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Un mwcwcomputer (pronuncia italiana: /komˈpjuter/cite-ref-1[1]), in italiano anche noto come mweqelaboratore o mwegcalcolatore, è una macchina mwewautomatizzata mwfaprogrammabile in grado di mwfqeseguire sia complessi mwfgcalcoli matematici (mwfwcalcolatore) sia altri tipi di mwgaelaborazioni dati (elaboratore).cite-ref-2[2]cite-ref-3[3]

Concepito come una mwigmacchina per automatizzare alcune capacità della mwiwmente umana, come ad esempio il mwjacalcolo e la capacità di mwjqmemorizzazione potenziandone la portata e applicandole alla soluzione di particolari problemi mwjgscientifici e mwjwingegneristici,cite-ref-4[4] a partire dalla seconda metà del mwlaXX secolo, evolve in macchina in grado di eseguire le elaborazioni dati più varie. Ci si riferisce comunemente al computer come ad un dispositivo mwlqelettronico e mwlgdigitale, mwlwprogrammabile mwmaa scopo generico, costruito secondo il modello teorico-computazionale della cosiddetta mwmqmacchina di Turing e la cosiddetta mwmgarchitettura di von Neumann, anche se oggi tuttavia il termine assume il significato più generico di sistema elettronico di elaborazione programmabile e mwmwnon programmabile, includendo dunque una vasta gamma di tipologie di dispositivi: sebbene i mwnacomputer programmabili a scopo generico siano oggi i più diffusi, esistono infatti in specifici ambiti di applicazione modelli di computer dedicati a vari campi e settori come mwnqautomazione industriale, mwngdomotica, mwnwcomputer grafica.

Nel corso della storia, l'implementazione tecnologica di questa macchina si è modificata profondamente sia nei meccanismi di funzionamento (meccanici, elettromeccanici ed elettronici), sia nelle modalità di rappresentazione dell'informazione (mwoqanalogica e mwogdigitale) sia in altre caratteristiche (mwowarchitettura interna, mwpaprogrammabilità, ecc.). In questa forma e al pari della mwpqtelevisione, esso rappresenta il mezzo tecnologico simbolo che ha maggiormente modificato le abitudini umane dopo la mwpgseconda guerra mondiale: la sua invenzione ha contribuito alla nascita e allo sviluppo dell'mwpwinformatica moderna, che ha segnato l'avvento della cosiddetta mwqaterza rivoluzione industriale e della mwqqsocietà dell'informazione.

• Storia e linguistica

• Etimologia

• Terminologia

• Storia

• Descrizione

• Struttura logica

• Hardware, software, programmazione

• Modularità ed espandibilità

• Parametri prestazionali

• Applicazioni pratiche

• Successo dei computer

• Architettura

• Costituenti tipo di un calcolatore elettronico personale

• Componentistica (hardware)

• Altre schede elettroniche

• Note tecniche

• Tipi di computer

• Sistema centrale

• Minicomputer

• Microcomputer

• Home computer

• Personal computer

• Altre categorie

• Oltre le categorie: emulazione e virtual machine

• Reti di computer

• Evoluzione: computer quantistici

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Il termine mwswcomputer è il mwtanome d'agente del verbo mwtqinglese mwtgto compute, che deriva dal mwtwfrancese mwuacomputer.cite-ref-5[5] L'etimo latino è composto da mwvqcom = cum (insieme) e mwvgputare (tagliare, rendere nettomwvw – da cui mwwapotare in mwwqitaliano) e significa propriamente: «confrontare (o comparare) per trarre la somma netta».cite-ref-6[6] In inglese, il termine indicava originariamente un essere umano,cite-ref-7[7] incaricato di eseguire dei calcoli. Il primo utilizzo nel senso moderno è attestato nel 1947,cite-ref-8[8]cite-ref-9[9] ma bisognerà attendere la metà degli anni 1950 perché questa accezione diventi di uso comune (si notino, a questo proposito, i diversi acronimi dei computer mwagASCC ed mwawENIAC).

Come per gran parte della terminologia mwcwinformatica, tra il termine mwdaitaliano «elaboratore» e il termine «computer» usato in mwdqinglese, nel mwdglinguaggio comune prevale nettamente l'uso del termine «computer».cite-ref-10[10] In altre lingue europee accade diversamente: nella mwewlingua francese si usa il termine mwfaordinateur; nella mwfqlingua spagnola si usano i termini mwfgcomputadora e mwfwordenador. La tendenza a usare parole inglesi è spesso biasimata in una diatriba sull'esterofilia della lingua italiana recente,cite-ref-11[11]cite-ref-12[12] ma le proposte alternative, come il «computiere»cite-ref-13[13]cite-ref-14[14] del professore mwkaArrigo Castellani, mwkqaccademico della Crusca e fondatore degli Studi Linguistici Italiani, non hanno riscosso sufficiente applicazione. Negli anni 1960 e 1970 è stato utilizzato anche il termine «ordinatore», oggi in disuso, mwkgcalco linguistico sul francese mwkwordinateur.

In italiano esiste anche il termine «mwlqcalcolatore», che però ha un significato più ampio: può indicare anche una macchina non automatizzata (come ad esempio un mwlgregolo calcolatore), oppure una macchina automatizzata in grado di eseguire esclusivamente semplici calcoli matematici (come ad esempio una mwlwmacchina addizionatrice). Nel secolo scorso poteva indicare anche un essere umano: la figura di «calcolatore» era un ruolo presso alcuni osservatori astronomici italiani.

Il computer è la versione più evoluta di una serie di strumenti di calcolo inventati sin dall'antichità tra i quali l'mwogabaco, la mwowmacchina di Anticitera, i mwpabastoncini di Nepero; gli esemplari di macchine calcolatrici più famosi in mwpqetà moderna sono forse la mwpgmacchina di Pascal (mwpw1645) e la mwqamacchina di Leibniz (mwqq1672), ma va ricordata anche la mwqgmacchina calcolatrice di Wilhelm Schickard, del mwqw1623, della quale sono rimasti soltanto i progetti.

Il passaggio da macchina calcolatrice a vero e proprio computer (nel senso di dispositivo programmabile) si deve a mwrqCharles Babbage: la sua mwrgMacchina analitica, progettata nel mwrw1833, anche se mai realizzata, è considerato il primo esempio di computer della storia; si trattava di una colossale macchina a ingranaggi, alimentata a vapore e dotata di input, output, unità di mwsamemoria, di unità di calcolo decimale con mwsqregistro dell'accumulo dei dati e di un sistema di collegamento tra le varie parti e contrariamente a quanto si potrebbe pensare, era interamente digitale.cite-ref-15[15]

Nel corso dei decenni successivi il computer è passato attraverso vari stadi evolutivi: il computer analogico (ne è un esempio l'mwtwanalizzatore differenziale di mwuaVannevar Bush del mwuq1927), la mwugmacchina di Turing, i computer digitali meccanici ed elettromeccanici (la Serie Z di mwuwKonrad Zuse, la macchina di Stibitz e l'mwvqASCC di mwvgHoward Aiken) ed infine quelli digitali ed elettronici (l'mwvwABC di mwwaJohn Vincent Atanasoff e Clifford Berry, l'mwwgENIAC di mwwwJohn Presper Eckert e mwxaJohn Mauchly, il mwxqColossus britannico); nel corso del mwxgXX secolo, inoltre, importanti progressi nel campo dell'mwxwelettronica - come il mwyatransistor e il mwyqcircuito integrato - e dell'mwyginformatica hanno contribuito all'evoluzione del computer nella sua forma attuale passando da dispositivo elettronico presente solo in aziende e centri di ricerca a dispositivo ad uso comune e consumo di massa per gli utenti comuni.

