STORIA - Il Computer
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Computer è un termine di origine latina, computare (calcolare) attraverso l'inglese, to compute (calcolare), anche detto calcolatore, elaboratore, oppure ordinatore, è un dispositivo fisico che implementa il funzionamento di una macchina di Turing.Questa definizione, sebbene rigorosa, non dice molto su quello che in pratica un computer è o può fare: eseguire operazioni logiche, come calcoli numerici. Dalla nascita della struttura più elementare, in seguito si sono sviluppati molti tipi diversi di computer, costruiti e specializzati per vari compiti. Essi vanno da macchine che riempiono intere sale, capaci di qualunque tipo di elaborazione, a circuiti integrati grandi pochi millimetri che controllano minirobot e orologi da polso. Ma a prescindere da quanto siano grandi e da che cosa facciano, possiedono tutti quattro cose: (almeno) una unità centrale di elaborazione o CPU, (almeno) una memoria, e almeno un dispositivo di ingresso/uscita, nonchè un canale perchè possano dialogare tra loro[1], in accordo all'architettura di von Neumann.il termine computare, assolutamente affine e proprio della capacità di elaborazione in quanto a potenza di calcolo dei computer stessi, viene indicato etimologicamente derivante dalla composizione di com , cum, insieme e putare, che dal significato di render netto, da cui potare nella lingua in uso, migrò a quello di tirare il conto. |
Vi sono state frequenti, periodiche diatribe anche sulla eventuale opportunità di migrare al meno usato e per molti più corretto calcolatore, od elaboratore, visto un certo uso esterofilo nell'italiano recente. Nelle altre lingue europee, infatti, spesso si usano termini non mutuati dall'estero. In Lingua francese ordinateur e in spagnolo computadora ad esempio. Da dizionario, come sinonimo troviamo elaboratore, processore, calcolatore e i desueti cervello elettronico e cervellone, mentre la proposta[3] formulata dal professor Arrigo Castellani, accademico della crusca e fondatore degli Studi Linguistici Italiani, di utilizzare computiere non ha assolutamente trovato applicazione.
Un computer nasce per eseguire programmi: un computer senza un programma da eseguire è inutile. Il programma di gran lunga più importante per un computer, se previsto nell'architettura generale, è il sistema operativo, che si occupa di gestire la macchina, le sue risorse, le altre applicazioni che vi sono eseguite[4]. Fornisce all'utente un'interfaccia per inserire ed eseguire gli altri programmi. Queste parti immateriali vengono comunemente chiamate software, in contrapposizione all'hardware che è la parte fisica, nel senso di materiale e tangibile, degli elaboratori.
La macchina di Turing in oggetto è un meccanismo, formale, ma potenzialmente realizzabile concretamente, che costituisce un modello di calcolo; è retta da regole elementari di natura molto semplice. Ha potere computazionale massimo, ed è equivalente a ogni altro modello di calcolo molto più complesso.
Di conseguenza si è consolidata la convinzione, accettata e attualmente non dimostrabile, che per ogni problema calcolabile ne esista una in grado di risolverlo (congettura di Church-Turing).
Le prime macchine praticamente costruite per effettuare operazioni di calcolo, tali che ad una variabile di ingresso (input) dell'utente producessero un corrispondente risultato (output) come effetto di un processo sui dati immessi, determinato da una regola logica, risalgono al 150 a.C. e sono i primi planetari e successivamente alcuni strumenti per il calcolo di posizione ed ora per usi marinareschi. Erano macchine dedicate a uno scopo specifico. Precedente a queste, nella gestione delle operazioni numeriche abbiamo l'abaco, non universalmente considerato un calcolatore in quanto non in grado di effettuare il riporto, funzione che arriverà solo nel corso del 1600 con la macchina calcolatrice di Wilhelm Schickard. Il completamento degli elementi essenziali di un calcolatore si ha infine nel 1833 quando Charles Babbage progettò la Macchina analitica, meccanica e alimentata a vapore, che costituisce il primo vero calcolatore programmabile, e non dedicato, della storia. Fu il primo esempio di macchina con input, output, una unità di memoria, ed un'unità di calcolo con registro di accumulo dei dati e sistema di collegamento tra il tutto. Nel 1842 la contessa di Lovelace, Ada Byron, ne scrisse i primi programmi. A lei è dedicato il linguaggio di programmazione Ada, standard del Dipartimento della Difesa statunitense. Attualmente i calcolatori sono di tipo elettronico, ed il primo a funzionare, denominato Z1 e capostipite di una serie ad esso successiva, si deve al tedesco Konrad Zuse.
Tipi di computer
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 comparse. Le definizioni nel tempo sono molto cambiate e i confini non sono mai così netti.
Mainframe
Negli anni 40 i computer occupavano stanze intere, l'energia richiesta per il funzionamento ed il raffreddamento era elevata e, naturalmente, erano costosissimi; per questo motivo li si tendeva a sfruttare il più possibile e, quindi, l'utilizzo era suddiviso generalmente fra un numero di utenti piuttosto grande.
I mainframe oggi sono dei computer non molto più grandi del PC di casa ma, nonostante le dimensioni, questi computer sono molto potenti e possono sopportare centinaia di terminali e utenti connessi. Questi sistemi sono molto onerosi sia in termini di investimento iniziale che di costi di gestione. Pertanto vengono utilizzati nelle grandi aziende, nelle banche, in società di assicurazioni, nella pubblica amministrazione ed in altre strutture che hanno bisogno di una potenza di elaborazione molto elevata per gestire i terminali che gli utenti usano per lavorare.
Il termine risale ai primi anni dell'informatica; esso si riferiva, infatti, al grande assemblato che conteneva il processore centrale e il complesso dei dispositivi di ingresso/uscita. Nel seguito il termine fu usato per distinguere gli elaboratori di alta fascia da quelli meno potenti che erano spesso contenuti in involucri più piccoli. Oggigiorno il termine mainframe si riferisce principalmente ai sistemi IBM System z9, i discendenti in linea diretta del System/360, sebbene sia adoperato anche per i discendenti in linea diretta dei mainframe Burroughs Large Systems e della serie UNIVAC 1100/2200.
I moderni mainframe si distinguono dagli altri computer non tanto per la velocità di esecuzione di un singolo task (dipendente principalmente dalla frequenza del clock interno) ma piuttosto per le loro caratteristiche di disegno interno, che punta sull'alta affidabilità, sicurezza e il bilanciamento delle prestazioni, e per la compatibilità binaria dei programmi applicativi scritti anche tanti anni fa garantita con le nuove macchine, caratteristica che garantisce nel tempo la protezione degli investimenti applicativi dei clienti. Questi elaboratori sono in grado di funzionare per anni senza interruzione e sono progettati in modo da consentire molte attività di riparazione e manutenzione senza richiedere il fermo della produzione. I mainframe sono apprezzati anche per l'alta disponibilità che offrono, una delle ragioni principali della loro longevità e dell'utilizzo per applicazioni dove un'interruzione del servizio sarebbe molto costosa o catastrofica. L'acronimo RAS (Reliability, Availability and Serviceability) definisce le caratteristiche peculiari di disponibilità dei mainframe.
