Benvenuti nella pagina dedicata all' informatica

Cercherò in questa pagina, di definire con parole adatte l' immenso mondo che stà dietro alla parola "informatica", come si può capire non è un compito facile, ma ci proverò anche in questo caso. Naturalmente è impossibile condensare una materia vastissima in questo piccolo testo, ma se avete intenzione di approfondire o avete bisogno di una consulenza professionale (vista la mia esperienza nel campo che inizia da quando ero bambino, cioè dal 1979) potete mettervi in contatto con me tramite la pagina "Contatti".

In questa pagina tratteremo la definizione di informatica e l' hardware dei sistemi informatici, per il software e le reti informatiche ho preparato pagine separate che potete raggiungere premendo sui link al rigo sopra o in fondo a questo documento.

L' informatica è la scienza che si occupa di trattare ed elaborare dati, informazioni, grandezze fisiche e servizi in modo automatizzato, per farlo opera con sistemi elettronici (sistemi informatici) formati da miliardi di porte logiche, i quali per funzionare hanno bisogno di segnali digitali o numerici, cioè che presentano soltanto due stati, stato 0 o spento, e stato 1 o acceso, naturalmente per acquisire ed elaborare segnali di tipo analogico (vedi pagina "elettronica"), è necessario preventivamente convertirli in numerico (o digitale) tramite un convertitore del tipo A/D cioè da analogico a digitale. Il convertitore trasforma i segnali con variazione continua di ampiezza e frequenza in una sequenza di stati logici zero ed uno equivalenti in digitale al segnale in ingresso. Alla fine dell' elaborazione i segnali digitali possono essere riconvertiti se necessario in analogico tramite convertitori D/A cioè da digitale ad analogico, che effettuano l' operazione inversa, cioè trasformano una sequenza di stati logici zero ed uno ( o acceso-spento, o tensione massima-tensione minima) in un segnale analogico ( valore compreso tra 0 e infinito) corrispondente alla sequenza digitale, per approfondimenti potete mettervi in contatto con me tramite la pagina "contatti".

             Sala di gestione del primo computer commerciale, l' UNIVAC 1                                                                                         Sistema informatico di una nota azienda americana

                       
L' informatica, e i sistemi informatici  si sono evoluti soprattutto nel campo delle telecomunicazioni e dell' informazione, dove ha quasi soppiantato del tutto i sistemi tradizionali grazie alla possibilità di elaborazione dei dati, alla alta immunità ai disturbi dei segnali digitali e al progresso dell' elettronica nella miniaturizzazione dei circuiti e nel contenimento dei costi di fabbricazione dei sistemi.
Il progresso dei circuiti elettronici ha dunque permesso di fare uscire l' informatica da un' ambito strettamente professionale, e di far entrare come un elettrodomestico in ormai ogni casa e ufficio il P.C. o personal computer, il quale ha messo a disposizione di chiunque il mondo digitale con il suo universo di informazioni e opportunità, recentemente la comparsa sul mercato di apparati alimentati a batteria e con schermo sensibile al tocco quali smartphone e tablet, ha ampliato il ventaglio di opportunità a disposizione consentendone nello stesso tempo la portabilità esterna e quindi una fruibilità continua.    

                 Personal computer completo di periferiche                                                                                                              Personal computer portatile, detto Notebook

                    Smartphone di ultima generazione                                                                                                                                               Tablet di ultima generazione

I sistemi informatici sono formati da due elementi inscindibili, l' hardware e il software.

L' hardware (traduzione dall' inglese,duro, concreto) è identificabile nei circuiti elettronici logici che troviamo all' interno dei pc degli smartphone o nei tablet, fanno parte dell' hardware la tastiera, il mouse e il monitor.