La componentistica mwzqmwzghardware, generalmente racchiusa all'interno di un contenitore denominato mwzwmw0acase, comprende la mw0qscheda madre, la mw0gCPU, l'mw0walimentatore elettrico, la mw1amemoria primaria e la mw1qmemoria di massa, più eventualmente altre mw1gschede preposte a funzioni accessorie o complementari,cite-ref-16[16] come ad esempio una o più mw2wschede video o una mw3ascheda audio.cite-ref-17[17]

Sostanzialmente, i calcolatori si dividono in analogici e digitali:

• un mw5acalcolatore analogico è un tipo di calcolatore che elabora i problemi per analogia, o in termini più scientifici, per quantità mw5qcontinue;

• un mw5wcalcolatore digitale è un tipo di calcolatore che elabora i problemi digitalizzando, ovvero le quantità che considera sono mw6adiscrete.

I mw6gdati cioè, possono essere rappresentati in due modi, analogico o digitale:cite-ref-3-18-0[18] un dato analogico è una rappresentazione continua, analoga all'mw7winformazione effettiva che rappresenta, mentre un dato digitale è una rappresentazione discreta, che spezza l'informazione in elementi distinti poiché l'elaborazione viene eseguita per passi finiti (vedi mw8amw8qalgoritmo). L'informatica, per come si è sviluppata, ha preso maggiormente in considerazione la seconda categoria di calcolatori. La prova è che i computer contemporanei funzionano secondo l'mw8galgebra booleana, ovvero la logica di funzionamento di un normale computer ammette due stati precisi, rappresentati dalle cifre 0 e 1. Esempi di calcolatori analogici odierni sono il mw8wtermometro e l'mw9aorologio tradizionali: nonostante vi siano gli indicatori dei gradi o delle ore, in realtà essi non sono sufficienti per astrarre la posizione esatta del mercurio o delle lancette.cite-ref-3-18-1[18]cite-ref-19[19] Il mercurio nel termometro sale con continuità lungo le tacche, mentre un termometro digitale calcola la temperatura secondo una mw-qlogica binaria e discreta.

La struttura logica del mwaqccomputer attuale può ricondursi alla presenza di almeno cinque elementi fondamentali o sottosistemi:

• mwaqoUnità centrale di elaborazione (UCE o CPU, acronimo di mwaqsCentral Processing Unit);

• mwaq0Memoria;

• mwaq8Schede elettroniche di espansione;

• Dispositivi di mwareinput/output;

• mwarmCanale di comunicazione dei dati (o Bus).

Questo schema venne proposto per la prima volta dal matematico mwaruJohn von Neumann all'interno di uno scritto informale del 1945 noto come mwaryFirst draft of a report on the mwarcEDVAC e va sotto il nome di mwargarchitettura di von Neumann.cite-ref-20[20] L'opera nasce dalla partecipazione di von Neumann al progetto mwar0ENIAC e raccoglie le idee provenienti da vari membri del team di sviluppo su come migliorare la funzionalità del computer nascituro.

Va inoltre ricordato che von Neumann era stato profondamente influenzato da mwar8Alan Turing,cite-ref-21[21] il quale aveva proposto nel 1937cite-ref-22[22] un modello di calcolo - passato alla storia come mwasgMacchina di Turing - che ben si prestava a descrivere le operazioni eseguite da un computer, pur non essendo stato concepito per quello scopo (Turing si stava occupando in quella sede del problema della mwaskcomputabilità, non della realizzazione di un calcolatore). Il funzionamento della mwasoMacchina di Turing suggerì a von Neumann l'idea che la memoria dovesse contenere non solo i risultati delle operazioni svolte dal computer, ma anche le istruzioni di programmazione.

Premesso il contributo degli altri progettisti dell'ENIAC e quello di Alan Turing, a von Neumann va il merito di aver approfondito, arricchito e messo a sistema gli spunti raccolti: motivo per il quale la struttura logica sopra indicata è oggi nota come mwaswarchitettura di von Neumann.

«I computer sono inutili. Ti danno solo risposte»

(Pablo Picasso)

A differenza della mwatomente umana, intesa come attività del mwatscervello, che è in grado di affrontare e risolvere problemi nuovi a mezzo di facoltà cognitive come mwatwintuizione e mwat0ragionamento, il mwat4computer, in quanto mwat8macchina, pur partendo ugualmente da dei dati in mwauainput, è invece un semplice mwaueesecutore di ordini, compiti o istruzioni impartite dall'esterno per risolvere determinati problemi d'interesse attraverso un mwauialgoritmo di risoluzione del problema stesso in modo tale che a partire da determinati input produca determinati output attraverso elaborazione degli stessi. Esso nasce dunque per eseguire mwaummwauqprogrammi o applicazioni: un computer senza un programma da eseguire è inutile.

Il mwauycomputer, in quanto esecutore, ha dunque bisogno di essere istruito o mwaucprogrammato dall'esterno per mano competente di un mwaugprogrammatore, il quale comunica/interagisce con la macchina attraverso i mwauklinguaggi di programmazione ad alto, medio o basso livello di astrazione (mwauolinguaggio macchina), che si differenziano tra loro secondo vari mwausparadigmi di programmazione. Queste parti immateriali che consentono l'utilizzo di mwauwprogrammi vengono comunemente chiamate mwau0mwau4software in contrapposizione allmwau8'mwavamwavehardware che è invece la parte fisica (mwavielettronica), nel senso di materiale e tangibile, degli elaboratori e che consente l'esecuzione dei programmi stessi. Tutto ciò che si può ottenere con l'utilizzo accoppiato di strumenti informatici o mwavmrisorse mwavqhardware e mwavusoftware costituisce unmwavy 'mwavcapplicazione informatica. Tutto il resto, oltre ad mwavghardware e mwavksoftware, sono i mwavodati presenti nella mwavsmemoria del computer, compresi all'interno di mwavwmwav0file e mwav4mwav8directory ed utilizzati in input dai programmi stessi per l'espletamento in mwawaoutput del particolare servizio richiesto dall'utente.

Quando si lavora su un computer, scompare agli occhi dell'utilizzatore il funzionamento hardware interno della macchina, interfacciandosi con essa unicamente tramite il linguaggio di programmazione ad alto livello oppure grazie all'mwawiinterfaccia utente del mwawmmwawqsoftware stesso, garantendo così quella grande flessibilità di utilizzo anche a chi non ne conosca i principi fisico-elettronici di funzionamento e che costituisce, assieme alla potenza di elaborazione, a quella di memorizzazione e alla riprogrammabilità, la chiave di successo dei mwawucomputer stessi. Questo processo di astrazione a partire dal mwawylivello fisico è comune a tutta l'informatica.