Storicamente i mainframe erano famosi per via della loro dimensione e per i requisiti ambientali (condizionamento e alimentazione elettrica). Quei requisiti non furono più necessari a partire da metà degli anni 1990, con la progettazione dei mainframe basata su tecnologia CMOS che rimpiazzava la vecchia tecnologia bipolare. I più grandi mainframe moderni hanno dimensioni relativamente contenute e sono caratterizzati da consumi energetici ridotti se confrontati con rack di server di altre tecnologie che occupano la stessa superficie.
Storia
Molti produttori fabbricarono i computer mainframe a partire dalla fine degli anni 50 fino agli anni 70. A quell'epoca erano conosciuti come "IBM e i sette nani": Burroughs, Control Data, General Electric, Honeywell, NCR, RCA, e UNIVAC. Il dominio di IBM crebbe dalla serie 700/7000 e successivamente lo sviluppo della serie in architettura S/360. Quest'ultima architettura ha continuato ad evolversi negli attuali mainframe zSeries/z9 che, assieme con gli allora mainframe Burroughs e ora i mainframe Unisys basati su MCP, sono tra le poche architetture mainframe che ancora esistono. Detto ciò, sebbene essi possano ancora fare girare il codice System/360 a 24 bit, i server CMOS a 64-bit zSeries and System z9 hanno quasi niente fisicamente in comune con i vecchi sistemi. Il più grandi degli ultimi concorrenti dell'IBM era anche spesso soprannominato "Il BUNCH" dalle loro iniziali (Burroughs, UNIVAC, NCR, CDC, Honeywell). Produttori di rilievo al di fuori degli Stati Uniti furono Siemens e Telefunken in Germania, ICL nel Regno Unito, e Fujitsu, Hitachi, e NEC in Giappone. L'Unione Sovietica e i paesi del patto di Varsavia fabbricarono copie simili ai mainframe IBM durante la Guerra Fredda.
La domanda in contrazione e la dura competizione causò una scossa nel mercato nei primi anni 80 - RCA vendette a UNIVAC anche GE uscì; Honeywell fu comprata da Bull; UNIVAC divenne una divisione di Sperry che successivamente si fuse con Burroughs per formare la Unisys Corporation nel 1986. Nel 1991, AT&T per un breve periodo possedettero NCR. Durante lo stesso periodo, le aziende trovarono che i server basati su progettazione microcomputerizzata potevano essere impiegati a una frazione del prezzo di acquisizione e offrire agli utenti locali un maggior controllo sui loro sistemi date le politiche e le pratiche IT a quel tempo. I terminali usati per interagire con i sistemi mainframe furono gradualmente rimpiazzati dai personal computer. Conseguentemente, la domanda crollò e le nuove installazione di mainframe furono limitate soprattutto alle macchine per servizi finanziari e governativi. Nei primi anni 1990, c'era un consenso tra gli analisti di industria che quello del mainframe era un mercato morente in quanto le piattaforme mainframe furono incrementalmente rimpiazzate da reti di personal computer.
Quella tendenza iniziò ad invertirsi alla fine degli anni 90 poiché le aziende trovarono nuovi usi per i loro mainframe esistenti. Anche la crescita dell'e-business fortemente aumentò il numero di transazione di back-end processate dal software mainframe e il throughput dei database. Un altro fattore del crescente uso del mainframe è lo sviluppo del sistema operativo Linux, che può essere eseguito su molti sistemi mainframe, tipicamente in macchine virtuali. Linux consente agli utenti di avvantaggiarsi del software open source combinato con la RAS dell'hardware mainframe. La rapida espansione e lo sviluppo dei mercati emergenti, in particolare la Cina, sta spingendo maggiori investimenti sui mainframe per risolvere problemi computazionali estremamente difficili, per esempio fornire database unificati e in grado di processare un alto volume di transazioni per un miliardo di consumatori in vari settori d'industria (bancario, assicurativo, governativo etc.).
Minicomputer
In un secondo tempo, negli anni sessanta, in particolare da Digital e da HP, 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 e quindi le prime sperimentazioni in campo informatico. Per distinguerli dai mainframe venne coniato il termine minicomputer.
Un minicomputer si può definire storicamente come un computer con prezzo e prestazioni intermedi fra un mainframe e un microcomputer con un accesso contemporaneo da parte di decine di utenti.
Dalla seconda metà degli anni '60 nasce una terza generazione di calcolatori basati sui circuiti integrati: erano molto più piccoli ed economici dei loro predecessori, anche se non avevano le stesse prestazioni. Ma ciò che importava era che il loro costo era abbastanza basso da non dover essere ammortizzato in fretta, e questo permise un uso meno "irreggimentato" della macchina, più aperto alle sperimentazioni degli utenti e dei sistemisti. Molte innovazioni fondamentali dell'informatica moderna sono state concepite e sperimentate per la prima volta su minicomputer: Unix, il linguaggio C, il mouse e le interfacce utente grafiche GUI per esempio.Con l'avvento e la concorrenza dei microcomputer e dei PC e il loro costante progresso, il minicomputer ha subito un processo di trasformazione, trasformandosi in workstation, cioè una versione di personal computer molto potente e con un'architettura fatta su misura per scopi professionali spesso con programmi e sistemi operativi proprietari.
Microcomputer
All'inizio degli anni settanta l'introduzione del primo microprocessore, l'Intel 4004, rese disponibili computer 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 personal computer possono essere considerati microcomputer.
Un microcomputer è un computer generalmente dotato di un singolo microprocessore (µP), di costo abbastanza limitato da poter essere acquistato e utilizzato da un singolo utente, inoltre occupa generalmente poco spazio.Di questa famiglia fanno parte personal computer, console per videogiochi, tablet PC e quelli che una volta erano detti home computer.
Intel 8080
La maggior parte dei componenti di un microcomputer è altamente integrata in modo da poter essere ospitata in un singolo contenitore. Altri componenti come monitor, tastiera, mouse possono essere anch'essi integrati o posti a breve distanza. Le dimensioni possono essere abbastanza varie ma mai superiori a quanto può essere ospitato da una scrivania, mentre minicomputer, mainframe e supercomputer occupano uno spazio variabile da quello di un grosso armadio ad un'intera stanza. I microcomputer sono adatti ad essere utilizzati da un singolo utente per volta anche se alcuni PC e workstation con il sistema operativo adatto possno supportare più utenti contemporaneamente. Il µP fa la maggior parte dell'elaborazione, oltre ad esso, sono presenti una certa quantità di memoria volatile detta RAM e altre periferiche di memorizzazione non volatili.
La sotria del microcomputer
Questa famiglia di computer destinati ad uso personale è stata introdotta a partire dalla metà degli anni '70.
Nel 1971, la Intel creò il primo microprocessore, l'Intel 4004. Nel 1974 con l'introduzione del Intel 8080 iniziò una rivoluzione straordinaria, che con l'Altair 8800 modificò il mondo dell'informatica, così come era conosciuto. La prima generazione di microcomputer era destinata agli hobbisti dell'elettronica. Spesso infatti erano venduti in kit di montaggio oppure già assemblati ma senza case.
La seconda generazione di microcomputer prese il nome di "home computer". Gli home computer erano invece computer completamente assemblati e dotati di case. Erano tutti basati su processori a 8 bit. Costruttivamente erano molto semplici; il corpo era formato principalmente da una voluminosa tastiera al cui interno trovavano posto tutti i dispositivi del computer. Dotati di interfacce esclusivamente testuali e con memorie di massa a cassette audio, erano sfruttati prevalentemente come console per videogiochi, oppure per i primi approcci con la programmazione; più raro era il loro utilizzo come strumenti di lavoro, magari associati da una unità esterna di memorizzazione a floppy disk; a questa regola faceva eccezione l'Apple II, che nasceva con unità a disco integrata ed era già fornito di un sistema operativo DOS caricabile da disco.
