Il computer

computersCos’è un computer? Noi italiani dovremmo chiamarlo calcolatore (una volta lo facevamo) ma siamo sempre pronti ad adottare le parole inglesi ed oggi “computer” è una nuova parola del dizionario. Del resto è l’oggetto presente in qualunque casa, anzi, è in tasca a tutti. Lo chiamiamo cellulare o smartphone (ancora in inglese) ma in realtà si tratta di un vero e proprio computer che oltre a far girare programmi (che oggi ci piace chiamare “app”, abbreviando la parola “applicazioni”) riesce pure a fare telefonate, foto, video, ecc.

Molti di noi quindi si portano un potentissimo elaboratore elettronico in tasca, senza pensare davvero alla potenza di calcolo immane che abbiamo in mano. Insomma, lo smartphone (che io chiamerei più opportunamente “computer palmare”) è ormai la normalità per chiunque, a cominciare dai ragazzini. Fa molto di più di quello che facevano i primi computer che sono entrati nelle nostre vite, ma alla base del suo funzionamento è un computer come i vecchi cassettoni che avevamo sulla scrivania negli anni 90. Chi come me ha un’età per cui ricorda ancora bene quei tempi, ma anche quelli in cui un computer in casa era impensabile, figuriamoci un telefono portatile, ogni tanto si rende conto dei passi da gigante fatti dalla tecnologia, ma anche forse riesce a capirne meglio il funzionamento, o per lo meno non lo dà per scontato.

Quanti dei giovani utenti di oggi (o forse dovrei semplicemente dire quanti degli utenti) sanno cosa significa CPU, conoscono la differenza tra memoria RAM e ROM o come davvero i computer funzionino internamente?

Come funziona?

binaryIl computer utilizza il sistema binario per immagazzinare informazioni ed eseguire i calcoli. Noi umani utilizziamo quello decimale, basato su 10 cifre da 0 a 9. Con queste 10 cifre possiamo scrivere qualunque numero e fare calcoli – geniale: abbiamo 10 dita e ci viene facile così. Ma come dire ad una macchina di fare altrettanto? E’ stato pensato fin dall’inizio che fosse più facile utilizzare numeri costruiti con sole 2 cifre, 0 e 1, per questo è un sistema detto “binario”. 1 e 0 per una macchina possono diventare un foro piccolo o lungo, come i tratti e i punti dell’alfabeto Morse, leggibili da un meccanismo opportuno.Insomma, noi abbiamo 10 dita e usiamo il sistema decimale; i computer capiscono solo acceso (1) o spento (0), hanno in pratica solo due dita, e utilizzano il sistema binario. Ecco che infatti i primi calcolatori venivano nutriti di nastri cartacei perforati, poi diventati dischi perforati e poi invece nastri e dischi magnetici (un livello di magnetizzazione era 1, un altro livello era 0, l’importante è distinguerli chiaramente durante la lettura o scrittura). Lo stesso vale per i dischi ottici (CD e DVD), che hanno dei microscopici punti e tratti incisi lungo una stretta spirale su una superficie riflettente così che un raggio di luce laser li possa leggere.

La memoria

hard-driveTutti questi supporti, dischi esterni ed interni, magnetici od ottici che siano, sono sistemi di immagazzinamento dati, detti memorie ROM. La sigla sta per Read-Only Memory, memoria di sola lettura (ovviamente si sottintende anche di scrittura), ma la dicitura sta per distinguere una memoria di tipo fisso: una volta incisa l’informazione non va via da sola, bisogna cancellarla o sostituirla con altro. Oggi abbiamo le memorie di tipo Flash: penne USB, le schede delle fotocamere e dei telefonini, che non sono supporti magnetici od ottici, ma allo “stato solido” (SSD = Solid State Drive); non ci sono parti che girano, hanno dimensioni ridotte e prestazioni decisamente più elevate). Si tratta di un supporto costituito da Mosfet, un tipo particolare di transistor che mantiene a lungo la carica, quindi le informazioni.