Il programma o mwaw8software di base di gran lunga più importante per un mwaxacomputer (se previsto nell'architettura generale), senza il quale la macchina non potrebbe funzionare, è il mwaxesistema operativo, che si occupa di gestire la macchina, le sue risorse mwaxihardware e le altre applicazioni che vi sono eseguite.cite-ref-23[23] Fornisce così all'utente un'mwaxcinterfaccia (grafica o testuale) con la macchina gestendo o coordinando in maniera efficiente le operazioni di mwaxgmwaxkinput/output comandando le rispettive mwaxoperiferiche di sistema, gestendo le operazioni di esecuzione dei programmi applicativi assegnandovi di volta in volta le risorse mwaxshardware necessarie al processamento (mwaxwmwax0scheduling) e infine gestendo l'archiviazione e l'accesso ai dati memorizzati attraverso il cosiddetto mwax4file system.

Dal punto di vista mwayahardware il mwayecomputer, inoltre, è un sistema elettronico mwaymdigitale (programmabile) che elabora cioè tutti i dati in formato digitale o numerico ovvero come sequenze di 0 e 1, corrispondenti a due livelli di mwayqtensione (alto e basso), corrispondenti a loro volta ai due stati fisici di interruttore aperto e chiuso. La logica elettronica interna di funzionamento è dunque basata sull'mwayuAlgebra di Boole. Il linguaggio dellmwayy'mwaychardware è propriamente un mwayglinguaggio macchina ovvero sequenze di mwaykbit cui si associano per semplice codifica i linguaggi a più alto livello. L'immissione dei dati in input alla macchina elaboratrice è di tipo alfa-numerico decimale, per cui è necessaria un'operazione di traduzione o mwayocodifica delle informazioni in binario; viceversa per ottenere una visualizzazione in output dei risultati dell'elaborazione è necessaria una traduzione o mwayscodifica inversa da binario ad alfa-numerico decimale. Tale codice è generalmente il codice mwaywASCII.

A larghe linee la progettazione di sistemi di elaborazione a livello mway4hardware ricade in massima parte nel campo dell'mway8ingegneria informatica (la quale a sua volta afferisce conoscenze dall'mwazaingegneria elettronica), mentre lo sviluppo software è affidato in massima parte al campo dell'mwazeinformatica pura. Pur tuttavia i confini tra le due discipline non sono rigidi bensì spesso assai sfumati.

In termini molto generali, dal punto di vista della possibilità di modifica, aggiornamento, espansione e personalizzazione dell'architettura hardware di un computer vi possono essere i seguenti casi:

• nulla o assai limitata possibilità di intervento. È il caso, ad esempio, dei microcontroller, dei notebook (o dei derivati mwazwnetbook e mwaz0ultrabook), dei palmari, degli smartphone, dei tablet;cite-ref-24[24]

• da buona a ottima possibilità di intervento. È il caso delle macchine server, delle workstation, dei personal di tipo desktop e simili. Per i server di tipo mwaamblade la modularità e la scalabilità è la caratteristica peculiare dei sistemi di questo tipo.

Nel secondo caso occorre fare però un'altra distinzione:

• il computer è un pre-assemblato/marchiato da un fabbricante mwaacOEM o da un'azienda mwaagsystem integrator;

• il computer è il risultato di un "libero" assemblaggio di componenti prescelti, realizzato dall'utente (o da un assemblatore professionale per conto suo).

Nel caso di un "assemblato" la possibilità di espansione, modifica, personalizzazione, evoluzione, manutenzione, ecc. sono spesso molto ampie. Nel primo, invece, dipende dalla configurazione-architettura del sistema ma, in generale, è meno possibile del primo. Questo può dipendere da limitazioni di tipo fisico (hardware) ma anche software e/o imposte dall'OEM.

Occorre anche considerare che i computer (di qualsiasi genere ma vale soprattutto per quelli "chiusi" come notebook per non parlare degli smartphone o dei tablet) vengono realizzati e venduti dai fabbricanti con il sistema operativo (e tutta la parte software delle periferiche hardware) su licenza OEM. In questi casi è il produttore che mette a disposizione il software del sistema e gli aggiornamenti stessi: spesso e volentieri il software "originale" del produttore del singolo componente (o un'applicazione qualsiasi) non funziona sul computer in quanto il produttore OEM lo ha modificato e personalizzato per quello specifico modello/versione di computer (questo accade spesso anche per i driver). Quindi, in questi casi, non solo è difficile (o fisicamente impossibile) cambiare un componente hardware (nel senso di evoluzione non certo di sostituzione per guasto), ma non può essere neppure aggiornato il software di una periferica (costruita e venduta singolarmente da un produttore) se non quello distribuito dall'OEM dell'intero sistema.

È per questo che tutti i grandi produttori di computer invitano a scaricare il software e gli aggiornamenti unicamente dal proprio portale o mediante la funzione di mwaa0update del dispositivo e quelli delle periferiche/accessori avvertono che il software (driver e strumenti) dei loro componenti potrebbe non funzionare su computer OEM.

Pertanto, sarebbe più corretto parlare di personalizzazione della mwaa8configurazione del computer dovendo non solo considerare la possibilità di espansione/modifica dell'hardware ma anche del sistema operativo e del software (firmware, driver, applicazioni, ecc) in generale.

Parametri prestazionali di un computer sono le sue capacità di processamento e le sue capacità di memorizzazione. In linea di massima si identificano dunque i seguenti parametri:

Per la capacità di processamento:

• frequenza di mwabuclock del processore;

• architettura a mwabc8 bit, mwabg16, mwabk32 bit o mwabo64 bit e mwabsmulticore;

Un parametro prestazionale di calcolo può essere anche la potenza di calcolo in mwab0MIPS oppure in mwab4FLOPS cioè il numero di operazioni in mwab8virgola mobile eseguite in un secondo dalla CPU (specie per computer a fini di calcolo scientifico), anche se tale parametro non tiene in conto delle operazioni in numeri interi comuni invece nei PC domestici.

Per la capacità di memoria:

• capacità della mwacmmemoria primaria o centrale (mwacqRAM);

• capacità della mwacymemoria secondaria (mwaccmemoria di massa);

A questi si associano valutazioni intorno alla qualità delle schede elettroniche che compongono l'hardware.

In sostanza un mwacscomputer è in grado di eseguire operazioni logiche come ad esempio mwacwcalcoli numerici e storicamente è stato proprio il calcolo la prima forma di applicazione del computer ovvero il problema che ha spinto all'invenzione e alla realizzazione del computer stesso. Dalla nascita della struttura più elementare in seguito si sono sviluppati e succeduti molti tipi di computer, costruiti per svariati compiti, professionali e non, che, pur affinando sempre più il mwac0calcolo numerico fino ad arrivare al moderno calcolo scientifico ad elevate prestazioni grazie ai mwac8supercalcolatori, vanno ben oltre offrendo applicazioni diffusissime all'utente comune come la mwadavideoscrittura in sostituzione delle vecchie macchine da scrivere e in generale applicazioni di mwadeoffice automation, mwadifogli di calcolo, creazione e gestione di mwadmdatabase, la mwadqprogettazione assistita al calcolatore, la mwaducomputer grafica, la mwadysimulazione, sistemi elettronici di mwadccontrollo, applicazioni di mwadgdiagnostica medica, i mwadkvideogiochi ecc.