Il sistema operativo di un home computer era, salvo poche eccezioni, proprietario e incompatibile con tutti gli altri: consisteva di una serie di subroutine di servizio e in un interprete in un linguaggio ad alto livello (generalmente il BASIC) che fungeva anche da shell per i comandi, ed era scritto in una memoria ROM da cui veniva anche eseguito. Era rigorosamente monoutente e monotask, e non prevedeva driver o altro software di sistema.
Attualmente gli home computer sono stati ormai completamente sostituiti, nelle case, dai personal computer; volendo trovare un erede odierno di questa classe di macchine, per l'uso prevalente e la dotazione hardware si potrebbero considerare tali le console per videogiochi, come le PlayStation e simili.
Prima generazione
| Inizio commercializzazione |
Nome | Produttore | Note |
|---|---|---|---|
| febbraio 1973 | Micral N | Primo microcomputer della storia. Francese. Basato sull'Intel 8080 | |
| aprile 1974 | Scelbi-8H | Scelbi Computer Consulting | |
| luglio 1974 | Mark-8 | ||
| gennaio 1975 | MITS Altair 8800 | Micro Instrumentation and Telemetry Systems | |
| 1975 | MOS KIM-1 | MOS Technology | |
| 16 dicembre 1975 | IMSAI 8080 | IMS Associates Inc. | Il computer del celebre film Wargames - Giochi di guerra. |
| 1976 | Rockwell AIM 65 | Rockwell International | |
| luglio 1976 | Apple I | Apple Computer | Primo microcomputer della storia a gestire di serie un display video come interfaccia utente di output e una tastiera alfanumerica come interfaccia utente di input |
| 1978 | Synertek SYM Model 1 | Synertek Systems |
Seconda generazione
Home computer
Quello di home computer è un termine usato soprattutto da parte dei consumatori per indicare la seconda generazione di microcomputer (il termine tecnico usato in precedenza), che fece il suo ingresso nel mercato nel 1977 e divenne comune nel corso degli anni ottanta. Questa classe di computer era caratterizzata da un costo contenuto e da un utilizzo prevalentemente domestico (da cui il nome, che letteralmente significa "calcolatore casalingo"). I sistemi operativi di cui erano dotati gli home computer erano, salvo poche eccezioni, proprietari e incompatibili tra di loro.
L' home computer divenne accessibile da parte del grande pubblico grazie alla produzione massificata del microprocessore basato su chip di silicio. Come indicato dal nome, fu tendenzialmente impiegato in ambito domestico piuttosto che in contesti aziendali/industriali. Il nome marca anche la differenza dalla prima generazione dei microcomputer (dal 1974-'75 in poi) rivolta soprattutto a tecnici e hobbisti con buone capacità di saldatura, poiché furono spesso venduti in scatola di montaggio da assemblare dal cliente.
Gli home computer erano tutti basati su processori a 8 bit, tipicamente il MOS Technology 6502 o lo Zilog Z80. Costruttivamente erano molto semplici; il corpo era formato principalmente da una voluminosa tastiera al cui interno trovavano posto tutti i dispositivi del computer, che veniva in genere collegata ad un televisore. Dotati di interfacce esclusivamente testuali e con memorie di massa a audiocassette, erano sfruttati prevalentemente come console per videogiochi, oppure per i primi approcci con la programmazione. Più raro era il loro utilizzo come strumenti di lavoro, magari associati ad una unità esterna di memorizzazione a floppy disk. A questa regola faceva eccezione l'Apple II, che nasceva con unità a disco integrata ed era già fornito di un sistema operativo DOS caricabile da disco. L'Apple II è in genere considerato il primo personal computer e pertanto viene spesso indicato come l'anello di congiunzione tra gli home e i personal computer.
Il sistema operativo di un home computer era, salvo poche eccezioni, proprietario e incompatibile con tutti gli altri: consisteva di una serie di subroutine di servizio e in un interprete in un linguaggio ad alto livello (generalmente il BASIC) che fungeva anche da shell per i comandi, ed era scritto in una memoria ROM da cui veniva anche eseguito. Era rigorosamente monoutente e monotask (poteva cioè eseguire un solo programma per volta), e non prevedeva driver o altro software di sistema.
Sul volgere di questi anni ed in special modo dagli anni ottanta, fu prodotta una pletora di home computer, ma la maggior parte di questi non ebbe un significativo impatto sul mercato o sulla sua evoluzione.
La categoria degli home computer si estinse tra la fine della decade e i primi anni novanta, gradualmente soppiantata dall'ascesa dei personal computer cosiddetti IBM compatibili, che avevano appunto caratteristiche di compatibilità non possedute dagli home computer, e il cui prezzo stava scendendo fino a diventare abbordabile anche per l'utenza casalinga.
L'ultimo modello di successo ad avere la foggia dell'home computer fu probabilmente l'Amiga 500, che pure possedeva già le caratteristiche che avrebbero avuto solo in seguito molti personal computer, come il multitasking e una grafica a colori avanzata. La serie Amiga si esaurì comunque negli anni successivi a causa delle politiche aziendali della produttrice Commodore e per la concorrenza dei PC compatibili, che si erano nel frattempo dotati di schede grafiche di un certo livello, ormai adatte anche all'ambito videoludico.
Attualmente gli home computer sono stati completamente sostituiti, nel contesto casalingo, dai personal computer. Volendo trovare un erede odierno di questa classe di macchine, per l'uso prevalente e la dotazione hardware si potrebbero considerare tali le console per videogiochi, come le PlayStation e simili.
Modelli
Di seguito sono elencati i modelli di home computer più popolari e/o storicamente più significativi con la data di introduzione sul mercato indicata tra parentesi:
-Apple II (giugno 1977), il primo personal computer; il primo con grafica a colori e foglio di calcolo Visicalc
-Tandy Radio Shack TRS-80 (agosto 1977), il primo home computer che si poteva acquistare per meno di 600 dollari
-Commodore PET (dicembre 1977), il primo computer integrato: tastiera/schermo/memoria di massa a nastro magnetico
-Atari 400/800 (1979), all'avanguardia per capacità grafiche, sonore e possibilità di espansione
-Commodore VIC-20 (1980), il primo computer al mondo ad essere stato venduto in oltre un milione di unità
-BBC Micro (1981), il principale computer a scopo educativo nel Regno Unito per una decade; con BASIC avanzato
-Sinclair ZX Spectrum (aprile 1982), il più venduto home computer britannico; ha "creato" l'industria del software nel Regno Unito
-Commodore 64 (settembre 1982), il più venduto modello di computer di tutti i tempi: più di 10 milioni di unità
-MSX (1983), una serie di modelli di diverse aziende che ebbe notevole successo in Giappone, una certa diffusione in Europa e pochi altri paesi; unico tentativo di definire uno standard per diversi home computer
-Apple Macintosh (1984), il primo home/personal computer basato su una Interfaccia grafica; il primo a 16/32-bit
-Atari ST (1985), il primo home computer con interfaccia MIDI integrata; anche con 512KB RAM a meno di 1000 dollari
-Commodore Amiga (giugno 1985), il primo home/personal computer basato su una GUI a colori, preemptive multitasking e capacità audio/video avanzate
Componentistica (hardware)
La macchina in primo luogo viene alimentata elettricamente da un'unità, interna od esterna che fornirà al sistema le tensioni necessarie alle sue diverse componenti, nei termini della potenza e stabilità richieste.
