). Prodotte industrialmente, queste macchine sono le prime ad avere qualche capacità di decisione logica (cioè di separare i dati secondo determinate condizioni rivelate dalle perforazioni) e sono state l’apparecchiatura per l’elaborazione elettromeccanica di massa dei dati statistici e contabili disponibile fino agli anni Cinquanta del secolo scorso e cioè fino all’affermarsi dell’elaborazione elettronica.

3. Generazioni di elaboratori. Si suole distinguere diverse generazioni di elaboratori elettronici secondo le tappe del progresso tecnologico delle sue principali componenti. a) La prima generazione di elaboratori (il cui capostipite è stato l’americano Electronic Numerical Integrator and Computer-ENIAC del 1946) utilizzava come componenti le valvole termoioniche, per memoria tubi di mercurio e per l’input/output dei dati le schede perforate. Essa dura circa 15 anni. b) La seconda generazione si mantiene grosso modo lungo il successivo decennio 1960-1970 e anche oltre ed è caratterizzata dalle applicazioni del transistor, della memoria magnetica e delle unità di input/output a nastro. Queste tecniche erano state scoperte già da prima (il transistor nel 1947), o avevano trovato applicazione anche in precedenza, ma solo con gli anni Sessanta esse diventano correntemente disponibili per l’industria elettronica. c) La terza generazione compare negli anni Settanta con gli sviluppi della tecnologia di circuiti integrati e microprocessori e dei dischi magnetici e ottici. Il primo hard disk affidabile è commercializzato nel 1973 (il Winchester di 30 Mb dell’IBM), il primo microprocessore affidabile (il chip 8080 dell’Intel) entra sul mercato nel 1974, il primo compact disk nel 1982. Nel corso di questi anni si perfeziona la tecnologia costruttiva dei circuiti integrati, la LSI (Large Scale Integration) che permette di concentrare in piccoli chip migliaia di transistori e di costruire il supporto materiale della RAM. Compare in questo periodo sul mercato il minicomputer e una serie di periferiche (tastiera, schermo CRT, drive) e con esse, sul finire degli anni Settanta, il personal computer. d) Quarta generazione. A partire dall’inizio degli anni Ottanta si sviluppa una nuova tecnica costruttiva di circuiti integrati, la VLSI (Very Large Scale Integration) che eleva il numero dei transistori integrabili su un chip all’ordine del milione.Ciò permette ai costruttori di realizzare computer più potenti e meno costosi. Si perfeziona anche la tecnologia degli hard disk che incrementano velocità di accesso e soprattutto la capacità, oggi di decine di Gb e, in prospettiva, tendente all’ordine di qualche centinaia di Gb. I computers costruiti dalla metà degli anni Ottanta sono detti di quarta generazione. e) Una quinta generazione è identificabile negli elaboratori degli anni Novanta, caratterizzata non tanto per i progressi dell’hardware (per il quale si sono avuti perfezionamenti importanti delle tecnologie già note), quanto per il software e, in specie, per gli sviluppi dell’intelligenza artificiale (IA).

4. Classificazione degli elaboratori elettronici. I calcolatori si distinguono in analogici, quando elaborano segnali modulati e, in tal caso, sono adatti a risolvere problemi di tipo continuo (p.e. regolazione di impianti), digitali, quando elaborano informazioni discrete rappresentate in forma numerica, ibridi quando hanno entrambe le capacità. Super computer è un elaboratore capace di altissima velocità di computo, superiore agli altri computer esistenti, dotato di centinaia o migliaia di CPU, adatto ai computi della ricerca scientifica, dell’ingegneria e dei militari (simulazioni, previsioni meteorologiche, ricerca petrolifera, progettazione di aerei ecc.), non agli usi commerciali e di controllo della produzione. mainframe è un computer multiutente, non necessariamente tra i più tecnologicamente avanzati in termini di hardware e di software, ma dotato di miliardi di byte di memoria di massa e capace di gestire migliaia di terminali e di stampanti. Esso è specialmente adatto agli usi commerciali. General-purpose è un computer (ma anche ogni altro dispositivo) con caratteristiche elevate di capacità di memoria, potenza e velocità di elaborazione e destinabile, quindi, a molti usi senza bisogno di modifiche particolari. Special-purpose è un computer progettato per risolvere un gruppo limitato e specializzato di problemi (p.e. i minicomputer impiegati nella regolazione e nel controllo dei processi industriali e di impianti in genere, per word processing, per terminali ecc.). Altre categorie di elaboratori elettronici sono il minicomputer, la workstation e ilpersonal computer.

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