Le chiavi di successo del computer sono dunque la grande mwaeapotenza di elaborazione e la notevole capacità di mwaeememorizzazione che, in qualità di macchine, estendono le rispettive capacità umane di calcolo, processamento e memorizzazione consentendo una diminuzione sensibile dei tempi richiesti per la risoluzione di un problema dato o spesso la sua effettiva risoluzione, altrimenti non possibile. Ad essa si aggiunge la grande mwaeiusabilità grazie al suo utilizzo in molti campi dell'elaborazione dati (vedi i mwaemsistemi embedded) e, sul fronte del consumo di massa, allo sviluppo di innumerevoli applicazioni a favore di una vasta gamma di utenti e, nella maggior parte dei casi, anche la mwaeqsemplicità di utilizzo da parte dell'utente stesso grazie all'implementazione di sistemi di interfacciamento utente/macchina molto spesso di tipo mwaeumwaeyuser-friendly.

• mwaekvelocità: la velocità di un processore è costantemente aumentata in linea con la mwaeomwaeslegge di Moore, stessa cosa dicasi per la capacità di mwaewmemorizzazione;

• mwae4economicità: il costo di un processore e del computer in toto è diminuito progressivamente nel tempo per motivi di mwae8economia di scala;

• mwafeflessibilità: facilità di configurazione e riconfigurare attraverso mwafisoftware;

• mwafqscalabilità: la dimensione dei programmi può crescere sino ai limiti della memoria o dello spazio di memorizzazione senza costi aggiuntivi.

Un mwaf4computer, come premesso, non è altro che l'implementazione fisica, pratica, di una mwaf8macchina di Turing universale, secondo l'architettura fisica ideata da mwagaVon Neumann.

Per quanto riguarda l'architettura hardware sono diffuse le mwagiarchitetture dei processori basati su registri generali. A questo livello hardware e software viaggiano appaiati sullo stesso piano: le istruzioni elementari del processore (mwagmmwagqInstruction set) (salto, confronto, operazioni aritmetiche ecc.) sono definite in mwagulinguaggio macchina, ovvero codificate in sequenze numeriche di bit; i linguaggi di programmazione a medio ed alto livello, cioè più vicini o familiari al nostro linguaggio naturale, si ottengono come ulteriori codifiche (tabelle di associazioni tra i nomi delle istruzioni) a partire dal linguaggio macchina stesso. Così accade che un qualunque mwagysoftware applicativo abbia un suo mwagccodice oggetto o eseguibile espresso in linguaggio macchina ed un suo mwaggcodice sorgente espresso in linguaggio ad alto livello.

Una terza possibilità è l'mwagoassembly; questo particolare linguaggio è una "trascrizione" delle istruzioni base del processore in un linguaggio intelligibile (solitamente nel formato istruzione indirizzo, o istruzione valore, o altri - vedasi mwagsopcode). È possibile (per esempio) integrare lmwagw'mwag0assembly in programmi in C (ma questo approccio non è sempre consigliabile anzi oggi è quasi del tutto abbandonato perché si preferisce scrivere programmi adattabili a più piattaforme, vedi voce "mwag4Portabilità"; linguaggio macchina ed assembly non sono mai portabili mentre esistono compilatori C mwag8multipiattaforma). Con l'evolversi dei sistemi operativi (eccezion fatta per lmwaha'mwahemwahihacking) i linguaggi a basso livello sono usati sempre meno, invece all'epoca del mwahmDOS e soprattutto degli mwahqhome computer questo approccio veniva seguito spesso.

Un processore munito di memoria, dispositivi di mwahyinput/output e mwahcbus di collegamento tra periferiche è dunque un "elaboratore" secondo la classica mwahgarchitettura generale di Von Neumann.

All'architettura mwahohardware si sovrappone l'mwahsarchitettura software, che comprende il mwahwsistema operativo, cioè il sistema generale di gestione o coordinazione delle risorse mwah0hardware del mwah4computer e dei dati in esso immagazzinati. Le istruzioni base del sistema operativo fanno parte del mwah8set di istruzioni fondamentali del processore e, di conseguenza, sono definite anch'esse in mwaielinguaggio macchina e gestite dall'Unità di Controllo del processore. Le istruzioni del sistema operativo a livello utente, eventualmente interfacciate graficamente, sono anche qui ottenute tramite una codifica ad alto livello delle istruzioni base, espresse in linguaggio macchina, di gestione (pilotaggio) delle periferiche stesse, mascherando così ancora una volta il complesso funzionamento interno del computer.

L'insieme di architettura mwaimhardware (quindi il processore) e sistema operativo costituiscono la cosiddetta mwaiqpiattaforma informatica del sistema essendo questi due elementi strettamente correlati. Al di sopra della piattaforma costituita da hardware e sistema operativo operano le mwaiuapplicazioni ovvero programmi che offrono un servizio all'utente appoggiandosi al sottostante sistema operativo.

La macchina elaboratrice è adagiata all'interno di un mwajimwajmcabinet o mwajqcase e viene mwajualimentata elettricamente da un'unità (mwajyalimentatore), interna o esterna che fornirà al sistema le giuste tensioni elettriche alle sue diverse componenti, nei termini della mwajcpotenza e stabilità richieste.

Dal punto di vista pratico e costruttivo tutti i computer di questa categoria, hanno almeno:

1. una mwajsCPU,

2. una certa quantità di mwaj0memoria primaria di lavoro, generalmente volatile ma piuttosto veloce, attualmente mwaj4RAM,

3. una certa quantità di mwakamemoria non volatile. Quest'ultima è suddivisa in:

1. una piccola parte (mwakmROM, mwakqPROM, mwakuEPROM, mwakyEEPROM o mwakcFlash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio (mwakgBoot) del computer stesso (mwakkfirmware). Esempi sono mwakoOpen Firmware e mwaksBIOS, che assolvono comunque anche ad altre funzioni di base, oltre a queste. A seconda dei casi, questo primo programma potrà essere l'unico che la macchina eseguirà oppure servirà a fare da trampolino di lancio per caricare il mwakwsistema operativo vero e proprio dalla mwak0memoria di massa in memoria di lavoro, o un ulteriore e intermedio programma in grado di decidere quale particolare sistema operativo selezionare: in questo caso si parla di mwak4loader.

2. una mwalememoria di massa, più capiente ma con velocità d'accesso più lenta.

Il componente forse meno essenziale, ma che caratterizza il calcolatore al primo colpo d'occhio è l'involucro, generalmente chiamato mwalomwalscase nei mwalwpersonal computer e mwal0cabinet nei sistemi più grandi. Il telaio che meccanicamente sostiene la componentistica, l'apparato di raffreddamento generale, e l'involucro esterno caratterizzano e in parte differenziano i molti tipi di macchine finora viste.