Dal punto di vista pratico e costruttivo tutti i computer di questa categoria, hanno almeno:
1.una CPU,
2.una certa quantità di memoria di lavoro, generalmente volatile ma piuttosto veloce, attualmente RAM,
3.una certa quantità di memoria non volatile. Quest'ultima è suddivisa in:
1.una piccola parte (ROM, PROM, EPROM, EEPROM o Flash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio del computer stesso (firmware). Esempi sono Open Firmware e BIOS, 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 sistema operativo vero e proprio dalla memoria 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 loader.
2.una memoria di massa, più capiente ma con velocità d'accesso più lenta.
Scheda madre
Particolare di una scheda madre Socket 360
La scheda madre (in inglese motherboard o mainboard abbreviata in MB, mobo o M/B) o scheda di Sistema è una parte fondamentale di un moderno personal computer: raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti principali e fra questi e i bus di espansione e le interfacce verso l'esterno. È responsabile della trasmissione e temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e tutti sensibili ai disturbi: per questo la sua buona realizzazione è un fattore chiave per la qualità e l'affidabilità dell'intero computer . È composta di un circuito stampato estremamente complesso, ricavato da un sandwich di strati di vetronite e rame: generalmente una scheda madre può avere da quattro a sei strati di rame. In questi sono ricavate le piste che collegano i componenti, che devono essere calcolate con molta cura: alle frequenze normalmente adoperate dalle CPU e dalle memorie RAM in uso oggi, infatti, la trasmissione dei segnali elettrici non si può più considerare istantanea ma deve tenere conto dell'impedenza propria della pista di rame e delle impedenze di ingresso e di uscita dei componenti connessi, che influenzano il tempo di volo dei segnali da un punto all'altro del circuito.
Su questo circuito stampato vengono saldati una serie di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori; gli integrati più importanti sono il chipset che svolge la gran parte del lavoro di interfaccia fra i componenti principali e i bus di espansione, la ROM (o PROM, EEPROM o simile) il Socket per il processore e i connettori necessari per il montaggio degli altri componenti del PC e delle schede di espansione. La struttura attuale delle schede di sistema dei computer è il frutto di un'evoluzione tecnologica che ha portato a definire una architettura di sistema valida, in linea di massima, per tutti i sistemi di classe personal computer o di potenza paragonabile.
componenti di una scheda madre possono variare molto a seconda di che tipo di computer si sta considerando: nel seguito di questa descrizione faremo riferimento a una generica scheda madre per personal computer.
CPU Socket: è uno zoccolo ZIF (Zero Insertion Force) che accoglie la CPU. Nelle schede embedded (o in quelle vecchie e molto economiche) è assente, e il processore è saldato direttamente sullo stampato. Lo zoccolo (socket) può essere di tipo PGA o LGA. Il primo tipo PGA (acronimo di Pin Grid Array) è quello adottato per molti processori AMD (Socket A, 754, 939 e AM2) e dai primi processori moderni Intel (PIII, Celeron). Nel caso di processori di tipo PGA, i pin di interconnessione tra la CPU stessa e i contatti presenti sul socket risiedono sulla parte inferiore della CPU. Se il socket è di tipo LGA (ovvero Land Grid Array) i piedini (pin) risiedono direttamente sul socket stesso anziché sulla CPU ed è necessaria una piastra di caricamento per tenere in posizione la CPU dato che, a differenza delle CPU PGA, non è tenuta in posizione dai piedini che vanno ad incastrarsi nel socket. La soluzione LGA è adottata da diverso tempo da Intel con molti dei suoi processori Pentium IV e ora con la serie Core, entrambi interfacciati con 775 pin. A differenza di Intel, la rivale AMD ha adottato solo ultimamente soluzioni LGA con l'avvento dei processori Athlon FX serie 7x interfacciati con 1207 pin alla scheda madre.
La ROM (può essere PROM, EEPROM, flash o altro) che contiene il BIOS della scheda madre; è un tipo di firmware dalle funzionalità molto limitate. Le sue funzioni sono essenzialmente tre: eseguire il controllo dell'hardware all'accensione (il POST, Power On Self Test), caricare il sistema operativo e mettere a disposizione di questi alcune primitive (routine software) per il controllo dell'hardware stesso.
Northbridge: un circuito integrato che connette il processore con la memoria RAM e con i bus di espansione principali (PCI, PCI express e AGP); i modelli più recenti incorporano anche le interfacce ATA e/o SATA per gli hard disk, che sono i componenti più critici per le prestazioni di un personal computer. È l'elemento più importante del chipset e il suo buon funzionamento è cruciale per la stabilità e la velocità della macchina. Le CPU AMD a 64 bit, integrando al loro interno il controller della RAM a cui quindi si collegano direttamente, hanno bisogno di un north bridge meno complesso e costoso.
Southbridge: è il secondo componente del chipset e il suo compito è quello di gestire tutte le interfacce a bassa velocità: è connesso al north bridge tramite il bus di espansione e gestisce le porte seriali e parallele, l'interfaccia per la tastiera e il mouse, l'interfaccia Ethernet, le porte USB e il bus SMB.
Una batteria al litio in grado di alimentare per anni l'orologio di sistema e una piccola quantità di memoria RAM in tecnologia CMOS in cui il BIOS memorizza alcuni parametri di configurazione dell'hardware.
Gli slot d'alloggiamento della Memoria RAM (Random Access Memory) che possono essere di diversi tipi quanti sono i tipi di RAM diffusi dalle industrie sin dai primi anni ottanta. Attualmente (2006) le schede madri in commercio adottano slot DDRAM, evoluzione delle precedenti SDRAM, che a loro volta erano derivate dalle SIMM e SIPP presenti sulle macchine che montavano processori compatibli con l'80386.
Il bus di espansione. Si tratta di un collegamento dati generico punto-multipunto, progettato per permettere di collegare alla scheda madre delle altre schede di espansione alloggiate su connettori (slot), che ne estendono le capacità. Attualmente il tipo di bus più diffuso è il bus PCI, destinato nel tempo a lasciare strada alla sua estensione PCI Express, più veloce e più semplice elettricamente. In linea di principio ad un bus può essere collegato hardware di ogni tipo: schede video aggiuntive, schede audio professionali, schede acquisizione dati, unità di calcolo specializzate, coprocessori: nella pratica si ricorre ad una scheda di espansione su slot interno solo per hardware che ha bisogno di una collaborazione estremamente stretta con la CPU o con la memoria RAM; per le espansioni hardware meno critiche si sfruttano le connessioni "lente" (USB, seriali ecc.). Fa parte del bus PCI anche lo slot AGP, dedicato alla scheda video, che è uno slot PCI dotato di alcuni comandi aggiuntivi separati e di una trasmissione dati privilegiata; anche le interfacce AGP sono destinate ad essere sostituite dagli slot PCI Express, perfettamente in grado di fare da ponte fra la scheda grafica e il resto del sistema.
Una serie di interfacce standard: seriali RS232, parallela Centronics, PS/2 per mouse e tastiera, USB per altri dispositivi; sono solitamente tutte raggruppate sul lato posteriore alto della scheda madre.