Un computer ha la sua memoria “di lavoro”, provvisoria, in cui carica i dati da un supporto, come un qualunque disco, per poterli poi elaborare. Ma quando passa a fare altro, libera la sua memoria per fare spazio. Quando spegniamo il computer quella memoria si azzera totalmente. Computer memoryE’ la memoria RAM: Random Access Memory. Queste memorie sono costituite da microscopici chip di silicio, dei transistor che possono essere spenti (0) o accesi (1), ricostruendo le informazioni reali in modo elettronico, immagazzinando sequenze di 0 e 1 come transistor accesi o spenti (ve li potete immaginare come LED, non è tanto diverso) che corrispondono ai vari caratteri utilizzabili. Ogni “LED” immaginario è un chiamato “bit”, cioè qualcosa di molto piccolo, la minima unità in informatica. Si è scelto di utilizzarli a gruppi di 8 per creare i caratteri utilizzabili. Ogni gruppo di 8 bit costituisce un “byte”. Suona come “mozzico” in inglese, ma in quel caso è scritto con la “i”. Rende l’idea…. 😉

In un byte di 8 bit ci sono 28 possibilità = 256. Ognuna delle 8 posizioni può essere 0 o 1, dalla prima 00000000 all’ultima 11111111. Non si tratta solo di numeri ma di vari caratteri che possiamo inserire da tastiera e anche di più. Mille byte sono un kilobyte e mille kilobyte fanno un megabyte, 1 milione di byte. Oggi misuriamo a miliardi di byte, i gigabyte. E cominciano a essere pochi, siamo ai “tera”, mille miliardi di byte!

floppyNel 1990 il mio PC aveva 1 megabyte di memoria RAM e un disco interno (hard disk) da 20 megabyte. Il disco interno era “hard”, rigido, per distinguerlo dai primi dischi magnetici esterni che erano flessibili (floppy). All’epoca si utilizzavano “floppy disk” che avevano al massimo 1,4 megabyte di spazio utilizzabile. Un grosso programma poteva anche essere distribuito su 5 o 10 dischetti! Per installarlo sul disco interno bisognava farli leggere tutti in sequenza dal computer che copiava i dati sul disco interno e poi li installava (=rendeva il programma riconoscibile dal sistema).

Il “cervello” centrale e il sistema operativo

cpuIl grosso del lavoro lo fa l’unità centrale di calcolo, la CPU (Central Processing Unit), il vero cuore del sistema, il calcolatore elettronico vero e proprio. Si tratta di un complesso chip di silicio fatto da una miriade di transistor che il progresso tecnologico ha reso sempre più piccoli, quindi veloci. I costruttori storici sono sempre stati la Intel e la AMD per i PC che giravano con Windows. Motorola li costruiva per i Macintosh, Atari, Amiga, ecc… Per un periodo i Macintosh hanno girato con CPU fatte da IBM (Power PC)! Oggi anche i Mac utilizzano le Intel, identiche a quelle dei PC. Un Macintosh può installare anche Windows volendo, lo stesso non vale per un PC che non può girare col sistema operativo Apple a meno di trucchi non “ufficiali”. Linux invece è installabile su entrambi.

Il sistema operativo per un computer è un programma, una applicazione che lo rende capace di fare le operazioni base, come copiare e salvare i file, permettere i collegamenti in rete, gestire tutte le varie componenti di cui un computer è fatto e farle funzionare tra loro. Al momento dell’accensione, un computer carica il sistema operativo per prima cosa. Dopo di che è pronto per accettare comandi, siano essi da tastiera o mouse o schermo touch, e quindi caricare applicazioni per lo scopo per cui lo vogliamo utilizzare.

