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STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Personal computer. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano Un computer è un dispositivo o sistema in grado di eseguire una determinata sequenza variabile di operazioni chiaramente definite.
Il computer in questi giorni ha preso lo stesso posto del telefono, dell'auto e della TV. Ma, a quanto pare, questi sono solo i primi presagi dell'era totale dell'informatizzazione che sta arrivando nei prossimi decenni. A tutti gli effetti, il computer è un fenomeno del tutto straordinario. Forse nessun'altra invenzione tecnologica prima di lui si è mostrata così rapidamente, non si è sviluppata così rapidamente e non ha permeato tutte le sfere della nostra vita in modo così multiforme. I computer sono già diventati indispensabili nel lavoro d'ufficio, negli affari, negli affari militari, nella scienza, nella tecnologia e in centinaia di altre attività professionali. Stanno rapidamente mettendo radici nei campi dell'arte, della politica e dello sport. L'importanza che i computer sono riusciti ad occupare nella vita privata delle persone, nel loro svago e nella comunicazione reciproca è enorme. Ma tutto questo, forse, serve solo come preparazione o primo presagio di una grandiosa rivoluzione informatica che sta arrivando nei prossimi decenni. Perché è il computer che dovrà svolgere il ruolo di quella chiave magica, quella finestra magica, con l'aiuto della quale ogni individuo, attraverso le reti informatiche globali, potrà accedere a tutto il patrimonio di informazioni accumulato dall'umanità. Sebbene ai nostri giorni le operazioni informatiche non siano affatto il principale e, in ogni caso, non l'unico ambito di applicazione del computer, storicamente deve la sua apparizione allo sviluppo della tecnologia informatica. La prima generazione di computer, questi computer rigidi ea bassa velocità, furono i pionieri della tecnologia informatica. Come ricordiamo, sono rapidamente scomparsi dalle scene, non trovando mai un'ampia applicazione commerciale a causa dell'inaffidabilità, dei costi elevati e della difficile programmazione. Sono stati sostituiti da computer di seconda generazione. I semiconduttori sono diventati l'elemento base di queste macchine. Le velocità di commutazione dei primi transistor imperfetti erano già centinaia di volte superiori a quelle delle valvole a vuoto, affidabilità ed efficienza erano anche di diversi ordini di grandezza superiori. Questo ha immediatamente ampliato la portata del computer. È diventato possibile installarli su navi e aerei. La domanda di computer è cresciuta rapidamente. I primi computer seriali su transistor apparvero nel 1958 contemporaneamente negli Stati Uniti, in Germania e in Giappone. Nel 1962 iniziò la produzione in serie di circuiti integrati, ma già nel 1961 fu creato un computer sperimentale su 587 microcircuiti. Nel 1964, IBM ha lanciato la produzione di macchine IBM-360, la prima serie di massa di computer basati su elementi integrati. Per la prima volta è stato quindi possibile collegare le macchine in complessi e, senza alcuna alterazione, trasferire programmi scritti per un computer in qualsiasi altro di questa serie. Così è stata effettuata la standardizzazione dell'hardware e del software dei computer. In totale, la serie comprendeva 9 macchine di diversi livelli di complessità con un tempo di funzionamento aggiuntivo da 206 a 0,18 microsecondi. Per diversi anni sono stati venduti 19 mila computer di questa serie di classi diverse. Da ciò possiamo concludere che con l'avvento delle macchine di terza generazione la domanda di computer è cresciuta ancora di più. Molte aziende industriali e commerciali iniziarono ad acquisirli. Creati nel 1971, i microprocessori Intel hanno riscosso uno straordinario successo commerciale, poiché hanno fornito una soluzione a una gamma abbastanza ampia di attività operative a basso costo. Nel 1976 apparvero le prime macchine della quarta generazione su grandi circuiti integrati: l'American Cray-1 e Cray-2 con una velocità di 100 milioni di operazioni al secondo. Contenevano circa 300 mila chip (microcircuiti). Quindi in poche parole sembrava la preistoria del personal computer. Nessuno ha pianificato l'emergere di questo tipo di macchina. Cadde, in senso figurato, come la neve sulla sua testa. Tutto ebbe inizio nello stesso 1976, quando due intraprendenti tecnici americani ventenni senza alcuna educazione speciale, Stefan Wozniak e Steve Jobs, crearono il primo piccolo ma promettente personal computer in una primitiva officina situata in un normale garage. Si chiamava "Apple" ("Apple") ed era originariamente destinato ai videogiochi, sebbene avesse anche capacità di programmazione. Jobs in seguito fondò la Apple Computer, pioniere della produzione di massa di personal computer. La domanda per loro ha superato tutte le aspettative.