Interfacce Shugart, ATA, SATA e/o SCSI per la gestione delle unità a disco (Disco rigido, CD e DVD).
In molte schede madri, specie se compatte, possono essere incluse la scheda video, la scheda audio, interfacce di rete Ethernet e porte Firewire e USB.
Slot PCI
Le console per videogiochi, come i primi home computer, sono costituite da una scheda madre custom (personalizzata) e il firmware memorizzato nella loro ROM non è un BIOS, ma integra una parte del sistema operativo della console stessa (l'altra parte è memorizzata sul supporto del gioco, CD-ROM o DVD); inoltre non hanno bus di espansione interni e il processore è saldato direttamente sul circuito stampato.
Dispositivi industriali o molto miniaturizzati, che possono fare a meno delle caratteristiche necessarie nei comuni PC, possono essere assemblati attorno a un core module, che è un tipo di scheda madre molto piccola comprendente esclusivamente processore, RAM e chipset, che dialoga con l'esterno attraverso un connettore dedicato o una sola interfaccia (di rete, USB o altro): generalmente la ROM contiene già tutto il software necessario per il funzionamento e non è necessario caricare nulla all'avvio.
Invece nel caso dei supercomputer, dei mainframe e dei server a più vie di fascia alta ed altissima, l'hardware è costituito di più schede con processori e chipset indipendenti che comunicano fra loro in una struttura a cluster: non c'è più una singola scheda che sia "madre", cioè più importante delle altre, ma sono tutte sullo stesso piano.
Anche molte apparecchiature elettroniche, quali strumenti di misura, calibratori, o generatori di segnali elettrici, possono essere costituite da una scheda principale sulla quale risiede il microprocessore, collegata ad altre aventi funzioni varie.
CPU
La CPU, sigla di Central Processing Unit, è uno dei componenti della macchina di Von Neumann, il più diffuso modello teorico di computer. Essa ha il compito di elaborare le informazioni provenienti dalla memoria, decodificando ed eseguendo le istruzioni operative in codice macchina, e quindi specifiche per quella CPU. La sua conformazione, detta architettura, è stata soggetta ad una evoluzione nel tempo, integrando progressivamente quantità sempre maggiori di transistor, arricchendosi di memoria interna detta cache di primo livello, aumentando la dimensione del bus dati e integrando più di una struttura esecutiva delle istruzioni, detta pipeline, aumentando quindi il grado di parallelismo. Nelle ultime versioni, si hanno più CPU che coesistono nello stesso circuito integrato, detto quindi dual core o quad core a seconda che ospiti due o quattro processori.
MEMORIE
Ricordando nuovamente che una parte di memoria, per motivi architetturali attualmente ormai risiede all'interno della CPU, possiamo schematizzare:
la memoria di lavoro o memoria principale, adesso generalmente RAM, è sì molto veloce, ma ha un problema: è volatile, cioè allo spegnimento della macchina il suo contenuto viene perso. Le tecnologie attuali in ogni caso prevedono già in itinere memorie di lavoro permanenti.
Per questo ed altri motivi ad essa si affianca, sempre, un altro tipo di memoria, molto più lenta ma capace di mantenere i dati che vi vengono scritti per un tempo indefinito: questa viene detta memoria di massa o memoria d'immagazzinamento secondario ed è costituita in genere da dischi o nastri magnetici (esistono tuttavia dischi a stato solido, questi dischi sono anche detti SSD - questi supporti sono molto simili alle memory card, hanno velocità di lettura più elevate rispetto ai dischi magnetici, ma sono molto costosi). In casi di applicativi che richiedono poca memoria vengono utilizzate le NOVRAM, particolari RAM non volatili, se si vuole la scrittura e riscrittura dei dati, le ROM se il programma non deve essere cambiato, o al massimo cambiato molto raramente (ROM cancellabili tramite raggi UV o tensioni predefinite). In genere, i dati vengono scritti su queste memorie sotto forma di file: il modo in cui i file sono organizzati e catalogati si chiama file system.
Epoche diverse a confronto. Un "banco"RAM del 1986 con soli 4 MB di memoria è talmente grande che oggi, su quella stessa superficie di circuito stampato, si riesce tranquillamente a collocare l'intero circuito di un personal computer, compresi parecchi Gigabyt ti memoria RAM
BUS DI SISTEMA
Il computer non potrebbe funzionare senza il bus di sistema. Questo è infatti il collegamento fra le varie componenti di un computer: CPU, chipset, scheda video, varie periferiche e componenti del computer. Esistono 3 tipi fondamentali di bus che, assieme, formano il bus di sistema:
Bus indirizzi
Bus dati
Bus 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 schede di espansione e si collegano direttamente in alloggiamenti (slot) della scheda madre appositamente progettati. Questi slot dialogano, grazie all'interfaccia del chipset, con tutto il resto del sistema.
Alcuni tipi di interfacce a "Slot":
ISA
EISA
VESA
PDS
PCI
PCI Express
PCI X
AGP (per le schede grafiche)
VMEbus
S-100
Zorro
NuBus
MBus
SBus
INTERFACCE GENERICHE
Esistono un certo numero di interfacce generiche, adatte a molti scopi, che in genere i costruttori hanno cura di implementare sempre nei computer che producono, per aumentarne la versatilità. In genere le specifiche per queste interfacce sono standard pubblici, stabilite da enti come l'IEEE o l'ISO. Interfacce:
RS232 (interfaccia seriale)
RS432
Centronics (interfaccia parallela)
IEEE 488
SHUGART (per floppy disk)
ADB per tastiere e mouse e simili dispositivi di controllo
IDE (per hard disk)
EIDE (per hard disk)
SCSI (hard disk, CD-ROM, scanner e altri)
SATA (per hard disk)
SATA2 (più veloce del SATA)
IEEE 1394 o Firewire (periferiche esterne come hard disk, scanner, videocamere e fotocamere digitali)
PS/2 (tastiera e mouse)
USB (Universal Serial Bus, o bus seriale universale in italiano, esterno espandibile, capace di fornire alimentazione ai dispositivi tastiera e mouse, fotocamere digitali, ecc.)
ATA
Attualmente si stanno abbandonando i lettori per dischetti (floppy) e le interfacce Centronics (in special modo sui laptop) e allo stesso tempo si stanno installando lettori di smartcard.
Vari tipi di interfacce (da sinistra Porte PS 2,case a rack di tipo U 1, comune a tutta la xserve di Apple,Porta parallela,porta seriale)
Questa descrizione è da riferirsi solamente alla scheda di sistema di alcuni personal computer da tavolo, principalmente i maggiormente diffusi. Tutti i dispositivi diversi, tipo i computer mobili come i carputer, palmtop, Smartphone, Netbook, UMPC, console per videogiochi e tutti gli altri dispositivi informatici alternativi, possono presentare un'architettura interna anche notevolmente differente. I computer portatili, ad esempio, per esigenze di spazio possono integrare il chipset in altri componenti (o viceversa). Le console per videogiochi sono sprovviste di BIOS (una serie di sub-routine necessarie per l'avvio sono memorizzate ed automaticamente eseguite direttamente da un unico integrato).
Inoltre alcuni computer 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 supercomputer, workstation e server) possono integrare sulla scheda madre due o più socket per l'installazione di più CPU (per sistemi multiprocessore) oppure più schede madri per ottenere configurazioni avanzate basate su sistemi con centinaia o anche migliaia di CPU che funzionano in contemporanea.
