IL COMPUTER

Diversi tipi di computer

Esistono tipi diversi di computer a secondo dell'utitlizzo e della loro potenza.

I PC: sono i  normali computer da casa o da ufficio. PC sta per Personal Computer. Usati per lo più come elaboratori di testo (word processor), per reperire o gestire informazioni (Internet, basi di dati), come strumenti da ufficio (amministrazione, programmi gestionali), per la comunicazione (e-mail), per la grafica o i giochi.
Workstation: usati principalmente nei laboratori di ricerca e nelle università. Sono computer più potenti dei PC adatti per il calcolo e la programmazione oppure per la grafica avanzata (set virtuali, montaggio video, effetti speciali cinematografici, ecc.) e per la ricerca
Mainframe: Sono grandi computer usati in grosse aziende, nelle banche e ovunque ci sia bisogno di gestire una complessa e delicata rete di computer e apparecchiature, per la gestione centralizzata di tutto il sistema.
I mainframe sono gli eredi diretti dei primi computer (quelli grandi come armadi che si vedono in certi film di spionaggio degli anni '60 '70) e ne rispecchiano ancora la struttura di base, con una macchina centrale cui fanno capo diversi terminali secondari.
Supercomputer: utilizzati in ambienti con necessità di calcolo avanzato. Potentissimi e costosissimi (possono arrivare a costare anche molti milioni di Euro). Si trovano solo presso i grandi centri di ricerca.

Nell'ambito dei soli computer per uso personale, esiste tradizionalmente un'ulteriore classificazione in base alla forma e alle dimensioni della macchina:
Desktop Computer: PC con la cassa orizzontale. In origine i PC erano sempre orizzontali.
Tower Computer: Computer a cassa verticale. Hanno oramai sostituito i Desktop per la praticità dell'ingombro. Ne esistono più o meno tre misure principali: Minitower, Midtower e Fulltower (o Bigtower).
Laptop: Computer portatili. Sono usati da chi deve spostarsi spesso per lavoro avendo sempre il proprio computer a portata di mano. Sono dotati di una batteria che consente un'autonomia di alcune ore per lavorare anche durante gli spostamenti. I modelli più recenti, di peso e di spessore sempre minori, vengono detti anche Notebook.
A parità di potenza, i portatili sono molto più costosi dei normali PC e anche più scomodi da usare per via delle dimensioni ridotte.
Palmari (Palmtop o Pocket PC): Sono computer di capacità ridotta nati dall'evoluzione delle agende elettroniche tascabili. Oltre alle normali funzioni delle agende, i palmari sono in grado di svolgere alcune funzioni base dei computer, come la navigazione in Internet, la posta elettronica, l'elaborazione di testi, ecc.

Software - l'installazione

L'installazione è il processo attraverso il quale si inserisce nuovo software sul computer. In genere non basta semplicemente copiare i file in una cartella ma è necessario compiere un'operazione un po' più complessa. Il sistema operativo infatti richiede che vari file di sistema vengano modificati affinché il nuovo programma possa interagire con esso e quindi funzionare.

In quasi tutti i sistemi operativi di uso comune (Win o Mac o, ultimamente, anche le versioni ad interfaccia grafica di Linux) i programmi vengono corredati di un file eseguibile (di solito chiamato setup.exe o install.exe) che, lanciato, permette di eseguire un'installazione guidata piuttosto semplice. I parametri modificabili sono solitamente la posizione dove si vuole installare il programma e se si vuole un'installazione completa (copiando tutti i file su proprio hard disk) o ridotta (lasciando alcuni file sul CD-Rom, se si sta installando da CD).
Una volta terminata l'installazione il programma è pronto per essere usato (alcuni programmi richiedono che il computer venga riavviato per attivare le modifiche apportate ai file di sistema).

Software applicativo

Viene definito software applicativo (o semplicemente "applicativi") tutto il software che non sia il sistema operativo.
In pratica qualsiasi programma, dalla videoscrittura (per es. Word della Microsoft) al foto ritocco (Adobe Photoshop) agli scompattatori (WinZip) ai programmi di posta (Outlook o Eudora), è un applicativo. Di fatto se su un computer ci fosse installato solo il sistema operativo funzionerebbe perfettamente ma l'utente non sarebbe in grado di farci nulla.