Elemento fondamentale è il mwal8sistema di raffreddamento. Attualmente molti calcolatori montano sistemi di raffreddamento sui singoli chip, come CPU e GPU o altri, i quali possono andare da una semplice alettatura per il raffreddamento ad aria, a mwamaventole, o a sistemi con circolazione di liquidi di raffreddamento. In aggiunta a questi, nel case del computer vengono predisposti ulteriori altri sistemi per la circolazione e l'espulsione dell'aria calda generata. Nei mwamecabinet dei mwamimainframe e dei mwammsupercomputer, il problema del raffreddamento è notevole, e l'energia in gioco spesa nell'implementarlo è una quota rilevante del costo del sistema.

Sistemi architetturalmente moderni o di piccole dimensioni riescono ad avere una generazione di calore talmente bassa da fare a meno di ventole od altre parti in movimento, con evidenti vantaggi, a pari dispersione termica, in termini di silenziosità o di consumi. Il telaio e l'involucro caratterizzano visivamente la macchina, e possono situarsi in un arco dimensionale che va dal computer palmare, alle armadiature dei grossi sistemi. Tali armadiature sono principalmente costituite da un telaio, con alloggiamenti di vari standard, che permettono la rimozione, spesso in attività, dei singoli componenti: schede processore, singolo cluster alloggiato in un mwamumwamyrack, ed altro.

L'alimentatore è l'elemento che fornisce mwanaenergia al PC, e nel caso delle versioni portatili può essere sostituito da alcune batterie. A seconda del tipo d'alimentatore il computer può avere lo spegnimento del tipo:

• mwanmAutomatico, lo spegnimento del computer avviene automaticamente al termine del processo mwanqsoftware (tipico degli alimentatori mwanuATX)

• mwancManuale, lo spegnimento deve avvenire manualmente sotto il comando della macchina (tipico degli alimentatori AT)

L'efficienza dell'alimentatore non è costante, ma dipende dal carico, generalmente il rendimento massimo è ottenuto al 50% di carico massimocite-ref-25[25] e rimane buono con un range tra 25 e 80%, mentre generalmente al di sotto del 20% di carico il rendimento tende a ridursi velocemente, esiste anche una certificazione sull'efficienza degli alimentatori per poter garantire un livello minimo d'efficienza.cite-ref-26[26]

In genere i tre componenti suddetti, escludendo solitamente la parte di memoria di massa, si trovano implementati fisicamente insieme sullo stesso circuito integrato o sulla stessa mwaowscheda elettronica, che in questo caso viene detta mwao0scheda madre o mwao4mainboard, o eventualmente in schede figlie o d'espansione direttamente inserite e spesso anche alimentate elettricamente dalla stessa scheda madre.

Attualmente, all'interno della CPU vi è anche una piccola quantità di memoria, detta memoria mwapamwapeCache; questo tipo di memoria è una memoria veloce (ed anche molto costosa) nella quale vengono caricate tutte le informazioni e/o le mwapiistruzioni più frequentemente utilizzate ovvero elaborate dal mwapmprocessore, per far fronte alla lentezza del mwapqmwapuBus di collegamento fra CPU e memoria mwapyRAM;

Oltre ad eseguire programmi un computer deve anche poter comunicare con l'esterno ovvero con l'utente o con altri dispositivi: per questo sono sempre presenti un certo numero di mwapginterfacce verso vari dispositivi dette periferiche di sistema quali ad esempio l'mwapkI/O. Quasi sempre, tranne nei casi di mwapomicrocontrollori molto semplici, vi è infatti la possibilità di collegare una mwapstastiera e un dispositivo di visualizzazione (mwapwmonitor, mwap0stampante, mwap4schermo). Inoltre un computer fa spesso uso di mwap8memorie di massa per registrare dati e programmi a lungo termine liberando così spazio nella memoria mwaqaRAM ed è quasi sempre possibile collegare ad esso periferiche esterne e/o mwaqemwaqischede elettroniche di espansione interne.

La CPU, sigla di mwaqwmwaq0Central Processing Unit, è uno dei componenti della mwaq4macchina di von Neumann, il più diffuso modello teorico-implementativo di mwaq8processore. Si tratta di un mwaracircuito integrato riprogrammabile dall'utente tramite mwareprogramma mwariapplicativo ed è il "cervello" vero e proprio del computer, ovvero il dispositivo che ha il compito di elaborare (mwarmprocessing) le informazioni (dati) provenienti dalla mwarqmemoria centrale decodificando ed eseguendo le mwaruistruzioni operative in mwarycodice macchina del programma e appartenenti al set di istruzioni fondamentali specifiche della CPU (mwarcinstruction set), oltre che coordinare le altre unità di processamento secondarie (mwargcoprocessore).

Si suddivide in mwaroUnità di Controllo (mwarsControl Unit) ed mwarwUnità Logico Aritmetica (ALU). La sua struttura o mwar0architettura è stata soggetta ad evoluzione nel tempo, integrando progressivamente quantità sempre maggiori di mwar4transistor, arricchendosi di memoria interna detta mwar8cache di primo livello, aumentando la dimensione del mwasabus dati e integrando più di una struttura esecutiva delle istruzioni, detta mwasepipeline, aumentando così il grado di 'parallelismo'. Nelle ultime versioni si hanno più CPU che coesistono insieme sullo stesso circuito integrato, detto quindi processore mwasimulticore, ad esempio mwasmdual-core, mwasqquad core o octa-core a seconda che ospiti due, quattro o otto processori in parallelo.

Oltre alla parte di memoria che per motivi architetturali attualmente ormai risiede all'interno della CPU, si notano:

• la memoria mwas8ROM che contiene il mwatamwatefirmware (mwatiUEFI o mwatmBIOS) necessario all'avviamento (mwatqmwatuboot) del computer cioè del suo sistema operativo.

• la memoria di lavoro o memoria principale o mwatcmemoria centrale, adesso generalmente mwatgRAM, molto veloce, ma con il problema di essere volatile: allo spegnimento della macchina il suo contenuto informativo viene perso. Le tecnologie attuali in ogni caso prevedono già in itinere memorie di lavoro permanenti. Per raffronto sull'evoluzione tecnologica, un "banco" mwatkRAM del 1986 con soli 4 MB di memoria è oggi talmente grande che, su quella stessa superficie di circuito stampato, si riesce facilmente a collocare l'intero circuito di un personal computer, compresi parecchi Gigabyte di memoria RAM.

