Un computer è un dispositivo in grado di memorizzare le informazioni che elaboriamo ogni volta che vogliamo e restituirle ogni volta che lo desideriamo. I computer odierni sono in grado di tracciare insiemi generalizzati di processi chiamati programmi. Questi programmi consentono ai computer di eseguire un'ampia varietà di attività. Un computer completo contenente l'hardware, il sistema operativo (software principale) e le apparecchiature periferiche necessarie e utilizzate per il funzionamento "completo" può essere definito sistema informatico. Questo termine può essere utilizzato anche per un gruppo di computer collegati e che lavorano insieme, in particolare una rete di computer o un cluster di computer. Il primo computer elettrico è l'ENIAC.
I computer sono apparsi in molte forme diverse nel corso della storia. I primi computer della metà del XX secolo avevano le dimensioni di una grande stanza e consumavano centinaia di volte più energia dei computer odierni. All'inizio del 20 ° secolo, i computer erano in grado di adattarsi a un orologio da polso e funzionare con una piccola batteria. Il motivo principale per cui possono essere prodotti così piccoli è che nel 21 i semiconduttori possono essere utilizzati per realizzare circuiti che possono adattarsi a spazi molto piccoli. I computer che utilizziamo oggi hanno guadagnato velocità dopo il 1969, che era il primo titolo di processore Intel. La nostra società ha riconosciuto il personal computer e il suo equivalente portatile, il computer portatile, come simboli dell'era dell'informazione e lo ha identificato con il concetto di computer. Sono ampiamente utilizzati oggi. Il principio di funzionamento di base del computer è il sistema di numeri binari, ovvero codici composti solo da 4004 e 0.
La possibilità di salvare il software desiderato ed eseguirlo in qualsiasi momento è la caratteristica principale che rende i computer versatili e li distingue dalle calcolatrici. La tesi di Church-Turing è un'espressione matematica di questa versatilità e sottolinea che qualsiasi computer può svolgere i compiti di un altro. Quindi, qualunque sia la loro complessità, dai computer tascabili ai supercomputer, tutti possono svolgere le stesse attività senza limiti di memoria e di tempo.
Storia del computer
Molti dispositivi noti in passato come "computer" non meritano questa definizione secondo i criteri odierni. Computer all'avvio sözcüEra un nome dato agli oggetti che facilitavano il processo computazionale. Esempi informatici di questo primo periodo includono il numero di perline (abaco) e la Antikitera Machine (150 aC - 100 aC). Secoli dopo, alla luce delle nuove scoperte scientifiche alla fine del Medioevo, il primo di una serie di dispositivi informatici meccanici sviluppati dagli ingegneri europei appartiene a Wilhelm Schickard (1623).
Tuttavia, nessuno di questi dispositivi soddisfa la definizione odierna di computer, poiché non è compatibile con il software (o installabile). Le schede perforate prodotte da Joseph Marie Jacquard nel 1801 per automatizzare il processo sul telaio di tessitura sono considerate come una delle prime tracce di software (installazione) nel processo di sviluppo dei computer, seppur limitato. Grazie a queste schede fornite dall'utente, il telaio per tessitura potrebbe adattare il suo funzionamento al disegno descritto con i fori sulla scheda.
Nel 1837, Charles Babbage concettualizzò e progettò il primo computer meccanico completamente programmabile, che chiamò Analytical Engine (macchina analitica o analitica). Tuttavia, non ha potuto sviluppare questa macchina per motivi finanziari e l'incapacità di terminare il suo lavoro su di essa.
Il primo uso su larga scala delle schede perforate fu la calcolatrice progettata da Herman Hollerith nel 1890 per essere utilizzata nelle transazioni contabili. L'attività a cui Hollerith era affiliato a quel tempo era IBM, che diventerà un gigante mondiale dei computer negli anni successivi. Entro la fine del 19 ° secolo, iniziarono ad emergere applicazioni (tecnologie) che avrebbero contribuito notevolmente allo sviluppo dell'hardware e delle teorie informatiche negli anni a venire: schede perforate, algebra booleana, tubi spaziali e dispositivi telescriventi.
Nella prima metà del XX secolo, molti requisiti scientifici sono stati soddisfatti con computer analogici sempre più complessi. Tuttavia, erano ancora lontani dal livello di infallibilità dei computer odierni.
Per tutti gli anni '1930 e '1940, le applicazioni informatiche continuarono a migliorare e l'avvento del computer elettronico digitale ebbe luogo solo dopo l'invenzione dei circuiti elettronici (1937). Importanti opere di questo periodo includono quanto segue:
- Le "macchine Z" di Konrad Zuse. Z3 (1941) è la prima macchina che può funzionare sulla base di numeri binari e operare con numeri reali. Nel 1998 lo Z3 si è dimostrato compatibile con Turing e si è così guadagnato il titolo di primo computer.
- Il computer Atanasoff-Berry (1941) era basato su tubi distanziatori e aveva una base di numeri binari e un hardware di memoria basato su condensatori.