 Come detto in precedenza l' informatica si avvale per il suo funzionamento di sistemi elettronici, come nel caso del PC, il quale è il sistema informatico che ci riguarda più da vicino, e da cui hanno preso spunto anche tutti gli altri sistemi di elaborazione dati e fruizione dei contenuti.  La circuiteria si è ormai standardizzata ed è rappresentabile in modo molto semplificato con lo schema a blocchi visibile in figura.

La C.P.U. (central processing unit) è il componente chiamato comunemente microprocessore, esso rappresenta il cuore del PC, in esso vengono elaborati i dati sotto forma di sequenze (stringhe) di segnali digitali,  è un circuito integrato LSI (large scale integration) molto complesso formato da milioni di Transistor e MOSFET, pochi hanno il know-how per costruire un tale componente, attualmente sono rimasti solo in due nel mondo ad avere le risorse per sviluppare CPU per P.C. ad alti livelli.

La CPU per funzionare si avvale di altri componenti, essi sono:

La memoria R.A.M. (random access memory), è collegata direttamente alla CPU, garantisce un accesso rapido e viene utilizzata per processare i dati in tempo reale. Essa è una memoria volatile e il suo contenuto si perde in quanto viene cancellata e riscritta continuamente durante il suo funzionamento, la quantità e la qualità della RAM da installare dipende dalla complessità dei dati da elaborare, per regola generale se ne installa quanta più possibile compatibilmente con i costi del sistema e i consumi energetici.

La memoria R.O.M. (read only memory) è una memoria di sola lettura, collegata direttamente alla CPU, che non viene coinvolta nel processo di elaborazione dei dati digitali ma serve da corredo genetico per il pc. In essa vengono conservati i dati di configurazione dell' hardware, contiene il BIOS e la CMOS e non se ne può cambiare il contenuto (in teoria no, nella pratica si).

I chipset nord e sud sono dei grossi circuiti integrati LSI, sono i nodi di tramite tra la CPU gli apparati di memorizzazione dei dati e il mondo esterno, infatti ad essi sono collegate le porte USB (universal serial bus) a cui possiamo collegare ormai di tutto, la COM (porta seriale) e la LPT (porta parallela), al chipset nord viene collegato il masterizzatore-lettore cd-dvd e il disco rigido (hard disk), inoltre possono contenere integrate al loro interno l' unità di conversione video (scheda video) e l' unità di elaborazione audio (scheda audio).

L' hard disk è un componente elettromeccanico complesso e delicato, esso è formato da vari piatti mantenuti in rotazione a velocità elevata e costante da un motore elettrico di precisione, sulla superficie dei piatti è depositata una sostanza magnetizzabile, e una testina che scorre continuamente su di essi scrive una sequenza di 0 (sostanza smagnetizzata) e 1 (sostanza magnetizzata) corrispondente ai dati da memorizzare e conservare. Da qualche tempo sono stati creati dischi rigidi allo stato solido (SSD), i quali sono costruiti utilizzando memorie di tipo FLASH, scrivibili per un certo numero di cicli, di solito elevato, essi stanno prendendo sempre più piede perchè permettono velocità di lettura (non di scrittura) più elevate rispetto ai dischi elettromeccanici tradizionali, ma il loro costo è elevato in confronto ai dischi rigidi elettromeccanici tradizionali e l' affidabilità risente dei limiti propri della tecnologia delle memorie a stato solido, in sostanza potreste trovarvi nella situazione di aver perso i vostri dati da un momento all' altro se la memoria và in blocco e si rifiuta di rispondere, questo potrebbe accadere dopo lunghi cicli di scrittura della memoria. Comunque anche nel caso degli SSD l' evoluzione corre veloce e  l' affidabilità dei sistemi odierni è diventata molto alta, rimane sempre il problema del costo per Gb, il quale è almeno il doppio rispetto agli hard disk tradizionali.

Il PC ha al suo interno anche una certa quantità di porte, (slot o conettore a pettine) che permettono l' espandibilità, cioè la possibilità di aggiungere schede che possono svolgere delle funzioni particolari e quindi rendere idoneo il sistema informatico per impieghi specifici.