In breve tempo, l'azienda di Jobs si trasformò in una grande e prospera impresa. Ciò ha costretto altre aziende a prestare attenzione al mercato dei personal computer. Sono apparsi in vendita molti modelli di "auto personali" di vari concetti. Nel 1981, IBM ha rilasciato il suo primo personal computer, l'IBM PC. Il suo successo in tutto il mondo è stato enorme, in gran parte dovuto all'ottimo microprocessore a 16 bit Intel-8088 e al software superbamente progettato di Microsoft. Il successivo modello PC/XT, rilasciato nel 1983, aveva 640 KB di RAM, un disco rigido e prestazioni elevate. Nel 1986 apparve un modello PC / AT ancora più avanzato basato sul microprocessore Intel-80286. Entro la fine del decennio, i computer IBM divennero i più massicci e popolari. Cos'è un personal computer? Indipendentemente dalla complessità di un computer, il suo diagramma a blocchi può essere suddiviso in tre grandi sezioni: memoria, processore e apparecchiature periferiche. La memoria serve per memorizzare numeri e comandi logici (che in essa sono anche memorizzati in un codice numerico) e lavora in costante comunicazione con il processore e, quando necessario, è collegata a dispositivi periferici. Fisicamente, la memoria è divisa in celle condizionali separate, ognuna delle quali contiene esattamente un numero di lunghezza fissa. Una cella macchina è caratterizzata da una certa microstruttura che determina quante unità binarie di informazioni (bit) possono essere scritte in essa. Un bit corrisponde a un bit della cella. Questa parte della cella, come già accennato, può trovarsi in uno dei due stati: corrispondono ai valori condizionali "zero" e "uno". Otto bit formano un'unità di informazioni più grande: un byte, con il quale è possibile rappresentare in memoria una lettera dell'alfabeto, una cifra del sistema decimale, nonché qualsiasi segno di punteggiatura o qualche altro carattere. Ad ogni cella viene assegnato un indirizzo, sapendo quale puoi raggiungerla, inserire un numero o leggerlo dalla cella. Le celle di memoria memorizzano anche un programma costituito da un insieme di istruzioni - prescrizioni elementari per ciò che la macchina deve fare durante ogni ciclo di lavoro. Infine, la memoria viene utilizzata per memorizzare i risultati intermedi della risoluzione del problema. Le prestazioni della memoria sono caratterizzate da due indicatori: capacità (ovvero quanti numeri codificati in forma binaria possono essere inseriti in essa) e velocità (ovvero quanto velocemente questi numeri possono essere scritti in memoria e recuperati da lì). Le prestazioni della memoria dipendono dalla velocità con cui ciascuna cella passa da uno stato all'altro. La quantità di memoria e la sua velocità, in generale, sono in conflitto tra loro. Ceteris paribus, maggiore è la memoria, minori sono le prestazioni e maggiori sono le prestazioni, minore è la memoria. Pertanto, nei computer moderni, la memoria è organizzata sotto forma di una struttura a più livelli. Di solito viene fatta una distinzione tra memoria principale e memoria esterna. La memoria principale, a sua volta, è composta da due parti: memoria ad accesso casuale (RAM) e memoria di sola lettura (ROM). Il primo, di livello più alto, è formato dalla RAM collegata direttamente al processore. Nella memoria ad accesso casuale, viene raggiunto il tempo di accesso minimo ai dati archiviati in memoria. Il secondo scaglione di memoria - memoria di sola lettura - è collegato alla RAM in caso di sovraccarico. Serve come un "riferimento rapido", a cui il microprocessore accede di volta in volta per le informazioni necessarie o per i programmi applicativi. La sua velocità è di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto alla RAM, ma ha un volume molto maggiore. Inoltre, quando il computer è spento, le informazioni da esso non vengono cancellate. La memoria esterna si riferisce a vari dispositivi in grado di memorizzare grandi quantità di informazioni. Si tratta di unità disco magnetiche, nastri magnetici, ecc. La loro velocità può essere