Struttura del calcolatore (Architettura).

L’elaboratore è un insieme di risorse, comprendenti dispositivi di elaborazione elettronici digitali, programmi memorizzati e gruppi di dati che, sotto il controllo dei programmi memorizzati, acquisisce, tratta ed emette automaticamente dei dati (informazioni), che può immagazzinare e recuperare. (Lib4)

L’architettura di un calcolatore elettronico viene scomposta normalmente in due componenti fondamentali (Lib1):

l’hardware, insieme delle componenti fisiche, soprattutto circuiti elettronici;

il software, insieme dei programmi indispensabili per compiere qualsiasi operazione utilizzando i circuiti dell’hardware.

Vengono poi usualmente distinti i dati in ingresso (input) in modo tale che possano essere generati dei dati in uscita (output).

I calcolatori odierni trattano segnali numerici, non sono in grado, cioè, di tratttare direttamente informazioni "analogiche" (es. variazione di tensione elettrica). Uno dei processi principali di un calcolatore è quello di "tradurre", o meglio "codificare" le informazioni che riceve in segnali numerici ovvero in segnali "digitali". Questa operazione avviene in maniera del tutto trasparente per l’utente, infatti se si deve digitare il carattere "A" della tastiera, l’utente non si preoccupa di trasformare il carattere in segnali numerici comprensibili al calcolatore (sequenza di bit), ma lascia questo compito ad un opportuno programma di "codificazione" di cui il calcolatore è dotato.

E’ da rilevare che le caratteristiche dell’hardware si riflettono sul calcolatore in termini quantitativi (capacità di memorizzazione, velocità di esecuzione, ecc.), mentre le caratteristiche del software si riflettono in termini qualitativi (possibilità operative, correttezza dell’elaborazione, ecc.).

La distinzione precedente è molto ambigua, nei moderni calcolatori che utilizzano il firmware cioè componenti hardware pre-programmate.

Classi di Elaboratori.

Anche se tutti riconducibili ad un unico modello teorico, i calcolatori possono essere classificati a secondo della loro complessità hardware, della potenza di calcolo, ecc. Quindi abbiamo:

Personal Digital Assistant (PDA): di formato palmare, schermo di pochi pollici, alimentazione a batteria, con un ridotto sistema operativo, tastiera di ridotte dimensioni.

Notebook: sono computer portatili, funzionanti anche a batteria;

Personal computer (PC):

Workstation: stazioni di lavoro individuali adatte all’elaborazione vettoriale e pittorica, CAD;

Mini computer: consentono collegamenti interattivi per alcune decine di utenti; vengono ormai sostituiti da personal computer o network, P.C. di fascia alta, con funzioni di server. Costo decine di milioni;

Mainframe: grandi calcolatori in grado di fornire servizi interattivi a centinaia di utenti; costo centinaia di migliaia di dollari.

Supercomputer: sono calcolatori estremamente veloci, multiprocessore; impiegati in campo scientifico o tecnico per calcoli estremamente gravosi come simulazioni di volo spaziale, elaborazioni dati atmosferici. Costo diversi milioni di dollari.