- Il computer Colossus di fabbricazione inglese (1944) ha dimostrato che l'uso di migliaia di tubi, nonostante il suo firmware limitato (installabilità), può essere sufficientemente affidabile. II. È stato utilizzato nella seconda guerra mondiale per analizzare le comunicazioni segrete delle forze armate tedesche.
- Harvard Mark I (1944), un computer con configurabilità limitata.
- Sviluppato dall'esercito degli Stati Uniti, ENIAC (1946) si basa su una base di decimali e ha il titolo di primo computer elettronico di uso generale.
Identificando gli aspetti negativi di ENIAC, gli sviluppatori hanno lavorato a una soluzione più flessibile ed elegante e hanno proposto quella che ora è nota come architettura software nascosta, o più comunemente nota come architettura von Neumann. Dopo aver menzionato per la prima volta questo progetto in una pubblicazione di John von Neumann (1945), il primo dei computer sviluppati sulla base di questa architettura fu completato nel Regno Unito (SSEM). ENIAC, che ha acquisito la stessa architettura un anno dopo, è stata denominata EDVAC.
Con quasi tutti i computer odierni compatibili con questa architettura, il computer sözcüÈ anche usato come definizione del giorno. Pertanto, secondo questa definizione, sebbene i dispositivi del passato non siano conteggiati come computer, vengono comunque indicati come tali nel contesto storico. Sebbene l'implementazione del computer abbia subito cambiamenti radicali dagli anni '1940, la maggior parte è rimasta fedele all'architettura di von Neumann.
Dopo che i computer basati su tubi spaziali rimasero in uso per tutti gli anni '1950, i computer basati su transistor più veloci ed economici si diffusero negli anni '1960. Come risultato di questi fattori, i computer sono passati alla produzione di massa a un livello senza precedenti. Negli anni '1970, l'implementazione del circuito integrato e lo sviluppo di microprocessori come l'Intel 4004 hanno visto ancora una volta un enorme aumento delle prestazioni e dell'affidabilità, nonché una riduzione dei costi. Negli anni '1980, i computer iniziarono a prendere il loro posto nelle apparecchiature di controllo di molti dispositivi meccanici nella vita quotidiana come le lavatrici. Nello stesso periodo, i personal computer stavano guadagnando popolarità. Infine, con lo sviluppo di Internet negli anni '1990, i computer sono diventati dispositivi comuni come la televisione e il telefono.
Secondo l'architettura di von Neumann, i computer sono costituiti da quattro componenti principali: il computer ha una logica aritmetica.
memoria
La memoria di un computer può essere pensata come un insieme di celle che contengono numeri. Può essere scritto in ogni cella e il suo contenuto può essere letto. Ogni cella ha un indirizzo univoco. Un comando sarebbe, ad esempio, sommare il contenuto della cella numero 34 con il numero di cella 5.689 e posizionarlo nella cella 78. I numeri che contengono possono essere qualsiasi cosa, numero, comando, indirizzo, lettera, ecc. Solo il software che lo utilizza determina la natura del suo contenuto. La maggior parte dei computer odierni utilizza numeri binari per salvare i dati e ogni cella può contenere 8 bit (cioè un byte).
Quindi un byte può rappresentare 255 numeri diversi, ma possono essere solo da 0 a 255 o da -128 a +127. Quando vengono utilizzati più byte disposti uno accanto all'altro (solitamente 2, 4 o 8), è possibile registrare numeri molto più grandi. La memoria dei computer moderni contiene miliardi di byte.
I computer hanno tre tipi di memoria. I registri nel processore sono estremamente veloci ma hanno una capacità molto limitata. Sono utilizzati per soddisfare la necessità del processore di accedere alla memoria principale molto più lenta. La memoria principale è suddivisa in Random Access Memory (REB o RAM, Random Access Memory) e Read Only Memory (SOB o ROM, Read Only Memory). Può essere scritto sulla RAM in qualsiasi momento e il suo contenuto viene conservato solo finché viene mantenuta l'alimentazione. Contiene informazioni che possono essere lette e precaricate solo nella ROM. Conserva questo contenuto indipendentemente dalla forza. Ad esempio, mentre qualsiasi dato o comando risiede nella RAM, si trova nel BIOS ROM, che regola l'hardware del computer.
Un ultimo sottotipo di memoria è la memoria cache. Si trova nel processore ed è più veloce della memoria principale oltre ad avere una capacità maggiore rispetto ai registri.
Input / Output è lo strumento utilizzato da un computer per scambiare dati dal mondo esterno. Le unità di input comunemente utilizzate includono la tastiera e il mouse e, per l'output, lo schermo (o visualizzatore, monitor), altoparlante e stampante. I dischi fissi e ottici, d'altra parte, assumono entrambi i compiti.