di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto ai dispositivi di memoria principali, ma possono avere un'enorme capacità: diversi milioni o miliardi di byte. Inizialmente, un registratore a cassette convenzionale fungeva da dispositivo di memoria esterno per un computer. Nel corso del tempo, i floppy disk (dischi magnetici morbidi che assomigliano a un piccolo disco racchiuso in una busta speciale; la loro capacità è di circa 1-1,4 MB) hanno cominciato a diffondersi maggiormente. Le informazioni dalla memoria del computer a un disco floppy e da un disco floppy alla memoria del computer vengono cancellate utilizzando un'unità floppy, uno speciale dispositivo di input/output dati. Una singola cassetta nastro può registrare all'incirca la stessa quantità di informazioni di un floppy disk, ma il tempo necessario per accedere a un programma o a un elemento di dati è significativamente più lungo per le unità a nastro magnetico che per un'unità a disco magnetico. Ciò è comprensibile, poiché le informazioni sul nastro sono scritte come una lunga sequenza di bit e per leggere le informazioni necessarie è necessario riavvolgere l'intero nastro. Al giorno d'oggi i dischi rigidi (dischi rigidi) vengono utilizzati come dispositivi di memoria esterni. L'unità più importante di qualsiasi computer è il processore. Il suo ruolo è svolto in un computer da un microprocessore, un circuito integrato su un cristallo di silicio. Il microprocessore implementa il circuito logico più complesso, che può essere considerato il "cuore e il cervello" della macchina. Il nome stesso del blocco parla delle sue funzioni attive. Infatti, il processore è impegnato nell'elaborazione, secondo il programma, delle informazioni contenute nella memoria. In ogni ciclo di lavoro, il processore esegue un'operazione logica o computazionale. La base del processore sono i circuiti logici: unità di controllo, unità logica aritmetica e registri. Il dispositivo di controllo controlla il funzionamento di tutti i componenti del computer; l'ingresso di questo circuito riceve codici di comando dalla memoria, che vengono convertiti in un insieme di impulsi di controllo inviati ai punti desiderati del circuito del computer. Il funzionamento del dispositivo di controllo può essere paragonato all'azione di un direttore d'orchestra, il quale, guidato dalle note di un'opera musicale, con l'ausilio della bacchetta di un direttore d'orchestra, indica a gruppi di musicisti e singoli musicisti l'inizio e la fine punti di parti dell'opera musicale in corso di esecuzione. L'unità aritmetico-logica è progettata per eseguire operazioni aritmetiche e logiche. I registri sono dispositivi digitali elettronici per la memorizzazione temporanea di informazioni sotto forma di un numero binario. Se il registro può memorizzare contemporaneamente 8 bit (otto caratteri binari) viene chiamato otto bit. Se ci sono 16 sedici bit e così via. I registri sono specializzati nelle loro funzioni. Alcuni servono solo per memorizzare informazioni, altri fungono da contatori di comandi eseguiti, altri servono a ricordare gli indirizzi di comandi eseguiti, ecc. Le apparecchiature periferiche del computer sono una grande famiglia di dispositivi semplici e complessi, il cui significato principale è fornire la comunicazione tra il computer e il mondo esterno. Innanzitutto, il computer deve essere dotato della capacità di percepire le informazioni. Questo è ciò che fanno i dispositivi di input. Il principale dispositivo di input è la tastiera. Contiene tasti alfanumerici per l'immissione di numeri e testi, nonché tasti per il controllo del cursore, il cambio di modalità e registri e per altri scopi. I tasti della tastiera sono disposti quasi come su una macchina da scrivere. Il dispositivo principale per la visualizzazione delle informazioni è un display (monitor). Il mouse è di grande importanza nel dialogo tra l'utente e il computer. Un mouse è un piccolo dispositivo che scorre su una superficie piana. Le coordinate relative al suo movimento vengono trasmesse al computer ed elaborate in modo tale da