Il computer

IL COMPUTER

ll personal computer (in italiano elaboratore personale), è un dispositivo elettronico in grado di ricevere ed eseguire sequenze di istruzioni (programmi) svolgendo calcoli ed elaborazioni su dati numerici o altri tipi di informazione. Computer diversi per funzioni e dimensioni trovano impiego in svariate realtà sociali ed economiche: nella gestione delle informazioni riservate degli organi di governo, nelle transazioni bancarie, nella didattica, nella contabilità.

Il computer ha aperto una nuova era nella produzione industriale con lo sviluppo delle tecniche di automazione, e nelle telecomunicazioni con l'elaborazione di nuovi sistemi di trasmissione sempre più rapidi ed efficienti. È oggi uno strumento indispensabile in ogni campo della ricerca e della tecnologia, ad esempio per la definizione di modelli dei fenomeni naturali o per le previsioni meteorologiche. Il suo impiego ha aperto nuovi campi d'indagine su problemi estremamente complessi, in precedenza assolutamente irrisolvibili. I servizi di database e le reti di computer rendono inoltre disponibile una grande varietà di fonti informative a una popolazione di utenti in continua crescita.

Per conoscere a fondo il computer è importante conoscere le sue componentistiche. Iniamo dall'elemento più grande: la scheda madre

La scheda madre (o motherboard o mainboard) è un componente fondamentale senza il quale non è possibile assemblare un computer, infatti su di essa sono collegati tutti i dispositivi hardware che rendono possibile il funzionamento del PC. Le schede madri sono essenzialmente di due tipi: le AT e le ATX. La AT è il classico formato,ormai scomparso, progettato ed utilizzato con i processori di tipo e Pentium, ha una disposizione orizzontale che rende molto difficoltosa l'espandibilità della RAM e delle schede di espansione. La scheda madre insomma è la parte principale di un computer, raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti principali e fra questi e i bus di espansione e le interfacce verso l'esterno. La sua buona realizzazione è un fattore chiave per la qualità e l'affidabilità dell'intero computer. È composta di un circuito estremamente complesso. Su di essa si collegano  componenti come: ram,HD,scheda video,usb,stampanti e tante altre cose. Qui a fianco un esempio dei collegamenti riguardanti una motherboard. In essa, è applicato il PROCESSORE CPU) L'unità centrale di elaborazione, il cervello di un pc! Compito della CPU è quello di leggere i dati dalla memoria ed eseguirne le istruzioni; il risultato dell'esecuzione dipende dal dato su cui opera e dallo stato interno della CPU stessa, che tiene traccia delle passate operazioni; il processore è composto da 3 parti: il data pack, l'unità di controllo e i registri. E' un piccolo dispositivo a forma di parallelepipedo che contiene milioni di minuscoli componenti elettronici capaci di eseguire un gran numero di calcoli a grande velocità. Nel corso degli anni l'evoluzione dei processori ha portato dai modelli originari Intel 8088 e 8086 a 8 bit dei pc Ibm nati nei primi anni '70, ai veloci e sofisticati processori di ultima generazione.

Occorre valutare attentamente le caratteristiche del processore installato sul pc oggetto dei nostri desideri, considerando:

v    la quantità di bit che il processore è in grado di elaborare in un singolo processo

v    la frequenza/clock (espressa in Mhz/Ghz) con la quale il processore effettua le operazioni richieste.

Il processore quindi è l'elaboratore centrale,ma altri componenti svolgono altri compiti ben precisi,come le schede di memoria RAM.

In base al tipo di operazioni consentite sulle informazioni in esse contenute si distinguono memorie di lettura/scrittura, dette ad accesso casuale, o RAM (Random Access Memory), tra cui vanno considerati i dischi e i nastri magnetici; memorie di sola lettura, o ROM (Read Only Memory), come i dischi ottici. Esistono poi  altri parametri di classificazione, quali la capacità (una memoria da 1 MB può contenere informazioni fino a 1.048.576 byte), il tempo di accesso (sequenziale o diretto), la modalità di accesso (casuale o sequenziale) e la capacità di salvare o meno le informazioni in caso di interruzione dell'alimentazione (memorie stabili o labili).

Si dice invece memoria di massa qualunque dispositivo esterno all'elaboratore, che immagazzini informazioni su un supporto permanente, quale un disco o un CD-ROM. Tali dispositivi hanno generalmente un'elevata capacità, ma tempi di accesso superiori rispetto a quelli della memoria centrale.