Reti di computer
I computer sono stati utilizzati dagli anni '1950 per coordinare le informazioni attraverso i multimedia. Il sistema dell'esercito statunitense (SAGE) è stato il primo esempio completo di tali sistemi e questo sistema è stato il pioniere di molti sistemi commerciali speciali come (Sabre). Negli anni '1970, gli ingegneri americani gettarono le basi di quella che oggi è conosciuta come la rete di computer collegando i computer (ARPANET) nell'ambito di un progetto condotto in ambito militare. Nel corso del tempo, questa rete di computer non è stata limitata alle unità militari e accademiche, ma si è espansa, e oggi milioni di computer sono stati formati internamente Bilgisunar (Internet o rete generale). Negli anni '1990, le reti di computer si sono diffuse con protocolli chiamati Global Network (World Wide Web, WWW) sviluppati nel centro di ricerca CERN in Svizzera, applicazioni come la posta elettronica e soluzioni hardware economiche come Ethernet.
hardware
Il concetto di hardware comprende tutti i componenti tattili di un computer.
| Unità periferiche (ingresso / uscita) | accesso | Mouse, tastiera, joystick, browser |
| uscita | Monitor, stampante, altoparlante | |
| Entrambi | Unità floppy, disco rigido, disco ottico | |
| Unità di link | A corto raggio | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Lungo raggio (reti di computer) | Ethernet, ATM, FDDI |
Unità di ingresso / uscita
Input / output consente la comunicazione tra diverse unità funzionali (sottosistemi) del sistema di elaborazione delle informazioni o di inviare segnali di informazione direttamente a queste interfacce.
Gli ingressi sono segnali provenienti da unità diverse. Le uscite sono i segnali inviati a queste unità. I dispositivi I / O vengono utilizzati da un utente (o altri sistemi) per connettersi al computer. Ad esempio, la tastiera e il mouse sono dispositivi di input del computer. Lo schermo, l'altoparlante e la stampante sono i dispositivi di output del computer. Dispositivi diversi utilizzano segnali di ingresso e uscita per connettersi al computer. Modem e schede di connessione possono essere esempi.
Tastiera e mouse prendono come input i movimenti fisici degli utenti e portano questi movimenti fisici a un livello comprensibile ai computer. Le unità di uscita (come stampante, altoparlante, schermo) prendono i segnali di uscita prodotti dal computer come un segnale di ingresso e convertono questi segnali in uscite che gli utenti possono vedere e leggere.
Nell'architettura del computer, l'unità di elaborazione centrale (CPU) e la memoria principale costituiscono il cuore del computer. Perché la memoria può leggere direttamente i dati nell'unità di elaborazione centrale con le proprie istruzioni e scrivere i dati direttamente nell'unità di elaborazione centrale. Ad esempio, un'unità floppy tiene conto dei segnali di I / O. La fornitura di metodi di I / O da parte dell'unità di elaborazione centrale aiuta a completare i driver di dispositivo nella programmazione di computer di basso livello.
Sistemi operativi di alto livello e programmazione di alto livello consentono di operare distinguendo concetti di I / O ideali ed elementi di base. Ad esempio, il linguaggio di programmazione C contiene funzioni per organizzare gli I / O del software. Queste funzioni consentono di leggere i dati dai file e di scrivere i dati in questi file.
software
Il concetto di software descrive tutti i componenti non materiali del computer: software, protocolli e dati sono tutti software.
| OS | Unix / BSD | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| GNU / Linux | Distribuzioni Linux | |
| Microsoft Windows | Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows CE, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 Windows 8.1 Windows 10 | |
| DOS | DOS / 360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| Mac OS | Mac OS X | |
| Sistemi operativi integrati e in tempo reale | Sistemi operativi incorporati | |
| biblioteche | multimedia | DirectX, OpenGL, OpenAL |
| Libreria software | Libreria C. | |
| Dati | Regola di comunicazione | TCP / IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Formati dei documenti | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| interfaccia utente | Interfaccia utente grafica (WIMP) | Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Interfaccia utente testuale | Riga di comando, Shell | |
| Diğer | ||
| applicazione | ufficio | Elaboratore di testi, desktop publishing, software di presentazione, sistema di gestione database, foglio di calcolo, software di contabilità |
| Accesso al computer | Browser, client di posta elettronica, server Web globale, software di messaggistica istantanea | |
| disegno | Progettazione assistita da computer, Produzione assistita da computer | |
| Grafica | Editor di grafica cellulare, Editor di grafica direzionale, Modellatore 3D, Editor di animazione, Computer grafica 3D, Editing video, Elaborazione di immagini | |
| Suono numerico | Editor audio digitale, lettore audio | |
| Ingegneria del software | Compilatore, traduttore, interprete, debugger, editor di testo, ambiente di sviluppo integrato, revisione delle prestazioni, controllo delle modifiche, gestione della configurazione del software | |
| Giochi | Strategia, Avventura, Rompicapo, Simulazione, Giochi di ruolo, Narrativa interattiva | |
| Ek | Artificial +, Software antivirus, Document manager |
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