Il primo vero sistema operativo moderno è stato Unix. Oggi è alla base del sistema operativo Apple che gira sui Macintosh. Linux, è una sua illustre “imitazione”, non è Unix ma funziona allo stesso modo. Unix e Linux in particolare fanno girare la quasi totalità di Internet, essendo nati proprio per risolvere problemi di telecomunicazioni. Questo sito è su think_linuxun server Linux ad esempio, e sto scrivendo su un Macintosh che fa girare il suo sistema operativo OSX al cui cuore c’è una versione particolare di Unix. I primi PC come il mio di cui parlavo poco fa, giravano su un sistema operativo alquanto rudimentale, chiamato Microsoft DOS (semplicemente Disk Operating System). Come con Unix, non aveva in origine una interfaccia grafica con menu, tendine, finestre gestibili con un puntatore (il mouse). Bisognava conoscere i comandi! In genere si trattava di un comando che avrebbe listato i file contenuti nel disco interno; tra essi si doveva riconoscere quelli eseguibili, cioè le applicazioni “lanciabili”; bastava poi scrivere il loro nome e premere invio per far partire i programmi. Nel DOS uno alla volta – prima si chiude un programma, poi si può lanciare l’altro. Apple fu la prima a implementare menu, icone, OLYMPUS DIGITAL CAMERAtendine e il mouse, da una idea originale della Xerox. Microsoft copiò letteralmente il Mac OS e creò Windows, che all’inizio era solo una applicazione da lanciare dal DOS, che rimaneva il vero sistema operativo: si scriveva “win” e si premeva invio. Poi avevi a disposizione le finestre con le icone e le tendine coi menu! Ben più rudimentali che coi Macintosh!

Le applicazioni, i programmi mirati a qualunque cosa, dalla scrittura al disegno, ai calcoli, le foto, i video, ecc. sono da “installare” in seguito “sul” sistema operativo. Devono essere scritte appositamente per funzionare su un dato sistema operativo. Office per Windows è un prodotto piuttosto diverso da Office per Mac, una versione non si può installare sull’altro sistema operativo.

L’innovazione di Apple

iphone1Poi sono arrivati i telefoni cellulari, ma prima che potessero avere un loro sistema operativo con loro interfaccia grafica ce ne è voluto di tempo! Anche qui la Apple fu pionieristica, inventando dapprima il Palmtop, il primo computer che stava nel palmo della mano (il desktop sta sulla scrivania, il laptop ci sta in grembo e il palmtop in mano). Poi nacque l’iPod, pensato per immagazzinare tanta musica e basta. Da lì il passo all’iPod con schermo grafico “touch” e icone fu decisivo – unire la cosa a un telefono cellulare fu naturale, ed ecco il primo smartphone, chiamato iPhone.

Apple_Macintosh_1Come nei computer, il primo vero PC utilizzabile è stato l’Apple Macintosh; il primo telefono “smart” davvero utilizzabile è stato l’Apple iPhone. Poi Microsoft e Google hanno preso il sopravvento nel mercato coi loro sistemi operativi Windows e Android, installabili su macchine di tipo e marca diversi, mentre la Apple ha sempre scelto di costruire da sola sia le macchine che i sistemi operativi per farle girare. La cosa ha i suoi pro (maggiore affidabilità, migliore fluidità di funzionamento, maggiore integrazione tra sistema e macchina, qualità generale più elevata) e i suoi contro (costi maggiori, prezzi più alti, minore diffusione e flessibilità di utilizzo). Sono scelte di mercato; la Apple si mantiene fedele alla sua immagine originale, il suo marchio vende un’idea, un modo di essere e fare le cose, diversamente da altri che offrono semplicemente la soluzione al tipo di utilizzo che si vuole ottenere. Agli inizio lo slogan Apple era “think different”. Un Apple era per fare musica, grafica, arte in genere o semplicemente per non essere il solito PC triste da businessman in giacca a cravatta. Per creare c’erano i Macintosh; per lavorare i PC (solo che si lavorava, e bene, anche coi Mac). Windows ha cambiato tutto: anche un PC poteva usare gli mac-iphonestessi programmi per grafica, musica, editing video, qualunque cosa, con la stessa filosofia delle icone e i menu a tendina. Alla fine la case software hanno creato più programmi per Windows che per Mac. Ne è l’emblema il mio software preferito per la grafica: Deneba Canvas, nato per Mac, ben noto nell’ambiente. Poi fu creata la versione per Windows e col tempo quella per Mac è sparita, solo per tornare di recente a grande richiesta ma in versione un po’ ridotta. Oggi la Apple è vista come il gigante potente e sfruttatore, che approfitta della sua fortissima posizione di mercato. Chi è un po’ più “nerd” oggi utilizza un PC con Linux e sicuramente un telefono Android. L’iPhone è per gli snob, è forse più vicino all’uso come status symbol. A me non interessa, lo vedo in realtà alla vecchia maniera del “think different” di Apple e per me non è nient’altro che un Mac palmare.