Passiamo ad un altro componente,la scheda video Una scheda video è un componente del computer che ha lo scopo di generare un segnale elettrico (output) che possa essere mostrato a video (display). A seconda del tipo di computer questo dispositivo può essere più o meno potente: i primi modelli di scheda video potevano visualizzare solo testo; successivamente si sono diffuse anche schede video in grado di mostrare output grafici (immagini non testuali) e, recentemente, anche modelli tridimensionali texturizzati in movimento e in tempo reale. Questi ultimi tipi di scheda provvedono anche ad elaborare e modificare l'immagine nella propria memoria interna, mentre le schede 2D possono mostrare immagini 3D solo con l'aiuto della CPU che deve eseguire da sola tutti i calcoli necessari. l funzionamento di una scheda video è, in linea di massima, molto semplice: ogni locazione di RAM grafica contiene il colore di un pixel dello schermo, o di un carattere se la scheda sta visualizzando solo testo: il chip grafico si limita a leggere in sequenza le locazioni necessarie (se sta lavorando in modo testo, ogni locazione viene elaborata da un generatore di caratteri) e a pilotare un convertitore digitale-analogico, detto RAMDAC, che genera il segnale video che sarà visualizzato dal monitor. Dalla quantità di RAM grafica equipaggiata nella scheda e dalla velocità (frequenza) massima del suo RAMDAC dipendono la risoluzione massima raggiungibile e il numero di colori contemporaneamente visibili.

Passiamo ora all' hard disk è il componente nel quale vengono memorizzati i programmi,i files necessari al funzionamento del sistema operativo, ma anche i dati personali. Esso viene suddiviso in tracce e settori, tale suddivisione viene effettuata al momento della formattazione, ed ha lo scopo di facilitare la localizzazione dei dati. Ricordiamo in oltre che il posto meno sicuro dove conservare i propri dati è proprio questo,l'hard disk. Tutti i file cancellati da questo disco non sono mai eliminati del tutto,rimangono sempre al suo interno,anche dopo una formattazione e sono pure recuperabili attraverso appositi programmi. Il modo migliore per essere sicuri dell'eliminazione dei file recentemente cancellati è di formattare l'HD,dopo, riempire tutta la sua memoria da file "spazzatura" e dopo riformattare nuovamente,così anche se qualche estraneo cercherà di recuperare i vecchi file,foto,testo ecc,troverà solamente "spazzatura". Gli hard disk moderni hanno capacità e prestazioni enormemente superiori a quelle dei primi modelli, ma restano comunque molto al di sotto delle prestazioni dei componenti elettronici che compongono il resto del computer. Per questo motivo, l'hard disk è spesso la causa principale del rallentamento di un computer. E una tipologia di dispositivo di memoria di massa che utilizza uno o più dischi magnetici per l'archiviazione dei dati. Il disco rigido è una delle tipologie di dispositivi di memoria di massa attualmente più utilizzate.

Il modem è la periferica utilizzata per trasferire delle informazioni tra più computer attraverso un supporto di trasmissione filare (linee telefoniche ad esempio). I computer funzionano in modo digitale, utilizano il codice binario (una serie di 0 e 1), ma le linee telefoniche sono analogiche. I segnali numerici passano da un valore ad un altro, non vi è alternativa, è "Tutto o Ninete" (uno o zero). I segnali analogici invece non progrediscono man mano, ma evolvono in modo continuo.

Il piano ad esempio funziona più o meno in modo digitale dato che c'è un 'passo' tra le note. Un violino invece può modulare le proprie note per passare a tutte le frequenze possibili.

Un computer funziona come un piano, un modem come un violino. Il modem converte in analogico l'informazione binaria proveniente dal computer, per modularla attraverso la linea telefonica. Se si aumenta il volume del modem, si possono sentire dei rumori strani.

Così, il modem modula le informazioni digitali in onde analogiche. In senso inverso, esso demodula i dati analogici per convertirli in digitali. La parola « modem » è quindi un acronimo per modulatore e demodulatore.

Adesso sono sempre meno usati i modem interni,in quanto i modem esterni arrivano fino ad altissime velocità,possiamo fare un esempio con l'alice adsl, che arrivano fino a 10Mbps.Quest'ultimo è dotato di tecnologia wi-fi Wi-Fi (Wireless Fidelity) è un termine che indica dispositivi che possono collegarsi a reti locali senza fili (WLAN) basate sulle specifiche IEEE 802.11. Le reti Wi-Fi sono infrastrutture relativamente economiche e di veloce attivazione e permettono di realizzare sistemi flessibili per la trasmissione di dati usando frequenze radio, estendendo o collegando reti esistenti ovvero creandone di nuove La fonte di connettività a banda larga può essere via cavo (ADSL o HDSL), oppure via satellite. Oggi esistono connessioni a internet satellitari bidirezionali, che consentono alte velocità di trasferimento dei dati sia in download che in upload. La trasmissione satellitare ha, tuttavia, tempi di latenza elevati; il tempo di attesa prima che inizi l'invio dei pacchetti, detto tempo di latenza, è dell'ordine di 1-2 secondi, e quindi un tempo molto grande se confrontato ai pochi centesimi di secondo necessari ad una connessione DSL

Le coperture di queste antenne sono fondamentalmente di due tipi: omnidirezionali e direttive. Le antenne omnidirezionali vengono utilizzate di norma per distribuire la connettività all'interno di uffici, o comunque in zone private e relativamente piccole. Oppure, con raggi d'azione più grandi, si possono coprire aree pubbliche (come aereoporti, centri commerciali ecc.). Con le antenne direttive è invece possibile coprire grandi distanze, definibili in termini di chilometri, e sono utili proprio per portare la banda larga nei territori scoperti dalla rete cablata. In questo caso, è possibile aggregare più reti in un'unica grande rete, portando la banda in zone altrimenti scollegate. Wi-fi è usato da anni in tutto il mondo per portare connettività veloce nelle zone isolate e nei piccoli centri. Negli USA si è sperimentata anche un'integrazione con la telefonia mobile dove il wi-fi dovrebbe sostituire le vecchie antenne GSM/GPRS UMTS, con una nuova rete in grado di dare le velocità sperate e i servizi di videotelefonia.