Indicativamente potremmo dividere i software applicativi in 5 categorie:
- Utilità di Sistema: programmi che servono per migliorare la gestione e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli stessi antivirus, oppure programmi per l'ottimizzazione delle risorse, per il controllo dello stato del sistema, la ripulitura dell'hard disk, ecc.
Office Automation: programmi di ausilio nei normali lavori d'ufficio, quindi creazione e elaborazione di testi (word processor), gestione di basi di dati (database), fogli di calcolo, posta elettronica, navigazione in Internet, ecc.
Applicazioni aziendali : progammi creati per le necessità specifiche delle aziende, come ad esempio i programmi per la fatturazione o per la gestione del personale, dei magazzini, dei macchinari industriali. Spesso si tratta di programmi creati ad hoc da aziende di produzione software.
Strumenti di sviluppo : programmi per la creazione di oggetti multimediali (pagine Web, animazioni e CD interattivi), elaborazione audio/video/immagini, programmi che servono per la creazione di nuovi applicativi (authoring tools).
Giochi e svago : giochi, emulatori, lettori audio e video.

Il File System

La memorizzazione dei dati su disco fisso o su qualsiasi altro supporto di memoria, viene gestito dal sistema operativo attraverso il file system. Lo scopo del file system è quello di organizzare e ordinare tutti i dati contenuti su un disco affinché possano essere facilmente trovati e utilizzati.

La struttura del file system è basata sul principio degli archivi.
Qualsiasi oggetto contenuto su disco è detto file (termine che originariamente significava "fascicolo"). Un file può essere un programma eseguibile, un insieme di dati numerici, un documento di testo, un’immagine, un documento sonoro, un filmato, una pagina web, un’animazione, o qualunque altra cosa.
Ogni file può essere contenuto in una directory o cartella. Le cartelle, oltre ai singoli file, possono contenere altre cartelle (dette sottocartelle) che possono contenerne altre e così via all'infinito.

Se consideriamo i dischi come un archivio, possiamo immaginare che ogni disco sia una sala in cui si trovano tanti armadi (le cartelle di primo livello) più alcuni documenti lasciati fuori dagli armadi (i file che si trovano alla radice del disco, cioè assieme alle cartelle di primo livello). Aprendo uno degli armadi troveremmo dei documenti appoggiati sugli scaffali (i file contenuti nella cartella) più alcune casse (le cartelle di secondo livello), aprendo una di queste casse troveremmo altri documenti e dei raccoglitori (terzo livello), all'interno dei quali troveremmo ancora dei documenti e delle buste (quarto livello), eccetera.

Nei sistemi operativi a interfaccia grafica questa schematizzazione è molto intutitiva. Le cartella vengono rappresentate da icone di piccole cartellette, ognuna ha un nome. I file sono anch'essi rappresentati da icone di tipo diverso, da un nome seguito da un'estensione di tre caratteri che ne indica il tipo separati da un punto.
Per es. winzip.exe Dove winzip è il nome del file e exe è il tipo di file (in questo caso un eseguibile, cioé un programma)
Due oggetti con lo stesso nome (estensione compresa) non possono trovarsi all'interno di una stessa cartella, ma possono invece esistere in due cartelle diverse (anche se contenute una nell'altra).

Il sistema operativo - evoluzione di Windows

Fino all'introduzione di Windows 98, i sistemi operativi a interfaccia grafica della Microsoft erano applicazioni (cioé programmi) vere e proprie che si appoggiavano a MS-DOS. Così Windows 1, 2, 3 e 95 andavano "lanciati" dalla finestra del DOS che si apriva all'accensione.
Da Windows 98 in poi il sistema divenne totalmente autonomo. Si avviava direttamente dopo l'accensione e il DOS, nelle ultimissime versioni, è praticamente sparito.

Software - il sistema operativo

Per sistema operativo (OS) si intende quel software che permette al computer di funzionare. Resta attivo da quando si accende il computer a quando si spegne.

