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personal computer

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espressione inglese (propr. calcolatore personale), spesso abbreviata in PC, nata per indicare i piccoli computer utilizzati da una sola persona in contrapposizione con i grandi elaboratori condivisi da migliaia di utenti.

Cenni storici

Nel 1971 la INTEL presenta il suo 4004, il primo chip commerciale di un microprocessore, in grado di fornire, per meno di 200 dollari, approssimativamente la stessa potenza dell'ENIAC. Tra gli sviluppatori ci sono T. Hoff, S. Mazor e F. Faggin. Ancor prima che il 4004 sia commercializzato Hoff, Mazor e Faggin lavorano al progetto dell'8008, versione a 8 bit più potente del 4004. È intorno all'8008 e, dal 1974, all'8080 che vengono realizzate le prime piastre a microprocessore. Si tratta di semplici prototipi o di kit da montare in casa; ma l'architettura del personal computer è già nata: un microprocessore, una memoria RAM (inizialmente di 8 o 16 KByte), un ROM (generalmente da 1 KByte) e un certo numero di componenti elettronici per gestire la tastiera e per generare il segnale video da mandare a un comune televisore. Già alla nascita dell'8080, G. Kildall della Digital Research ne intuisce le potenzialità e sviluppa il CP/M, il primo sistema operativo appositamente scritto per un microcomputer. Nel 1975, la Altair mette in commercio, per meno di 1000 dollari, un kit per la realizzazione di un piccolo computer dotato di microprocessore 8080 e CP/M. Nel frattempo F. Faggin passa alla Zilog dove realizza un microprocessore compatibile con il set di istruzioni dell'8080, e quindi con il CP/M, ma estremamente più potente soprattutto nella gestione delle periferiche. Intorno al chip di Faggin, lo Z80, vengono sviluppati moltissimi microprocessori tra cui la serie Spectrum, lo RadioShack e l'Orion. Negli stessi anni la Motorola presenta il suo 6502, non compatibile con la serie 8000 della INTEL, ma ugualmente potente. Intorno al 6502 nascono i primi microcomputer non in kit: l'Apple II, il VIC20, il Commodore 64, l'Atari ecc. Si tratta di macchine complete, con un mobile, la tastiera e le uscite per un monitor e per le unità di registrazione (a cassette audio o su floppy disk). Sono tutte dotate di un BASIC residente che a volte integra anche il sistema operativo. Per distinguere queste macchine dai microcomputer in kit nasce il termine personal computer che racchiude in sé il concetto di potenza dato dalla parola “computer” (e non più microcomputer) e di disponibilità della parola “personal” (e non shared, condiviso, come i grandi computer dipartimentali). L'uso di un personal computer permette a matematici, ingegneri, fisici e studenti di ottenere i risultati dei loro lavori in poche ore, se non in pochi minuti, invece di perdere delle giornate in attesa che arrivi il loro turno per l'uso dei grandi elaboratori. Con il passare del tempo la potenza elaborativa, la capacità di immagazzinamento dati, la qualità del video e la quantità di periferiche collegabili a un personal computer trasformano di fatto questo oggetto in un piccolo centro di calcolo personale. Un personal computer realizzato nel 2000 è estrememente più potente dei grandi computer utilizzati appena trent'anni prima. Tant'è che ormai anche nei grandi computer si utilizzano, ovviamente in architetture specializzate e parallele, gli stessi microprocessori nati per i personal computer.

Struttura: generalità

Un personal computer si compone di un'unità centrale, che contiene l'alimentatore, le unità a dischi e la cosiddetta piastra madre, e di varie unità periferiche come la tastiera, il monitor e la stampante. Sulla piastra madre, dotata di connettori di varie tipologie, trovano posto: il microprocessore (spesso dotato di radiatore per il calore con apposita ventola di raffreddamento), le memorie RAM, la ROM e le schede I/O (Input/Output). Tra queste ultime sono molto importanti le schede video e i controller per i dischi. Le schede video contengono un microprocessore dedicato alla generazione delle immagini e la RAM video in cui viene depositata l'immagine prima di essere masterizzata e inviata al monitor. I controller per i dischi gestiscono invece la comunicazione tra il bus di sistema, e quindi tra il microprocessore e la RAM, e le unità a disco (hard disk, floppy, CD-ROM o DVD). Affinché sia possibile la comunicazione, sia i controller sia le unità periferiche devono utilizzare lo stesso standard: tra i più diffusi, lo SCSI, adatto soprattutto per le periferiche che possono essere installate anche esternamente all'unità centrale, come hard disk addizionali, dischi rimovibili, scanner e altro, e l'E-IDE. Uno dei parametri principali dell'unità centrale è la velocità. Si deve distinguere tra la velocità della piastra madre (e quindi delle memorie RAM e del bus) da quella del microprocessore che generalmente è un multiplo di quella del bus. Le velocità tipiche delle piastre madri vanno da 30 a oltre 130 MHz, la velocità dei microprocessori varia da poco meno di 100 MHz per i primi modelli a oltre 1 GHz per quelli più recenti. Il contenitore che racchiude l'unità centrale si distingue per la dimensione e la collocazione. Possiamo quindi avere personal computer desktop (da appoggiare sul tavolo sotto al monitor), laptop (da tenere sulle gambe e quindi portatili), tower (da posizionare sotto la scrivania) e minitower (da posizionare sopra la scrivania accanto al monitor). All'unità centrale si collegano, attraverso porte apposite, le principali unità di colloquio: la tastiera, il monitor e la stampante. Con l'avvento delle interfacce grafiche (GUI) alla tastiera si affianca il mouse o un'altra unità di puntamento grafica (penna ottica, trackball o touch screen). Le porte utilizzate per il colloquio con le periferiche sono generalmente collocate sul retro del personal computer e si dividono per tipologia essendo, fino all'arrivo della USB, dedicate a ciascun tipo di periferica. Abbiamo così la porta video, facente capo alla scheda video, per collegare il monitor; la porta parallela, per collegare la stampante; la porta seriale o PS/2, per collegare la tastiera e il mouse. Una seconda porta seriale è generalmente presente su tutti i personal computer e serve per collegare il modem o altre periferiche (scanner, plotter, MIDI, ecc.). Proprio per evitare i problemi, economici e di installazione, dovuti ai differenti tipi di porte i personal computer sono dotati di due uscite USB cui si possono connettere decine di periferiche differenti che vanno dalla tastiera alla stampante, dallo scanner alla telecamera, o memorie di massa anche di grande capacità. Alcuni personal computer sono anche dotati di una porta firewire (IEEE-1369), simile alla USB ma in grado di fornire velocità di trasferimento più elevate: presente anche sulle videocamere digitali, questa porta consente il riversaggio e l'editing video direttamente in digitale.