• per questo ed altri motivi alla memoria centrale si affianca sempre un altro tipo di memoria, molto più lenta, ma capace di mantenere i dati ivi scritti per un tempo indefinito ovvero nel lungo periodo su desiderio dell'utente. Questa memoria viene detta mwatsmemoria secondaria, mwatwmemoria di massa o memoria d'immagazzinamento secondario ed è costituita in genere da dischi magnetici (es. mwat0disco rigido, mwat4floppy disk) o mwat8dischi ottici (es. mwauaCD, mwaueDVD). Una promettente evoluzione è rappresentata dai mwauisupporti a stato solido, detti anche SSD: sono molto simili alle mwaumschede di memoria, hanno velocità di lettura più elevate rispetto ai dischi magnetici, ma attualmente sono molto costosi. In casi di applicativi che richiedono poca memoria vengono utilizzate le NVRAM, particolari mwauuRAM non volatili, se si vuole la scrittura e riscrittura dei dati, le mwauyROM se il programma non deve essere cambiato (mwaucfirmware), o al massimo cambiato molto raramente (ROM cancellabili tramite mwaugraggi UV o mwauktensioni predefinite). In generale i dati vengono scritti su queste memorie sotto forma di mwauofile: il modo in cui questi file sono logicamente organizzati e catalogati è detto mwausfile system.

Collegate tramite mwavamwaveslot e mwavimwavmsocket alla scheda madre (e quindi alla CPU) sono le mwavqschede di espansione che costituiscono dunque le mwavuperiferiche interne del mwavycomputer. Tra queste la più importante è la mwavcscheda video che è l'elemento hardware che si occupa dell'mwavgelaborazione delle immagini e della loro visualizzazione sul mwavkmwavomonitor. Altre schede d'espansione sono la mwavsscheda audio, la mwavwscheda di rete, la mwav0scheda Bluetooth, la mwav4scheda Wi-Fi e la mwav8scheda di memoria.

La suddivisione del carico elaborativo tra CPU e le altre schede elettroniche ha fondamentalmente ragioni storiche e pratiche di mwaweaffidabilità e mwawimanutenibilità del sistema elettronico: le funzionalità di elaborazione secondarie storicamente sono state infatti aggiunte in seguito ai primi processori in grado di compiere le sole operazioni logico-matematiche ed il malfunzionamento di una o più schede non inficia il funzionamento dell'unità centrale oltre alla possibilità di essere sostituite senza dover sostituire l'intero sistema.

Alle schede elettroniche o periferiche interne si aggiungono i cosiddetti dispositivi di mwaw0I/O necessari per comunicare in input con la macchina impartendo istruzioni e visualizzare all'utente i risultati dell'elaborazione. Tra questi dispositivi ricordiamo la mwaw4tastiera, il mwaw8mwaxamonitor, i mwaxelettori CD e mwaximwaxmfloppy-disk, la mwaxqstampante, il mwaxumwaxymodem, le casse audio, lo mwaxgmwaxkscanner, le cuffie, i mwaxosupporti di memorizzazione secondaria quali mwaxsmwaxwhard disk, mwax0floppy disk, mwax4CD, mwax8chiave USB ecc. Tutti questi dispositivi sono detti anche mwayaperiferiche di sistema.

Il computer non potrebbe funzionare senza il bus di sistema. Questo è infatti il collegamento (mwayoparallelo) fra le varie componenti di un computer: CPU, mwayschipset, mwaywscheda video, mway0periferiche, eccetera.

Esistono 3 tipi fondamentali di bus che, assieme, formano il mway8bus di sistema:

• mwaziBus indirizzi;

• mwazqBus dati;

• mwazyBus controlli.

Le periferiche esterne possono essere collegate al bus di sistema mediante le interfacce fornite dal costruttore (nel caso di componenti di facile integrazione), o mediante interfacce proprietarie nel caso di componenti particolari o non integrati nel proprio sistema (scheda madre). Questi componenti sono detti mwazgmwazkschede di espansione e si collegano direttamente in alloggiamenti (mwazomwazsslot) della scheda madre che dialogano, grazie all'interfaccia del mwazwchipset, con tutto il resto del sistema.

Alcuni tipi di interfacce a "Slot":

• mwa0qISA

• mwa0yEISA

• mwa0gVESA

• mwa0oProcessor Direct Slot

• mwa0wPCI

• mwa04PCI Express

• mwa1aPCI-X

• mwa1iAGP

• mwa1qVMEbus

• mwa1yS-100

• mwa1gZorro

• mwa1oNuBus

• mwa1wMBus

• SBus

• Micro Channel

Esistono un certo numero di mwa2minterfacce generiche, adatte a molti scopi, che in genere i costruttori hanno cura di implementare sempre nei mwa2qcomputer che producono, per aumentarne la versatilità. In genere le specifiche per queste interfacce sono standard pubblici, stabilite da enti come l'mwa2uIEEE o l'mwa2yISO.

• mwa20RS232 (interfaccia seriale);

• RS432;

• mwa3eCentronics (interfaccia parallela);

• mwa3gIEEE 488;

• mwa3oSCSI (disco rigido, mwa3sCD-ROM, mwa3wscanner e altri);

• mwa34ATA (o IDE, PATA, EIDE per mwa38disco rigido e ottici);

• mwa4eSATA (per SSD, dischi rigidi e ottici);

• mwa4meSATA (SATA per dispositivi esterni);

• mwa4uIEEE 1394 o mwa4yFirewire esterno espandibile, capace di fornire alimentazione ai dispositivi, in diversi tipi, (periferiche esterne come dischi rigidi e ottici, scanner, videocamere e fotocamere digitali);

• mwa5ePS/2 (mwa5itastiera e mwa5mmouse);

• mwa5oADB per tastiere, mouse e simili dispositivi di controllo;

• SHUGART (per mwa50floppy disk);

• mwa58USB (Universal Serial Bus, o bus seriale universale in italiano, esterno espandibile, in diversi tipi, capace di fornire alimentazione ai dispositivi tastiera e mouse, fotocamere digitali, ecc.);

• mwa6yHDMI (High Definition Multimedia Interface).

Questa descrizione è da riferirsi solamente alla scheda di sistema di alcuni personal computer da tavolo, principalmente quelli più diffusi. Tutti i dispositivi diversi, tipo i computer mobili come i mwa7acarputer, mwa7epalmtop, mwa7iSmartphone, mwa7mNetbook, mwa7qUMPC, mwa7uconsole per videogiochi e tutti gli altri dispositivi informatici alternativi possono presentare un'architettura interna anche notevolmente differente. I mwa7ycomputer portatili, ad esempio, per esigenze di spazio possono integrare il mwa7cchipset in altri componenti (o viceversa). Le console per videogiochi sono sprovviste di mwa7gBIOS: una serie di mwa7ksub-routine necessarie per l'avvio sono memorizzate ed automaticamente eseguite direttamente da un unico integrato.

Inoltre alcuni mwa7scomputer di vecchia generazione (e tutte le console per videogiochi, anche le più moderne) integrano la CPU direttamente saldate sulla scheda madre e quindi non rimovibile. Altri dispositivi invece (come mwa7wmwa70supercomputer, mwa74mwa78workstation e mwa8amwa8eserver) possono integrare sulla scheda madre due o più mwa8imwa8msocket per l'installazione di più CPU (per sistemi multiprocessore) oppure più schede madre per ottenere configurazioni avanzate basate su sistemi con centinaia o anche migliaia di CPU che funzionano in contemporanea.