Gestisce tutte le funzioni generali della macchina: l’aspetto grafico delle visualizzazioni su monitor, la scrittura e la lettura dai dischi, la messa in esecuzione e la chiusura dei vari programmi, la ricezione e trasmissione di dati attraverso tutti i dispositivi di I/O.
Come qualsiasi altro programma, anche il sistema operativo risiede sull'hard disk e viene caricato nella RAM al momento dell'accensione. Senza il sistema operativo un computer non sarebbe in grado di fare nulla oltre al boot.
Esistono molti sistemi operativi. I più comuni sono le varie versioni di Windows, il MacOS (solo per Macintosh), Linux e Unix. Esisteva l'MS-DOS che è ormai caduto in disuso.
La differenza principale tra Linux/Unix, MS-DOS e i vari Windows sta nel fatto che i primi sono detti sistemi a riga di comnado, mentre i secondi sono a interfaccia grafica (GUI).
Nei sistemi a riga di comando tutti i comandi devono essere inseriti da tastiera. È quindi necessario conoscere moltissimi comandi per poterlo far funzionare. Windows e MacOS, invece, hanno un'aspetto più accattivante e quasi tutti i comandi si presentano sotto forma di immagini (dette icone) piuttosto intutitive. Quasi tutta l'interazione avviene attraverso click del mouse. Questi ultimi sistemi operativi sono detti "user friendly" cioé amichevoli per l'utente in quanto, a differenza dei sistemi a riga di comando, possono essere utilizzati anche da utenti senza esperienza in campo informatico.

Le memorie di massa

Sono dette memorie di massa tutti i supporti su cui si possono immagazzinare e salvare dati come floppy, CD, Hard Disc ecc...
Lo spazio di immagazzinamento viene espresso in Byte e multipli:
il KiloByte (KB) pari a 1024 Byte (circa 1000 Byte)
il MegaByte (MB) pari a 1.048.576 Byte (circa un milione di Byte)
il GigaByte (GB) pari a 1.073.741.824 Byte (circa un miliardo di Byte)
e sta cominciando ad affacciarsi all'uso anche:
il TeraByte (TB) pari a 1.099.511.627.776 Byte (circa mille miliardi di Byte).
Ogni multiplo vale 1024 volte il precedente.

Le memorie di massa si dividono in 4 grandi categorie:

Dischi magnetici
Sono supporti la cui superficie viene magnetizzata per memorizzare i dati. Si possono scrivere, cancellare e riscrivere i dati. Basta però un forte campo magnetico per cancellare o danneggiare i dati.
Sono dischi magnetici i FLOPPY, gli HARD DISC, gli ZIP.

Dischi Ottici
Dischi la cui superficie viene "bruciata" per memorizzare i dati. Esistono dischi riscrivibili che permettono la cancellazione per un numero limitato di volte (la superficie si danneggia ad ogni "incisione"). Sono dischi ottici i CD-Rom e i DVD

Dischi Magneto-ottici
Simili ai dischi magnetici ma richiedono, per la scrittura, un forte riscaldamento della superficie da parte di un laser. Questo evitava la cancellazione dei dati in caso di contatto con una forza magnetica. Messi in commercio alla fine degli anni 80 sono stati soppiantati dai CD-Rom

Nastri Magnetici
Usati per lo più da amministratori di sistemi che richiedono un salvataggio di copie di sicurezza di dati (backup). Essendo la scritura (e lettura) dei dati molto lenta si è soliti lanciare la copia di notte. Il supporto tipico è il DAT (Digital Audio Tape), così chiamato perché il suo utilizzo originale era per la registrazione musicale.

Le periferiche di I/O

Le periferiche di I/O (input/output) sono tutti gli strumenti che permettono di scambiare le informazioni tra il computer e il mondo esterno.
La maggior parte dei dispositivi di I/O sono esterni e si collegano alle porte I/O. Ne esistono alcuni interni (es. i modem interni).

Tastiera:
collegata generalmente alla porta PS2. Alcune tastiere nuove possono essere collegate alla porta USB

Mouse:
furono introdotti coi primi sistemi operativi con interfaccia grafica. Come per la tastiera si collegano alla porta PS2 o USB. Lo spostamento del mouse controlla un puntatore sullo schermo mentre i tasti inviano comndi. I mouse per Macintosh hanno un solo tasto mentre quelli per PC 2. Il tasto sinistro per inviare i comandi e il destro per far comparire un meno con delle opzioni. Alcuni mouse posseggono una rotellina per facilitare lo scorrimento (scrolling) delle pagine

Trackball:
variante del mouse. Ne sfrutta lo stesso meccanismo della biglia che gira solo che, in questo caso, è posizionata sul alto superiore e viene girata dalle dita. E' utile se non si ha a disposizione lo spazio per muovere il mouse ma è meno preciso e più faticoso.

Tavoletta grafica:
usata per i disegni tecnici o grafici. Usa una speciale stilo su un piano sensibile. Molto più precia del mouse ma meno pratica per un uso normale.

Monitor:
l'interfaccia principale tra utente e computer. La maggior parte dei monitor sono a tubo catodico (come i televisori) ma ne esistono anche di piatti a cristalli liquidi. Alcuni sono anche sensibili al tocco per evitare l'uso di mouse o trackball.
Si collegano alla porta sulla scheda video.