Nel 1995, nel campo dei sistemi basati su processori IBM/Motorola, schede madri della classe Tsunami, progettate per i processori PowerPC 604 e successivi erano dotate di slot per daughtercard o scheda figlia, a singolo o multiplo processore essendone anch'esse sprovviste.
Ugualmente, alcune schede madri della metà degli anni novanta, progettate per i processori Pentium II e per i primi processori Pentium III (con core non Coppermine) erano appositamente sprovviste di socket e montavano invece uno slot denominato Slot 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 dual core e la più recente multi core è invece possibile integrare direttamente all'interno di un unico processore due (per il dual core) o più (per il multi core) core logici nello stesso package, capaci di aumentare la potenza di calcolo senza aumentare la frequenza di funzionamento del processore.
Dalla stanza del computer al computer da tavolo (1965)
Dato il "successo" del PDP-1, a partire dal 1964 la DEC puntò a realizzare un computer usufruibile da parte di piccoli gruppi o da singole persone. Basandosi su LINC, un progetto sperimentale del Lincoln Laboratory, e sfruttando la rapida evoluzione delle componenti elettroniche e di archiviazione, nell'aprile del 1965 fu immesso sul mercato il primo esemplare del PDP-8. Incredibilmente piccolo e leggero per l'epoca, e con un prezzo di 18.000 dollari, il PDP-8 cominciò ben presto a fare bella mostra di sé in decine di laboratori e addirittura nelle scuole. Fu il capostipite della famiglia dei cosiddetti minicomputer, il cui nome fu coniato nei laboratori londinesi della DEC parafrasando l'indumento più in voga all'epoca: la minigonna.
Il PDP-8 scatenò la corsa al computer sempre più piccolo e più potente, tanto che a metà degli anni settanta la DEC e le sue concorrenti cominciarono a penetrare nel dominio finora incontrastato della IBM: i mainframe.
PDP-8 (National Museum of American History a Washington, D.C.)
Il primo calcolatore per uso personale (1965)
Sviluppato fra il 1962 ed il 1964, la Olivetti di Ivrea presenta alla fiera di New York del 1965 il primo calcolatore pensato per uso personale: il Programma 101, progettato dall'Ing. Pier Giorgio Perotto. Il design di Mario Bellini, ergonomico ed innovativo per l'epoca, valse all'azienda l'Industrial Design Award. Alcuni ritengono che la denominazione di personal computer (coniata in tempi successivi dalla IBM) avrebbe potuto essere applicata già allora: si trattava infatti di una macchina da calcolo per uso personale, ad un prezzo quasi abbordabile (3.200$ contro i circa 20.000$ di un PDP-8) e programmabile senza l'intervento di tecnici.
La programmazione era analoga all'Assembler, ma più semplice: consentiva fondamentalmente lo scambio fra registri di memoria e registri di calcolo e le operazioni nei registri. Era già dotato di un lettore di schede magnetiche e di una piccola stampante a nastro. In questo calcolatore furono adottate per la prima volta numerose soluzioni tecniche al punto che, anni dopo, la Hewlett Packard dovette pagare circa un milione di dollari di royalties alla Olivetti per aver utilizzato nel suo computer HP 9100 alcune delle soluzioni adottate nel Programma 101 e brevettate.
Olivetti 10 anni dopo
Nei laboratori di Ricerca & Sviluppo della Olivetti in via Jervis ad Ivrea, giovani ingegneri e diplomati, non stanno a guardare, nell'aprile 1975 alla fiera di Hannover, viene presentato il P6060, primo personal al mondo con floppy disk incorporato. Unità centrale su due piastre, nomi in codice PUCE1/PUCE2, realizzata con componenti TTL, driver per floppy disk da 8" singolo o doppio, display alfanumerico al plasma da 32 caratteri, stampante termica grafica a 80 colonne, 48 Kbyte di RAM, linguaggio Basic, 40 chilogrammi di peso. Era in concorrenza con un prodotto IBM simile ma dotato di floppy disk esterno. Nel successivo prodotto, l'M20 (1982) l'azienda adottò per la prima volta il microprocessore.
Lo Xerox Alto (1970)
Dai laboratori Xerox di Palo Alto nel 1970 nasce un progetto molto in avanti sui suoi tempi, che vedrà la prima luce due anni dopo, nel 1972: lo Xerox Alto. Prodotto dal Palo Alto Research Center (PARC), è il primo computer nella storia ad essere dotato di un display bitmap a finestre con capacità di sovrapposizione, connesso alla prima stampante laser, collegato alla prima rete Ethernet in local area network (LAN), e dotato del primo linguaggio orientato ad oggetti: lo Smalltalk. Lo Xerox Alto rimarrà un concept computer, ma darà il via al progetto Xerox Star (1981), il primo computer in assoluto sul mercato dotato di interfaccia GUI a icone, con mouse, i cui concetti e le cui soluzioni ispireranno tutto il mondo dell'informatica di là da venire. Apple Lisa e poi il Macintosh, Microsoft Word e Microsoft Windows, Xerox Ventura, l'interfaccia GEM, eccetera, sono tutti debitori in vario modo dello Xerox Star, diretto discendente dello Xerox Alto.
Computer fatti in casa: i microcomputer (1975)
Contemporaneamente, il fascino del "fai da te" dell'elettronica venne contagiato dalla febbre dei computer: il numero ormai storico di Popular Electronics del gennaio 1975 mostrava in copertina una scatola celeste con sopra interruttori e led e il nome in alto a sinistra: Altair 8800.
Il kit, del costo di 397 dollari, poteva essere ordinato presso la MITS di Albuquerque, ed era basato sul processore Intel 8080. L'8080 aveva tutta l'unità centrale di elaborazione (Central Processing Unit, CPU) in un solo chip, ed era dunque il primo microcomputer a prezzi accessibili alle fasce popolari. Tuttavia, Altair era concepito come un minicomputer: ne aveva l'aspetto, usava le stesse periferiche e soprattutto ne aveva l'architettura aperta.
Altair 8800
La nascita dei giganti (1975-1976)
In seguito, la MITS sviluppò un linguaggio di programmazione ufficiale per l'Altair, ispirato al Basic della DEC per il PDP-11. Ispirati dal numero di gennaio di PE, nella primavera del 1975, due giovani delle parti di Boston crearono il Basic di Altair. Uno di loro, Paul Allen, faceva il programmatore, mentre un suo compagno delle superiori, Bill Gates, era uno studente ad Harvard. Terminato il prodotto, Allen lasciò il lavoro, e insieme con Gates fondò una piccola società, la Microsoft, per commercializzare il Basic.
Le oltre 10.000 copie vendute di Altair ispirarono la nascita di circoli di appassionati (hacker), come l' Homebrew Computer Club, la cui prima riunione si tenne a Palo Alto, in California, nel marzo 1975. Due dei membri del club erano fermamente convinti che per avere davvero successo, il computer dovesse diventare un elettrodomestico, in grado di funzionare appena tolto dalla scatola e inserita la spina. Fu così che nel 1976 Steve Wozniak e Steve Jobs, amici di vecchia data, crearono la Apple Computer.
Entrambi venivano da Cupertino, in quella che di lì a breve sarà ribattezzata Silicon Valley.