Molti dei componenti appena menzionati sono ospitati su una scheda elettronica principale chiamata scheda madre o motherboard o ancora mainboard, essa ospita quasi tutta la circuiteria elettronica rappresentata nello schema a blocchi che potete trovare qualche rigo più su, oltre agli stabilizzatori di tensione per la cpu e la RAM e alle porte di interfacciamento col mondo esterno.

Il tutto è alimentato da un apparato (alimentatore ATX) che fornisce le varie tensioni necessarie al funzionamento della CPU e dei componenti a lei necessari, esso deve essere di buona qualità e deve mantenere stabili e pulite le tensioni, i valori necessari sono di solito 3,3V, 5V, 12V, -12V, -5V, con correnti dell' ordine dei 25A per la 12V e la 3,3V.

Al pc vero e proprio sono collegate tramite le porte collegate al chipset, altre apparecchiature chiamate periferiche, esse sono apparecchiature elettroniche hardware che permettono di dare comandi al PC (periferiche di input) oppure apparecchiature che utilizzano i dati elaborati (periferiche di output).
Sono periferiche di input il mouse. la tastiera e lo scanner, al contrario sono periferiche di output il monitor e la stampante.
Di seguito alcune immagini ingrandibili, che vi permetteranno di capire quanto abbiamo detto fino ad ora.

                             Componenti di data storage obsoleti ed attuali                                                                                                                    Moduli RAM SODIMM DDR step 3

                             Cpu montata su mainboard col suo dissipatore                                                                                                                  CPU vista all interno col microscopio

                         Mainboard con  identificazione dei componenti                                                                                                                      Hard disk senza coperchio visto all' interno

Il software o applicazione (app), è invece l' informazione o contenuto digitale che dobbiamo elaborare o utilizzare (elaborare tramite l' hardware), il quale può essere memorizzato (stored) in un disco rigido o in una memoria USB o altro supporto informatico. Fanno parte del software, che tratteremo in una pagina separata,  i sistemi operativi, i drivers e  le suite di elaborazione testi.

L' architettura digitale del P.C. grazie alla sua adattabilità e versatilità è diventata ormai standard per quasi tutte le apparecchiature elettroniche, i televisori LCD di nuova generazione, le radio DAB, i tablet, gli smartphone ed in genere tutte le apparecchiature che hanno onboard una C.P.U. prevedono anche se in piccolo un funzionamento tale e quale a quello del pc, se si ha bisogno di elaborare un segnale analogico lo si converte in digitale, questo perchè l' architettura digitale PC clone può usufruire di tutti i vantaggi connessi ad essa, tipo la miniaturizzazione spinta dei circuiti integrati e della componentistica elettronica, la produzione su larga scala con conseguente riduzione dei costi di produzione e un approccio easy e smart dovuto alla logica programmata in luogo della logica cablata usata fino ad ora.

In pratica con il cambiamento del solo software di gestione dell' architettura e pochi altri cambiamenti hardware lo stesso circuito diventa una radio (con la sola aggiunta di un chip a radiofrequenza), uno strumento di misura, un tablet, uno smartphone, un tv LCD, un monitor LCD, un riproduttore-registratore MP3, una centralina di gestione di un motore a scoppio ad iniezione elettronica sia tradizionale che ibrido e così via, adattando il software di gestione e l' hardware a seconda delle esigenze. Nelle immagini seguenti ingrandibili troverete delle conferme a quanto appena esposto.

        Scheda madre di un Tablet generico con indicazione dei componenti                                                                           mainboard di un mini Hi-FI a gestione completamente digitale

Naturalmente ribadisco che è impossibile condensare in questo testo tutto quello che c'è da dire riguardo all' informatica, ma se avete intenzione di approfondire o avete bisogno di una consulenza professionale potete mettervi in contatto con me tramite la pagina "Contatti".

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