Nel mwa8u1995, nel campo dei sistemi basati su processori IBM/Motorola, schede madre della classe mwa8yTsunami, progettate per i processori mwa8cPowerPC 604 e successivi erano dotate di slot per mwa8gdaughtercard o scheda figlia, a singolo o multiplo processore essendone anch'esse sprovviste. Ugualmente, alcune schede madre della metà degli mwa8kanni novanta, progettate per i processori mwa8oPentium II e per i primi processori mwa8sPentium III (con core non mwa8wCoppermine) erano sprovviste di socket e montavano invece uno slot denominato mwa80mwa84Slot 1 simile ai normali slot d'espansione PCI per alloggiare una scheda elettronica contenente 2 o più integrati, che insieme costituivano la CPU del Computer. Oggi con la tecnologia mwa88dual core e la più recente mwa9amulti core è invece possibile integrare direttamente all'interno di un unico processore due (per il dual core) o più (per il multi core) mwa9ecore logici nello stesso mwa9ipackage, capaci di aumentare la potenza di calcolo senza aumentare la frequenza di funzionamento del processore.

Il termine computer, nel senso moderno-elettronico, ha ormai assunto un significato sempre più vasto comprendendo la semplice mwa9ocalcolatrice fino ai grandi sistemi di calcolo e venendo dunque ad assumere il significato più generale di mwa9ssistemi di elaborazione dati. Tuttavia i computer possono essere idealmente divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche salienti, dell'uso che in generale se ne fa, del software e dei sistemi operativi che fanno girare e dell'epoca in cui sono comparsi. Le definizioni nel tempo sono molto cambiate e i confini non sono mai così netti.

Una prima classificazione in base all'uso distingue tra computer mwa90mwa94general purpose, ovvero riprogrammabili per svariate applicazioni dall'utente, e mwa98computer mwa-aspecial purpose ovvero mwa-esistemi embedded dedicati ad una sola applicazione specifica come ad esempio i mwa-mmicrocontrollori. Un'altra classificazione è basata sull'accesso condiviso o meno alle risorse mwa-qhardware: un computer mwa-ugeneral purpose può essere monoutente oppure multiutente sfruttando il cosiddetto mwa-ymwa-ctimesharing delle risorse e con diversi sistemi operativi. Un mwa-gcomputer monoutente può essere mwa-kmwa-omonotasking oppure mwa-smwa-wmultitasking ovvero può eseguire più processi in contemporanea (in pratica tutti i mwa-0computer moderni). Ovviamente un mwa-4computer multiutente è anche multitasking.

Una classificazione basata sulle dimensioni, sull'evoluzione storica e sulla destinazione d'uso è invece quella che segue. In linea di massima le dimensioni dei sistemi di elaborazione sono progressivamente diminuite nel tempo in virtù del miglioramento delle tecniche di elaborazione digitale ovvero all'alta mwa-acapacità di integrazione dei mwa-emwa-itransistor all'interno dei processori ed il parallelo aumento della capacità di processamento. Computer di grandi dimensioni rimangono ora solo nei grandi centri di calcolo.

Negli anni 40 i mwa-wcomputer occupavano stanze intere, l'energia richiesta per il funzionamento ed il raffreddamento era elevata e, naturalmente, erano costosissimi; per questo motivo si tendeva a sfruttarli il più possibile e, quindi, l'utilizzo era suddiviso generalmente fra un numero di utenti piuttosto grande. Spesso la comunicazione con la macchina sia in input che in output avveniva direttamente tramite l'uso di schede perforate. mwa-0IBM è stata il primo costruttore di mainframe e, anche attualmente, i suoi sistemi più potenti, tra quelli direttamente a listino, sono classificati secondo questo termine.

Questi sistemi sono caratterizzati da una elevata capacita' elaborativa e di mwa-8input/output. Essi vengono utilizzati nei grandi gruppi societari, nella pubblica amministrazione ed in tutte quelle strutture che hanno bisogno di una potenza di elaborazione proporzionata al grande numero di utenti che devono fruirne. Ovviamente non vanno confusi coi comuni mwbaacomputer mwbaemwbaiserver, macchine oramai diffuse presso tutte le organizzazioni, anche piccole, perché contrariamente a questi ultimi, i mainframe sono concepiti per ottenere le massime prestazioni. Non vanno nemmeno confusi con le mwbamserver farm, perché ultime queste si basano sull'idea di distribuire il carico di lavoro su un gran numero di piccoli server. I mainframe operano invece con la filosofia opposta. Per lo stesso motivo, non vanno scambiati nemmeno con i mwbaqmwbaucluster.

In un secondo tempo, negli mwba4anni sessanta, in particolare da mwba8Digital e da mwbbaHP, vennero introdotti elaboratori dal costo abbastanza ridotto da poter essere comprati anche da piccole aziende o da singoli dipartimenti di ricerca e di dimensioni paragonabili ad un armadio. Questo permise un utilizzo più flessibile. Per distinguerli dai mainframe venne coniato il termine mwbbeminicomputer.

All'inizio degli mwbbyanni settanta l'introduzione del primo mwbbcmicroprocessore, l'mwbbgIntel 4004, rese disponibili mwbbkcomputer dal prezzo abbastanza ridotto da poter essere acquistati anche da una singola persona. La prima generazione di questi dispositivi era destinata soprattutto agli appassionati, perché di difficile utilizzo. I mwbbomwbbspersonal computer possono essere considerati mwbbwmicrocomputer.

La seconda generazione di microcomputer, che prende il nome di mwbcyhome computer (it.: mwbcccomputer domestico), fece il suo ingresso nel mercato nella seconda metà degli anni settanta e divenne comune nel corso degli mwbcganni ottanta, per estinguersi entro i primi mwbckanni novanta con l'ascesa dei mwbcopersonal computer. Gli mwbcshome computer, macchine a costo contenuto e di utilizzo prevalentemente domestico, contribuirono largamente a diffondere a livello popolare l'uso del mwbcwcomputer e all'alfabetizzazione informatica di vasti strati di popolazione (specie giovanile) nei paesi sviluppati.

Basati su processori a 8 bit e costruttivamente molto semplici, erano dotati di interfacce esclusivamente testuali e come memorie di massa sfruttavano, almeno inizialmente, supporti analogici come le cassette audio. Erano utilizzati prevalentemente come console per videogiochi, oppure per i primi approcci con la programmazione.

Questi computer quasi mai avevano sistemi di mwbc8protezione della memoria, per cui si potevano fare dei danni semplicemente dando dei comandi di modifica della memoria passando degli indirizzi "opportuni". Con oltre dieci milioni di macchine vendute, il più rappresentativo computer di questa categoria fu il mwbdaCommodore 64. Anche lo mwbdeZX Spectrum della mwbdiSinclair ebbe buona diffusione.

Per mwbd0Personal Computer (PC) si intende un mwbd4mwbd8microcomputer economico destinato, prevalentemente, a un utilizzo personale da parte di un singolo individuo. Si distingue da un mwbeaHome computer principalmente perché si prestano - grazie alle maggiori risorse mwbeehardware e mwbeisoftware a disposizione - a utilizzi maggiormente produttivi rispetto a questi ultimi, destinati invece a un utilizzo ludico o didattico. A differenza degli Home Computer, i PC erano quasi sempre dotati di mwbemmonitor e lettori di mwbeqmwbeufloppy disk. I mwbeydischi rigidi entreranno a far parte della dotazione standard di un Personal Computer solo agli inizi degli mwbecanni novanta.