Struttura: i portatili

Una particolare categoria di personal computer è quella dei portatili. Sono piccoli personal computer in cui è integrato anche il monitor, in origine un comune CRT (Cathode Ray Tube) poi sostituito da quello a cristalli liquidi (LCD), e dotati di una batteria che consente di utilizzarli senza la connessione alla rete elettrica. Le elevate capacità di calcolo e memoria residenti su un personal computer, la disponibilità di schermi e schede grafiche ad alta risoluzione e ad alte prestazioni, l'introduzione di lettori di CD e DVD in dotazione di serie, hanno reso il portatile un dispositivo su cui eseguire e fruire di applicazioni multimediali, ormai non solo residenti su supporto fisico, ma scaricabili in tempo reale dal web. Le loro prestazioni sono ormai equivalenti a quelle di un modello fisso, sia come capacità computazionale sia come dimensione e qualità del video. L'unico inconveniente è rappresentato dalla loro scarsa autonomia che raramente supera le tre ore di utilizzo continuativo. Per superare questo problema e per renderne ancor più agevole l'uso, sono nati i palm top che hanno l'ingombro di un'agenda elettronica ma la potenza di calcolo di un vero personal computer. I palm top posseggono uno schermo video di dimensioni ridotte (tipicamente 640x240 punti) e un sistema operativo in ROM che contiene anche i principali applicativi (elaboratore di testi, data base, foglio elettronico, agenda e browser Internet). L'uso di uno speciale tipo di RAM (statica) consente di “congelare” il palm top in uno stato che, pur mantenendo tutte le informazioni, determina un consumo di corrente quasi nullo. I palm top possono quindi essere utilizzati per diversi giorni prima che sia necessario ricaricare le batterie. I soli inconvenienti sono la ridotta dimensione del display e una generale lentezza delle applicazioni.

I programmi

La diffusione dei personal computer è stata accompagnata da una enorme disponibilità di software sia aziendale, sia didattico, sia ludico. L'avvento dei sistemi operativi con interfaccia grafica, dapprima MacOS e successivamente Windows, OS/2 e Linux, ha reso facilmente accessibile l'utilizzo del personal computer anche alle categorie di utenti meno esperte. La programmazione del personal computer si è spostata dall'utente finale (come avveniva nei primi sistemi da realizzare in kit) alle software house specializzate: il personal computer si è così trasformato in un comune apparato domestico che tutti possono utilizzare. Sia i sistemi operativi sia i programmi tendono ad allontanare sempre più il concetto di programmazione da quello di utilizzo del personal computer, realizzando applicativi che arrivano a prevedere quello che l'utente vuol fare in modo da poter indicare la strada più breve per raggiungere lo scopo: videoscrittura, navigazione Internet, posta elettronica, fogli elettronici, grafica, ma anche piccoli applicativi che aiutano nella gestione del conto corrente, del budget familiare e nell'archiviazione di libri, audio CD, videocassette e fotografie. Il software per personal computer si differenzia per piattaforma (un software per INTEL non funziona in ambiente Macintosh) e per canale distributivo. Infatti, oltre al software commerciale che si acquista nei negozi di informatica, ci sono quelli shareware, careware e freeware: i primi due richiedono il versamento di un contributo a favore dell'autore (il primo) o di un'associazione di beneficenza (il secondo); il terzo è gratuito. Questi tre software appartengono al cosiddetto public domain e sono liberamente scaricabili tramite Internet dai siti FTP o distribuiti in raccolte su CD-ROM.