Stampanti:
ve ne sono di tre categorie principali
- ad aghi: ormai vecchie ed obsolete. Come le macchine da scrivere usano un sistema di aghi che battono su un nastro inchiostrato. Molto lente, imprecise e rumorose
- a getto d'inchiostro: più veloci e precise delle stampanti ad aghi. Spruzzano un sottilissimo getto d'inchiostro sul foglio. Sono generalmente a colori. Sono le stampanti economiche più comuni per uso domestico.
- laser: le più veloci, silenziose e precise. Usano una tecnologia simile a quella delle fotocopiatrici. Sono generalmente in bianco e nero ma ne esistono anche a colori (molto costose)
Esistono poi altri tipi di stampanti professionali (per es. i Plotter, usati per il disegno tecnico su grandi formati)
Generalmente la stampante si collega alla porta parallela ma le ultime usano la porta USB.

Casse:
in genere sono di piccole dimensioni. In ogni dovrebbero essere proporzionate alla potenza/qualità della scheda audio.

Modem:
Servono per trasmettere e ricevere dati attraverso la linea telefonica. In pratica per il collegamento a internet. Possono essere sia interni che esterni (quelli interni possono causare problemi di incompatibilità hardware).
La velocità di trasmissione dei dati si misura in Kbit al secondo (Kbps).
Esistono 4 tipi di modem a seconda della linea telefonica:
- standard (analogico): modem tradizionali. Passano dati a una velocità massima di 56Kbps. Funzionano su una linea telefonica normale e, in pratica, ogni volta che si collegano effettuano una telefonata.
- ISDN: raggiungono i 128Kbps e utilizzano una linea telefonica digitale che permette di collegarsi e, contemporaneamente, avere una linea telefonica libera.
- ADSL: la cosiddetta banda larga. Raggiunge i 640Kbps ma necessita di un collegamento particolare. Costituisce un collegamento permanente 24 su 24 alla rete senza interferire con il telefono.
- GSM: usati coi telefoni cellulari. Non esistendo uno standard ogni casa produttrice ne fa di propri.

PC - Porte I/O

Oltre ai componenti hardware presenti all'interno di un PC, esistono anche una serie di prese (solitamente posizionate sul retro del case, montate direttamente sulla scheda madre) che permettono di collegare delle periferiche esterne.

Porte PS/2:
per il collegamento del mouse e della tastiera (sono dedicate; non si possono invertire).

Porta Seriale:
per il modem, o in generale per dispositivi che non richiedono un flusso di dati molto veloce (fino a qualche anno fa veniva usata anche per il mouse).

Porta Parallela:
si usa quasi sempre per la stampante, ma in generale è adatta per qualunque dispositivo che richieda un flusso di dati più veloce rispetto alla capacità della porta seriale.

Porta USB (Universal Serial Bus):
di recente introduzione, è adatta per connettere al computer qualunque tipo di dispositivo (purché compatibile col collegamento USB!).
La tecnologia USB consente di creare "catene" di dispositivi collegati tutti su un'unica porta (fino a 127), inoltre consente il collegamento "a caldo" (cioè a computer acceso), mentre tutti i dispositivi non USB devono sempre essere collegati a computer spento.

Inoltre le schede di espansione rendono disponibili altre porte. Le più comuni sono:
Porta Video:
collegata alla scheda video permette di collegare il monitor. E' un elemento indispensabile.
Porta di Rete:
collegata alla scheda di rete permette il collegamento a una rete di computer. La presa RJ45 ha di fatto soppiantato tutte le altre.

PC assemblati - componenti hardware

Un PC viene comunemente chiamato assemblato quando i pezzi che lo compongono sono prodotti da case diverse.
Diamo uno sguardo proprio ai singoli componenti:

Motherboard (scheda madre):
Fa da supporto e connessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti (chipset, cache, BIOS) adibiti al controllo delle varie parti.
Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il microprocessore, la RAM e le varie schede di espansione; vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell'hard disk e dei drive per i dischi mobili (floppy e CD).