Dato che la definizione di Personal Computer si consolidò definitivamente con la diffusione dei mwbekcomputer mwbeoPC IBM, oggi per Personal Computer (PC) spesso si intende un computer da essi derivato, ma inizialmente il termine andrebbe riferito a macchine con sistemi operativi e tipi di microprocessori del tutto diversi, quali l'mwbesOlivetti P6060 e le prime versioni dell'mwbewApple (mwbe0Apple I e soprattutto l'mwbe4Apple II).

• mwbfgmwbfkworkstation: mwbfocomputer general purpose monoutente dotati di più elevate risorse di elaborazione e costi maggiori rispetto ai normali mwbfspersonal computer, e destinati ad uso e compiti professionali, spesso in ambito grafico o ingegneristico.

• mwbf0mwbf4host: un qualsiasi computer che funge da mwbf8terminale in una mwbgarete informatica.

• mwbgimwbgmserver: sono computer logicamente dedicati all'espletamento di particolari servizi richiesti da un computer mwbgqmwbguclient all'interno di un'mwbgyarchitettura di rete mwbgcmwbggclient-server come reti mwbgkLAN e mwbgoInternet.

• mwbgwmwbg0supercomputer: elevatissima capacità di elaborazione (spesso grazie ad un mwbg4calcolo parallelo) e distinti dai mainframe perché solitamente destinati ad una singola applicazione come previsioni meteorologiche, climatiche, calcolo scientifico ad elevate prestazioni e mwbg8simulazioni varie in generale.

• sistemi mwbhemwbhibarebone: mwbhmpersonal computer preassemblati, costituiti di solito da mwbhqmwbhucase e scheda madre, pronti per ulteriori personalizzazioni da parte di rivenditori o utenti finali.

• mwbhcportatile o mwbhgnotebook: computer trasportabili che possono entrare in una valigetta o essere appoggiati sulle ginocchia (mwbhklaptop). Nella famiglia dei portatili tipi tecnico-commerciali distinti dai mwbhonotebook propriamente detti sono rappresentati dai mwbhsmwbhwnetbook e dagli mwbh0mwbh4ultrabook.

• mwbiapalmare: mwbiecomputer di ridotte dimensioni, tali da essere portati sul palmo di una mano.

• mwbimmwbiqtablet computer: computer grandi come una tavoletta e dotati di uno mwbiuschermo tattile.

• mwbiwmwbi0smartphone: hanno ormai caratteristiche molto simili (o per meglio dire sovrapponibili, c'è una crescente tendenza ad eliminare le "barriere" tradizionali nell'informatica) ai mwbi4palmari: oltre agli apparati elettronici di mwbi8telecomunicazioni per la mwbjaricetrasmissione possiedono infatti anche un nucleo elettronico di elaborazione ed una mwbjememoria dati con tanto di sistema operativo mwbjiad hoc e svariate applicazioni oltre ovviamente ai consueti dispositivi di mwbjminput-output.

• mwbjumicrocontrollore: elaboratori completi totalmente contenuti in singoli circuiti integrati e dedicati a specifiche applicazioni (mwbjyspecific purposecite-ref-27[27]) in mwbjssistemi embedded. Appartengono a quest'ultima categoria anche i mwbjwdispositivi interni di mwbj0commutazione in una mwbj4rete di calcolatori.

• mwbkamwbkeconsole di mwbkivideogiochi: rappresentano attualmente i computer domestici mwbkmmwbkqspecial purpose dalle capacità di processamento più elevate per far fronte alle più svariate esigenze di elaborazione, nonché anche il settore trainante per lo sviluppo di nuovi più evoluti processori.

• mwbkyregistratori di cassa: le moderne casse utilizzate nel commercio sono mezzi informatici a tutti gli effetti. Quelle di livello medio-alto sono normali PC-client (di tipo mwbkcmwbkgtouch screen) che accedono, via rete, al mwbkkserver su cui gira il sistema gestionale dell'esercizio o della catena (vendite, magazzino, approvvigionamento, ecc.).

• mwbksPOS: i dispositivi per effettuare i pagamenti elettronici sono ormai mini mwbkwcomputer.

• mwbk4ATM: volgarmente detti "bancomat", sono le apparecchiature informatiche per le comuni operazioni omonime.

Anche se non compresi nell'elenco, gli attuali mwblacellulari, appena sopra il livello base, potrebbero anch'essi essere considerati computer dato che comprendono, in forma semplificata e minimale, le classiche funzioni e applicazioni da smartphone.

Si noti come queste categorie abbiano una valenza più che altro convenzionale, dal momento che le prestazioni di una "workstation" di cinque-dieci anni fa potrebbero risultare nettamente inferiori a quelle un PC odierno. È significativa in tal senso la celebre (e profetica) mwblilegge di Moore sullo sviluppo dei sistemi di elaborazione.

Una interessante possibilità è quella di riprodurre il funzionamento di altri sistemi operativi, o addirittura di macchine arcade, di telefoni cellulari o degli home computer (usando particolari software) direttamente sul PC o su altri dispositivi. Si veda la voce mwbluemulatore.

Più calcolatori possono essere collegati insieme in rete formando una mwblorete di calcolatori sotto forma di mwblssistemi distribuiti per la condivisione di dati e delle risorse software e/o hardware come nel caso del mwblwcalcolo distribuito. Un esempio di rete di calcolatori sono le mwbl0reti aziendali (mwbl4Intranet) e la rete mwbl8Internet. In particolare queste reti si suddividono in reti mwbmamwbmeclient-server in cui esistono calcolatori che erogano servizi (mwbmiserver) a calcolatori o utenti che ne fanno richiesta (mwbmmclient) (ad es. le Reti Windows e le Reti Linux), oppure mwbmqmwbmureti peer to peer che offrono un'architettura logica paritaria dove ciascun calcolatore può svolgere sia funzioni di server che funzioni di client. Anche i sistemi di tipo mwbmymainframe formano una mwbmcrete informatica tipicamente con risorse hardware centralizzate e condivise. I vantaggi di queste reti sono evidenti in termini di facilità ed efficienza di comunicazione e gestione delle informazioni all'interno delle organizzazioni o aziende private stesse. A livello logico tutti questi tipi di reti sono realizzate e si differenziano tra loro grazie a diversi mwbmgprotocolli di comunicazione utilizzati e relativi software, che caratterizzano e rendono possibile quindi le funzionalità stesse di rete.cite-ref-28[28]

Una rete di tipo particolare è il mwbm4dominio.

Tra i vari filoni attivi di studio e di ricerca si distingue l'mwbnminformatica quantistica, che prevede da tempo un'evoluzione/rivoluzione del computer classico basata sulle nozioni e sui fenomeni fisici offerti dalla mwbnqmeccanica quantistica. Il dispositivo progettato seguendo questi criteri, viene comunemente chiamato mwbnucomputer quantistico.

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