Un altro apparecchio utile e di uso senza fili è il sistema Bluetooth che è una specifica industriale per reti personali senza fili (WPAN: Wireless Personal Area Network). Fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura a corto raggio. Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri, tali dispositivi sono coperti dal segnale e li mette in comunicazione tra di loro. Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari telefoni cellulari personal computer portatili stampanti fotocamere digitali console per videogiochi. La specifica Bluetooth è stata sviluppata da Ericsson e in seguito formalizzata dalla Bluetooth Special Interest Group (SIG). SIG, la cui costituzione è stata formalmente annunciata il 20 maggio 1999, è un'associazione formata da Sony Ericsson IBM Intel Toshiba Nokia e altre società che si sono aggiunte come associate o come membri aggiunti. Due o più dispositivi collegati tra loro formano una piconet. I dispositivi all'interno di una piconet possono essere di due tipi: master o slave. Il master è il dispositivo che all'interno di una piconet si occupa di tutto ciò che concerne la sincronizzazione del clock degli altri dispositivi (slave) e la sequenza dei salti di frequenza. Gli slave sono unità della piconet sincronizzate al clock del master e al canale di frequenza. Le specifiche Bluetooth prevedono 3 tipi di topologie: punto-punto, punto-multipunto e scatternet. Diverse piconet possono essere collegate tra loro in una topologia chiamata scatternet. Il sistema di comunicazione bluetooth è progettato per funzionare anche in ambienti con forte presenza di interferenze, ciò per assicurare collegamenti sempre efficienti e affidabili.

E' possibile ad esempio ascoltare musica dell'impianto stereo o della Tv tramite la cuffia senza fili anche se ci sono oggetti o ostacoli interposti, cosa impossibile con le cuffie a raggi infrarossi. Lo standard Bluetooth consente di creare delle Wpan (Wireless personal area networks) con diversi nuovi servizi. Queste vengono definite 'reti wireless individuali', ossia gruppi di dispositivi differenti tra loro collegati per soddisfare le esigenze del singolo. II Bluetooth permette infatti di gestire sia i dati sia la voce, utilizzando una trasmissione a pacchetto su rete radio per i dati e una modalità connection-oriented per la voce. In un collegamento tutti gli apparecchi Bluetooth connessi sono generalmente in modalità standby, cioè di attesa, seguendo un ciclo di scansione ad intervalli di tempo di 1,28 secondi al fine di verificare la presenza di eventuali altri dispositivi; in tale modalità tutti i dispositivi bluetooth sono a basso consumo energetico.

In generale possiamo dire che per garantire sicurezza in una trasmissione dati, devono essere assicurati alcuni servizi [security services]:

Confidenzialità: i dati scambiati non devono essere letti da utenti non autorizzati, in altre parole, nessun membro esterno deve poter accedere al contenuto della trasmissione.

. Autenticazione: il messaggio che riceve B deve effettivamente provenire dall'unità che B ritiene essere il mittente (A): il messaggio deve essere autentico.

. Integrità dei dati: i dati ricevuti non devono essere danneggiati o corrotti.

. Autorizzazione: il dispositivo che invia i dati deve essere autorizzato.

Se questi servizi vengono garantiti, la connessione può essere ritenuta sicura. Tuttavia, durante la trasmissione di informazioni con questo metodo, è possibile essere esposti ad attacchi in linea. Di pari passo con la diffusione dei dispositivi Bluetooth, aumenta anche l'interesse dei cybercriminali.

Fin'ora abbiamo parlato solo di Hardware, abbiamo tutta la parte elettronica,ma ci manca la parte che fa andare questa elettronica cioè i sistemi operativi e i programmi; i primi computer avevano solo i programmi preparati dagli utenti per le loro particolari applicazioni: il programma doveva essere scritto in modo che la macchina lo capisse subito, in modo che solo girando un interruttore contrassegnato con la parola ON e poi premendo un tasto marcato READ (cioè "leggi"), il computer cominciasse a leggere il nastro o le schede perforate, a seconda dei casi, e registrasse nella propria memoria tutto quel che stava leggendo.

Microsoft Windows è una famiglia di sistemi operativi prodotta da Microsoft una delle più importanti aziende d'informatica commerciale produttrice di software del mondo) di cui William Henry Gates III (noto come Bill Gates) è il suo fondatore; le prime versioni di windows risalgono al 1985 esistono anche versioni di Windows specifiche per server. Più precisamente, le versioni a 16 bit non sono sistemi operativi ma ambienti operativi. Windows possiede la maggior parte del mercato dei sistemi operativi client. Sette sono i sitemi operativi: windows 95, 98,2000,Me,Xp,Vista e Seven.