Spacewar! il primo videogioco, girava su PDP-1
L'alfabetizzazione informatica: gli home computer (1977-1990)
Prendendo spunto dal successo commerciale dell'Apple II e dell'Altair 8800, altre ditte cominciarono a costruire e vendere i primi home computer, ovvero la seconda generazione dei microcomputer, che viene fatta risalire al 1977 e che avrà notevole popolarità fino alla fine degli anni 1980. Tra i modelli di home computer più famosi, diffusi o innovativi possiamo elencare (in ordine cronologico):
Apple II (giugno 1977) (il primo personal computer; il primo con grafica a colori e foglio di calcolo)
Tandy Radio Shack TRS-80 (agosto 1977) (il primo home computer acquistabile per meno di 600 dollari)
Commodore PET (dicembre 1977) (il primo computer integrato: tastiera/schermo/memoria di massa a nastro magnetico)
Atari 400/800 (1979) (all'avanguardia per capacità grafiche, sonore e possibilità di espansione)
Commodore VIC-20 (1980) (il primo computer al mondo ad essere stato venduto in oltre un milione di unità)
BBC Micro (1981) (il principale computer a scopo educativo nel Regno Unito per un decennio; BASIC avanzato)
Sinclair ZX Spectrum (aprile 1982) (il più venduto home computer britannico; ha "creato" l'industria del software nel Regno Unito)
Commodore 64 (settembre 1982) (il più venduto modello di computer di tutti i tempi: più di 17 milioni di unità)[2][3]
Apple Macintosh (1984) (il primo home/personal computer basato su una interfaccia grafica; il primo a 16/32-bit)
Atari ST (1985) (il primo home computer con interfaccia MIDI integrata; anche con ½MB RAM a meno di 1000 dollari)
Commodore Amiga (giugno 1985) (il primo home/personal computer basato su una interfaccia grafica a colori che impiega il preemptive multitasking per la gestione dei processi e la prima implementazione di "Plug&Play" per ciò che concerne la gestione delle periferiche)
Alcuni dei sistemi di questo tipo erano troppo limitati per essere definiti personal computer o microcomputer, tuttavia ebbero successo come console per i videogiochi. In particolare il Commodore 64 rimane nella storia per diffusione e quantità di programmi anche gestionali. La diffusione di questi sistemi è stata comunque enorme, contribuendo all'allargamento dell'alfabetizzazione informatica e fornendo la base per la successiva diffusione dei personal computer.
Il primo personal computer: l'Apple II (1977)
Nel 1977 nasce l'Apple II, il primo computer per il quale fu usata l'espressione personal computer.
Steve Jobs e Steve Wozniak nel 1976 avevano già costruito nel loro garage l'Apple I, un computer che però poteva essere appetibile solo ad un pubblico di appassionati di elettronica. Jobs desiderava rendere l'informatica accessibile a tutti quindi, rielaborando il progetto dell'Apple I, misero tutta l'elettronica in una scatola di plastica beige comprensiva di tastiera, dando così forma al personal computer che utilizziamo ancora oggi.
Apple II era dotato di un microprocessore MOS 6502 funzionante alla frequenza di 1MHz, la memoria RAM ammontava a 4KB (espandibili fino a 48-64KB), 8 alloggiamenti di espansione, un Interpreter Basic su ROM, i codici dei caratteri alfanumerici erano memorizzati in una EPROM. Come memorie di massa erano utilizzati un registratore a cassette oppure uno/due drive per floppy disk da 5" 1/4, il posizionamento di finecorsa della testina di lettura non era gestito dal firmware, all'accensione, il richiamo a zero del carrello della testina durava un tempo fisso di sicurezza, pertanto era caratteristico il "grattare" dovuto al salto di passo del motore a step del drive; una semplice aggiunta di un circuito logico costituito da flip flop da parte di hobbisti e appassionati, bastava a gestire il finecorsa.
Solo successivamente Apple Computer produsse il suo primo hard disk: il ProFile da 5 MB (il cui costo era inavvicinabile, il corrispondente di circa tremila euro). L'Apple II era interfacciabile con stampanti e modem.
Il sistema operativo era l'Apple DOS (la versione più diffusa fu la 3.3), poi sostituito dal ProDOS, i primi programmi erano rivolti per un uso da ufficio: Visicalc, Apple Writer, ScreenWriter ed AppleWorks che fu il primo integrato. I linguaggi: BASIC, UCSD Pascal, Assembler. L'Apple II aveva un design accattivante, costava solo 1.195 dollari (escluso il monitor), ed era fantastico anche per i videogiochi. Entro la fine del decennio la Apple sarebbe divenuta una società con crescite da record. L'adozione di componentistica standard unita alla relativa semplicità della scheda logica di questo modello, permise la nascita di vari cloni da parte di società anche italiane. Appassionati e hobbisti potevano assemblarsi da soli un modello identico, essendo in commercio il clone del circuito stampato anche privo di componenti.
Apple 2
Lo Xerox Star (1981)
Diretto successore dello Xerox Alto, lo Xerox Star è stato il primo computer venduto sul mercato ad essere dotato di interfaccia grafica a icone guidata da mouse e dotato di hard disk di serie. Il mondo dell'informatica deve moltissimo a questo computer, su cui sono stati eleborati programmi che poi hanno ispirato quasi tutti gli sviluppatori di quella generazione e anticipato la maggior parte delle soluzioni e degli standard oggi comunemente adottati.
Su Xerox Star nasce la metafora della scrivania virtuale con il paradigma di una GUI WIMP. L'utente dello Xerox Star già si trovava a manipolare unicamente i file di dati, perché le applicazioni di produttività erano già allora associate con i corrispondenti file. I documenti potevano essere posizionati sul desktop, archiviati o trascinati sul cestello in e out della posta elettronica. Si potevano addirittura organizzare le icone nel modo che si preferiva, ed era disponibile un set di comandi ridotto Star che poteva essere applicato a qualsiasi file di dati: Move, Copy, Open, Delete, Show, Properties e Same, cioè gli stessi comandi base, che compongono le principali voci di un odierno menu. Il sistema si caratterizzava anche per la coerenza grafica degli elementi a schermo. I designer dello Star infatti enfatizzarono l'aspetto grafico del desktop, delle icone e delle finestre.
Il PC IBM (1981)
Il 12 agosto 1981, IBM immette nel mercato il primo di una serie di personal computer che diventerà molto popolare: l'IBM 5150, meglio conosciuto come PC IBM.
Nella sua prima versione era dotato di microprocessore Intel 8088 a 4,7 MHz, con 16 KByte di RAM, espandibili a 640, senza disco rigido, con massimo due drive per floppy disk da 5.25" a 160Kb, un monitor a fosfori verdi e sistema operativo PC-DOS 1.0, sviluppato dalla Microsoft e ceduto in licenza all'IBM.
Il costo di questo PC era elevato (circa 3.000 dollari), la capacità di elaborazione bassa, la possibilità di gestire grosse moli di dati era legata all'acquisto di costosissimi dischi rigidi, o unità a nastro esterne. D'altra parte come tutti i prodotti IBM era una macchina solida e affidabile, che godeva dell'ottima assistenza IBM, che garantiva un livello di servizio impensabile per gli altri costruttori di microcomputer e personal computer dell'epoca; era espandibile tramite un bus interno per schede di espansione, caratteristica che oltre al PC IBM solo l'Apple II allora possedeva. In una parola, mentre il resto degli home/personal computer di allora non riusciva a scrollarsi di dosso una certa immagine da "tecno-giocattoli", il PC IBM nasceva invece come una macchina "seria", con cui poter lavorare.