CPU (microprocessore):
E' il nucleo del computer, esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso la memoria e i dischi e attiva/disattiva i componenti della macchina.
La velocità di lavoro del microprocessore (e di gran parte dei circuiti del computer) è data da un segnale elettrico (detto clock) generato internamente al computer e costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono centinaia di milioni di volte per secondo; se il microprocessore è il cuore del computer, il clock è il suo pacemaker. La velocità del clock (e quindi del microprocessore) si misura in MegaHertz (MHz, ovvero milioni di impulsi per secondo) o, recentemente, in GigaHertz (GHz, miliardi di impulsi per secondo). I processori più potenti attualmente in commercio per computer assemblati (autunno 2002) funzionano a 2,8 GHz, ciò significa che sono in grado di compiere quasi 3 miliardi di operazioni elementari ogni secondo; comunque escono di continuo processori sempre più veloci.
È quasi sempre nascosto sotto un dissipatore di calore o sotto una piccola ventola di raffreddamento.
Oggi i processori più diffusi fra i PC sono quelli della famiglia Pentium Intel o AMD.

RAM:
E' la memoria dove vengono conservati i dati in corso di elaborazione (i documenti aperti) e le istruzioni del programma in esecuzione; si tratta di una memoria temporanea che si cancella completamente quando si spegne il computer.
La capacità della RAM si misura in MegaByte. I computer oggi in commercio partono tipicamente da 64 o 128 Mbyte di RAM. La capacità della RAM e la velocità del microprocessore sono i due parametri che influiscono maggiormente sulle prestazioni della macchina.

Hard Disc:
E' la memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi.
Rispetto alla lettura/scrittura su RAM la lettura/scrittura da disco è enormemente più lenta (sull'ordine delle centinaia di migliaia di volte), per cui, senza la RAM, non sarebbe possibile far girare applicazioni in tempi ragionevoli. Se la RAM non è sufficiente per contenere tutti i dati necessari, il computer esegue un'operazione detta swap (baratto), per cui, per liberare spazio, una parte del contenuto della RAM viene temporaneamente ricopiata sul disco e recuperata successivamente in caso di necessità.
La sua capacità si misura in GigaByte.
Attualmente gli hard disk vengono prodotti secondo due diverse tecnologie: EIDE (Enhanced Integerated Drive Electronics) e SCSI (Small Computer Systems Interface); i primi sono più economici, i secondi sono più veloci.
La velocità del disco in genere non influisce molto sulle prestazioni della macchina. Anche la capacità del disco non influisce molto sulle prestazioni, a meno che il disco non si riempia completamente (e a quel punto non ci si può scrivere più niente finché non si libera spazio).

Schede di Espansione:
Si tratta di schede che espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni. La più importante è la scheda video su cui si connette il monitor. Dalla scheda video dipendono il numero di colori del monitor, la risoluzione massima, la velocità grafica (di giochi, filmati, ecc.) e tutto ciò che riguarda in generale le prestazioni grafiche. Molto diffusa, sebbene non strettamente necessaria per il funzionamento della macchina, è anche la scheda audio, attraverso cui il computer è in grado di produrre o registrare suoni. Per le connessioni dirette alla rete (senza modem) occorre invece dotarsi di una scheda di rete. Infine la scheda SCSI (letto "scasi") consente di pilotare dispositivi che richiedono una particolare velocità nel trasferimento dei dati.
Esistono poi numerosi altri tipi di schede, create per funzioni particolari, quali ad es. la scheda di acquisizione video per collegarsi alla televisione, ad un videoregistratore o ad una videocamera, e molte altre ancora di uso specialistico.

BIOS:
E' un componente che fa parte integrante della scheda madre. Gestisce la fase di accensione del computer.
Il BIOS conserva in una ROM la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer.  
In una piccola memoria RAM (alimentata da una batteria interna) sono conservate le informazioni relative all'hardware installato ed alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente.

ROM:
Contrariamente alla RAM, la memoria ROM non esiste in forma di componente separato e individuale, esistono invece numerose piccole ROM incorporate all'interno dei vari circuiti integrati (sulla scheda madre, sulle schede d'espansione, ecc.) come nel BIOS.

Software - Installazione su Linux

Le procedure di installazione descritte sopra sono valide sopratutto per Windows, MacOS o le ultime distribuzioni di Linux a interfaccia grafica.
In caso di un sistema operativo come Linux senza interfaccia grafica le cose si complicano un po'.

Esistono infatti dei "pacchetti" (chiamati RPM) che funzionano più o meno come i file di installazione automatica ma richiedono comunque delle conoscenze tecniche maggiori.
In alternativa, volendo installare software su Linux, bisogna compilare manualmente il codice. Come è facile intuire questa operazione non è alla portata di un utente poco esperto!
Per maggiori dettagli si rimanda alla sezione apposita.