controllare i movimenti sullo schermo di visualizzazione di un marker appositamente selezionato, che viene chiamato cursore. Questo modo di posizionare e specificare gli oggetti sullo schermo è molto conveniente. Con questa organizzazione del dialogo, sullo schermo vengono visualizzate diverse versioni precomposte dei comandi. Puntando il cursore su uno di essi, l'utente impartisce un comando. Quindi, una persona che non ha nemmeno un'idea remota della programmazione può lavorare con successo su un computer. Il dispositivo di output più utilizzato è un dispositivo di stampa o stampante. Ma può anche essere un plotter grafico (plotter) per la visualizzazione di grafici e disegni. Fino a poco tempo, le stampanti ad aghi erano le più utilizzate. In essi, l'immagine dei singoli segni è costruita su una matrice di 9 per 9 punti ed è formata da colpi attraverso il nastro d'inchiostro delle bacchette più sottili. Il numero di barre è solitamente 9, in modo che i punti all'interno della loro matrice si tocchino, formando linee continue. È facile creare caratteri arbitrari su queste stampanti, oltre a produrre qualsiasi grafica. Una qualità di stampa superiore è fornita dalle stampanti a getto d'inchiostro che consentono più livelli di luminosità e stampa a colori. Il principio di funzionamento di tali stampanti si basa sul fatto che le più piccole goccioline di inchiostro vengono espulse sulla carta dal controllo del programma da un ugello che si muove orizzontalmente, formando l'immagine necessaria. Le stampanti laser forniscono stampe di alta qualità ad alta velocità. Come le fotocopiatrici, le stampanti laser utilizzano il processo di stampa xerografica, ma la differenza è che l'immagine è formata dall'esposizione diretta (illuminazione) degli elementi fotosensibili della stampante a un raggio laser. Le stampe realizzate in questo modo non temono l'umidità e sono resistenti all'abrasione e allo sbiadimento. La qualità di questa immagine è molto alta. Come con qualsiasi computer, una parte necessaria e integrante di un computer è il suo software. È quasi impossibile lavorarci senza il programma appropriato. La classe di programmi più importante per ogni computer dovrebbe essere considerata il suo sistema operativo, che supporta il funzionamento di tutti gli altri programmi, garantisce la loro interazione con l'hardware e fornisce all'utente la possibilità di gestire il computer in generale. Questo sistema converte i comandi e le azioni eseguite da una persona su un computer in lunghi insiemi di comandi brevi e semplici che un computer può comprendere. Non ci sono molti sistemi operativi. Nel 1974 fu sviluppato il sistema CP/M, che segnò l'inizio della creazione di sistemi operativi per personal computer a 8 bit. Il successo di questo sistema è dovuto alla sua estrema semplicità e compattezza, oltre al fatto che richiedeva pochissima memoria. Nel 1981, insieme ai computer PC IBM, apparve il sistema operativo MS-DOS, il sistema operativo del disco Microsoft, che divenne il sistema operativo principale per i computer a 16 bit. Il primo sistema Windows 95 di Microsoft è stato rilasciato nel 1995. Le sue caratteristiche distintive erano: una nuova interfaccia utente, supporto per nomi di file lunghi, rilevamento e configurazione automatica delle periferiche Plug and Play, la possibilità di eseguire applicazioni a 32 bit e la presenza del supporto TCP/IP direttamente nel sistema. Windows 95 utilizzava il multitasking preventivo ed eseguiva ciascuna applicazione a 32 bit nel proprio spazio di indirizzi. Apple ha sviluppato il Mac OS (sistema operativo Macintosh) per i suoi computer Macintosh. Le prime versioni di Mac OS erano compatibili solo con i Mac basati su processori Motorola 68k. Le versioni successive erano compatibili con l'architettura PowerPC (PPC). Dalla metà degli anni 2000, Apple utilizza processori Intel nei suoi computer. Secondo l'EULA per Mac OS, l'installazione del sistema operativo è consentita solo su computer Apple. Autore: Ryzhov KV
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