All'epoca fece furore, vendendo 50.000 pezzi in un mese e 200.000 in un anno, cifre enormi per il mercato dei computer di allora: l'economicissimo e contemporaneo Sinclair ZX80 vendette 70.000 unità in un anno. Anche se non era la miglior macchina tecnologicamente avanzata disponibile (vedi Apple II), l'esperienza e il nome dell'IBM, assieme all'aspetto austero e professionale del 5150, ne fecero lo standard de facto nell'industria del personal computer.
IBM 515
I cloni PC
Il successo di IBM non passò inosservato: le industrie informatiche delle "tigri orientali" (Taiwan, Singapore, etc.) si misero subito al lavoro per clonare il PC IBM. La clonazione, cioè la duplicazione, fu possibile poiché IBM forniva assieme al PC anche gli schemi elettrici, ed il listato del sistema operativo era facilmente ottenibile.
Il passo per la produzione industriale dei cloni fu brevissimo. In pochi anni il mondo fu invaso da enormi quantità di PC clonati, dalle prestazioni sempre più brucianti e dai costi sempre più bassi.
Intel e Microsoft
Al centro di questo business c'era e c'è ancora una ditta di semiconduttori: Intel. Fondata nel 1968 da Gordon Moore, famoso per la sua legge sull'evoluzione del numero di transistor integrati nei microprocessori, equipaggiava praticamente tutti i PC prodotti, fino a quando i cloni di AMD e Cyrix cominciarono ad insidiarne il mercato.
La Microsoft controllava il mondo dei sistemi operativi per la famiglia dei microprocessori Intel, diventando nel tempo la più potente software house del mondo. Il duopolio Microsoft e Intel ha suggerito la coniazione del termine WinTel dall'unione di Windows e Intel. Questo duopolio controllava il 90% del mercato informatico mondiale nella fascia ufficio e privato, mentre per i server e la grafica ad alto livello (tipo IRIX della SGI) i vari Unix hanno sempre avuto buona diffusione, così come per l'editoria la Apple e i Macintosh erano i preferiti.
La seconda rivoluzione di Apple: il Macintosh (1984)
Nel 1984 la Apple produce il secondo passaggio evolutivo che porta agli attuali personal computer. Dopo l'insuccesso dell'Apple Lisa, che, nel 1983 fu il primo computer (commerciale e su larga scala) dotato di serie di interfaccia grafica e di mouse, troppo costoso, e con un design poco appariscente, l'azienda di Cupertino (California) decide di ritentare l'impresa col Macintosh, decisamente più elegante nel design e nell'approccio all'interfaccia grafica. Nasceva così il concetto WIMP: Windows Icons Mouse and Pointer (o secondo altri Pull-down menu).
Presentato con uno spettacolare spot televisivo che si ispirava al Grande Fratello di Orwell (ma alludendo anche all'azienda di computer dominante a quel tempo, IBM), il primo modello di Mac fu messo in vendita al prezzo di 2.495 dollari.
Il Macintosh ottenne un successo di mercato senza precedenti, grazie al suo approccio amichevole (user-friendly) e alla facilità d'uso del suo sistema operativo, il Mac OS. L'interfaccia grafica (GUI) usava per la prima volta metafore facili da comprendere, quali il cestino, la scrivania, le finestre, gli appunti ecc. aprendo finalmente l'uso del computer anche a persone con limitate conoscenze informatiche.
In seguito al successo mondiale del Macintosh, molte di queste caratteristiche innovative furono mutuate dalla Microsoft nella creazione del proprio sistema operativo Windows, scatenando una battaglia anche legale durata oltre un decennio.
Amiga (1985)
Amiga è una piattaforma informatica originariamente ideata da una piccola compagnia americana chiamata Hi-Toro. Questo gruppo d'informatici ed ingegneri inizialmente voleva creare una macchina da gioco dalle grandi capacità grafiche e sonore. In seguito, man mano che il progetto avanzava, Hi-Toro incorporò alla proto-consolle caratteristiche proprie di un personal computer multimediale coordinate da un elegante sistema operativo, AmigaOS che già allora offriva un reale preemptive multitasking. Era il 23 luglio 1985 quando venne mostrato al mondo l'Amiga 1000 da Andy Warhol. Nacque così la piattaforma che fu soprannominata "Advanced Multitasking Integrated Graphics Architecture", in breve AMIGA.
La Hi-Toro fu poi acquisita, insieme al progetto Amiga, da una famosa casa produttrice di personal computer, la Commodore, la quale commercializzò il prodotto dall'ottobre del 1985. Date le eccezionali caratteristiche di Amiga per l'epoca, la piattaforma raccolse un notevole seguito tra gli esperti e gli appassionati di informatica che si distinsero per un notevole spirito di comunità.
Tuttavia una serie di errori strategici e lo scarso interesse degli amministratori di Commodore verso Amiga portarono alla bancarotta dell'azienda che andò in liquidazione volontaria nell'aprile del 1994, con conseguente vendita della tecnologia Amiga ad una serie di aziende specializzate in personal computer che non seppero rivalutarla adeguatamente: di fatto la piattaforma finì per essere sostenuta prevalentemente da una schiera di affezionati utenti e programmatori, i quali riuscirono a mantenere vivo il sistema sino ai giorni nostri. Attualmente Amiga sta affrontando una lenta rinascita grazie all'impegno di Amiga Inc, l'azienda che attualmente detiene i diritti sulla piattaforma, la quale ha concesso in licenza alla casa produttrice Eyetech la fabbricazione delle schede madri AmigaONE basate sull'architettura PowerPC, ed alla software house Hyperion lo sviluppo di una nuova versione del sistema operativo AmigaOS.
Amiga 1000 il primo modello della famiglia
Windows (1985)
Linux (1991)
Il sistema operativo Unix era stato sviluppato a partire dal 1969 ai Bell Laboratories in linguaggio C, grazie anche a Dennis Ritchie, uno dei padri di questo linguaggio. Intorno al 1985 era ormai divenuto un fossile in mano alla AT&T, che ne deteneva i diritti ed i codici sorgenti; il costo della licenza era diventato con il tempo sempre maggiore, risultando di ostacolo alla sua stessa diffusione. Un inizio di cambiamento si ebbe nel 1987, quando fu rilasciato un nuovo sistema operativo didattico, chiamato Minix, progettato dal professor Andrew S. Tanenbaum.
Minix era un sistema operativo Unix-like, ne ereditava cioè la struttura e la sintassi, anche se non era molto sofisticato, né era gestito in modo standard. Nel 1991 Linus Torvalds, uno studente di informatica di Helsinki, discusse la sua tesi su di una versione del kernel monolitico di Minix che poteva essere eseguito su un normale Intel 386, e distribuito gratuitamente insieme con i sorgenti. Il nuovo kernel inoltre era compatibile con lo standard POSIX. Il nuovo progetto si chiamò kernel Linux. Questo era quanto mancava al progetto GNU della Free Software Foundation per rilasciare un sistema operativo completamente libero: GNU/Linux. Parallelamente prosegue lo sviluppo di Hurd, il kernel della Free Software Foundation per il sistema GNU puro.
