Il calcolatore elettronico, noto con il nome di elaboratore o PC altro non è che una macchina, il frutto di tecnologie. In realtà una macchina è costituita da due parti fondamentali: l'HARDWARE e il SOFTWARE. Per hardware si intende il materiale elettronico, elettrico, elettromagnetico e meccanico di cui la macchina è composta, indipendentemente dalle applicazioni per le quali può essere impiegata. Il software è il termine invece relativo ai programmi, alle specifiche applicazioni che "girano" sulla macchina, cioè il complesso delle istruzioni che rendono possibile utilizzare la macchina per sortire i risultati desiderati.

Il software è quindi un complesso di istruzioni che l'hardware deve comprendere ed eseguire.
E' necessario quindi, oltre ad una minima conoscenza di come materialmente è costituita una macchina, capire quali sono le parti fondamentali che la costituiscono, cioè le "componenti" dell'elaboratore, e comprendere in che modo i dati vengano gestiti dalla macchina e dalle sue componenti.

1.1 L'INFORMAZIONE DIGITALE
L'eleboratore è una macchina detta numerica o digitale in contrapposizione alle apparecchiature analogiche. Il termine digitale deriva dall'inglese "digit" che significa cifra o numero. L'elaboratore infatti è in grado di gestire informazione trasmissibile in forma digitale cioè lavora su numeri. Questi numeri sono due: 0 e 1. L'informazione a due valori è detta bit (binary digit). Le macchine informatiche possono infatti manipolare solo i due simboli della notazione numerica binaria (0 ed 1).
La convenzione che fa corrispondere all'associazione di bit un'informazione è detta codifica. Con la codifica si esprimo vari e differenti tipi di dato o, per meglio dire, tutta l'informazione veicolata da un calcolatore è esprimibile sottoforma BINARIA e quindi con il ricorso a questa notazione è possibile gestire ogni tipo di informazione. L'unico codice attualmente comprensibile da parte della macchina è quindi il codice di numerazione binaria, unico codice di comunicazione verso l'elaboratore; esso è quindi definibile come un sistema di segni mediante il quale possiamo trasmettere dei dati. Per la precisione diremo che la codifica è un procedimento per mezzo del quale i dati che compongono un'informazione possono diventare un messaggio. Essendo i computer delle macchine che funzionano quindi in base a principi binari, le codifiche binarie, quelle cioè formate da due segni, sono fondamentali in informatica [1].
Per riuscire ad esprimere un'informazione un po' più articolata di due soli stati (o 0 o 1), fu deciso di considerare poi i bit a gruppi di 8 per formare un byte, un byte è perciò composto da 8 bit consecutivi [2]. Dal momento che ogni singolo bit può assumere due stati, un byte può assumere tutti gli stati da 00000000 a 11111111, con tutte le situazioni intermedie, per un totale di 256 diverse combinazioni (2×2×2… 8 volte =256) con cui esprimere l'informazione [3].

1.2 COMPONENTISTICA DEL CALCOLATORE

Il Case (il contenitore delle componenti dell'elaboratore)

Lo schema che illustra il funzionamento di un calcolatore è dovuto a Johan Von Neumann (1903-1957); esso è assai prossimo all'effettiva struttura dei moderni calcolatori.

Schema di un elaboratore: modello di Von Neumann

Le unità che costituiscono una macchina sono quindi:
A. Unità di ingresso (input) che consentono l'immissione di dati nella memoria.
B. Unità di memoria nella quale vengono registrate le informazioni.
C. Unità di controllo detta anche processore (Central Processing Unit o CPU) che presiede a tutte le operazioni del calcolatore, interpretando le istruzioni prelevate dalla memoria e inviando alle specifiche unità i segnali per l'esecuzione delle operazioni.
D. Unità aritmetico-logica (Arithmetic-Logic Unit o ALU) in grado di eseguire operazioni aritmetiche o logiche.
E. Unità di uscita (ouput) per la presentazione dei risultati dell'elaborazione.

Assieme alla spiegazione del funzionamento teorico delle componenti e all'illustrazione del ruolo svolto dalle varie unità, si è tentato di fornire anche un'indicazione delle caratteristiche tecniche di ciascuna delle componenti fisiche. E' bene saper fin da subito che la componentistica interna di un calcolatore è collocata sulla cosiddetta SCHEDA MADRE (Motherboard).

Esempio di Scheda Madre. Sono evidenziati gli slot PCI sui quali vanno collocate le varie schede

La scheda madre fa da supporto e connessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti (chipset, cache, bios [4]) adibiti al controllo delle varie parti. I modelli in commercio sono molte decine e ne escono sempre di nuovi. Spesso nei computer di marca le schede madri svolgono anche le funzioni audio, video e rete (che nei PC assemblati si trovano invece sempre su schede separate).

Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il processore, ram e le varie schede (audio, video, rete che generalmente vanno sugli slot PCI); vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell' hard disk e dei drives (cioè gli "sportelli" in cui si inseriscono le unità disco) per i dischi mobili (floppy e CD) [5].

A.-E. Unità di I/O (input-output)

Un computer elabora i dati e fornisce risultati eseguendo determinate istruzioni. I dati e i programmi devono essere inseriti dall'esterno. Le unità I/O sono le componenti del computer che consentono di inserire i dati utilizzando codifiche "naturali" (alfabeto tradizionale) e di ottenere come risultato dati scritti con le medesime codifiche.

Queste componenti devono quindi essere capaci di:
- Trascodificare i dati del linguaggio naturale in binario e viceversa
- Trasmettere e ricevere dati dalla CPU in codice binario.

Per ricevere e/o trasmettere bit, o byte [6], è necessario che avvenga una passaggio di segnali elettrici binari. Questo passaggio di dati avviene tramite dei COLLEGAMENTI. Ogni componente sarà quindi collegato alla macchina tramite un cavo con due estremità: una attaccata all'apparecchio e l'altra attaccata al calcolatore tramite le PORTE o INTERFACCE (seriale, parallela, USB, PS/2, rete, SCII, video).

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