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Sono computer? Ecco la storia del computer dall'abaco ai calcolatori elettromeccanici. Documentario.

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2 Architettura PC: il modello di Von Neumann. La CPU.

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Come funziona il computer? come il corpo umano!

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Come funziona il computer? come il corpo umano!

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Come funziona un computer? Come il corpo umano!

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Paleotecnologia: Il tubo di Willims-Kilburn

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Paleotecnologia: Il tubo di Willims-Kilburn

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Uno degli antenati delle memorie odierne, è senza dubbio il Tubo di Williams-Kilburn.

Quando parliamo di architettura hardware dei calcolatori dei giorni nostri, siamo abituati ormai ad avere a che fare con memorie dotate di performance elevatissime, velocità di lettura e scrittura che fino a qualche anno fa sarebbero state degne del miglior film di fantascienza, tuttavia sarebbe sempre opportuno chiedersi da dove si sia partiti per raggiungere performance così elevate e che sono destinate ad aumentare ancora.

È il 1948 quando la Victoria University di Manchester (UK), è al lavoro per sviluppare il primo programma elettronico da far girare sull'innovativa SSEM, acronimo di " Small-Scale Experimental Machine" o, se preferite, " Manchester Baby". Se vi state chiedendo perché ci teniamo a nominare il "bimbo di Manchester", sappiate che si tratta del primo calcolatore elettronico a programma memorizzato della storia e il primo computer basato sull'architettura di Von Neumann.

La caratteristica fondamentale di questo calcolatore, è la memoria basata sul tubo di Williams-Kilburn, inventato da Freddie Williams e Tom Kilburn a cavallo del '46-'47 espressamente per il SSEM. Il funzionamento di questo dispositivo è relativamente semplice ed è molto simile al funzionamento dei raggi catodici: creando un punto luminoso sullo schermo di un tubo a raggi catodici, il punto permane sullo schermo per un tempo superiore al tempo di generazione del segnale che lo ha originato, a causa della presenza di fosfori (dal greco phosphoros, "portatore di luce") che, in combinazione con l' ossigeno, emettono luminescenza.

Iniziamo subito col dire che la presenza di fosfori è una condizione non necessaria e non sufficiente al funzionamento del tubo di Williams-Kilburn, pertanto il principio di funzionamento è simile ma non uguale al tubo catodico; per meglio comprenderlo, occorre introdurre e spiegare il fenomeno della cosiddetta " emissione secondaria ".

L'emissione secondaria è una tipologia di emissione elettronica in cui l'eccitazione è formata da un elettrone di energia pari a (100-1000 eV) che, una volta penetrato nel materiale, produce elettroni secondari ad energia sufficiente per l'emissione nelle immediate vicinanze della superficie, grazie al fenomeno della ionizzazione. A causa di queste emissioni secondarie di elettroni, l'area soggetta a irraggiamento cambia polarità diventando positiva, mentre l'area circostante diventa negativa. In questo modo, grazie ad una piastra esterna è possibile "leggere" la variazione di polarità quando il raggio illumina nuovamente il punto. Si consideri che la lettura è distruttiva, nel senso che leggendo l'informazione la si cancella irrimediabilmente. Uno dei problemi principali di questa tecnica, è dato dalla necessità di dover riscrivere periodicamente i punti, perché la polarità decade dopo un certo periodo di tempo.

Analizzando il funzionamento del tubo Williams-Kilburn, si nota immediatamente che non ha parti meccaniche in movimento, cosa che lo rendeva molto veloce rispetto ai meccanismi di memorizzazione degli anni '40. I tagli di un singolo tubo potevano variare da un minimo di 512 bit ad un massimo di 1 kilobit, dati che ai giorni nostri paiono sconcertanti, ma che per l'epoca rappresentavano un deciso passo avanti. La loro dismissione venne accelerata dalla poca affidabilità in presenza del passare del tempo e dalla continua taratura di cui avevano bisogno per essere precisi. Nonostante la loro poca semplicità di utilizzo e gestione, permisero la memorizzazione del primo programma elettronico composto da 17 linee che calcolava il massimo fattore di un numero.

###Da sempre appassionato di tecnologia, soffro di insaziabile curiosità scientifica. Adoro sperimentare e approfondire le mie conoscenze sulle ultime novità sul mercato in termini di hardware, alta tecnologia e videogiochi. Attratto e coinvolto nella prototipazione hardware dalla piattaforma Arduino, Raspberry Pi e Nvidia Jetson.### ###Always passionate about technology, I am suffering from insatiable scientific curiosity. I love experimenting and deepening of my knowledge on the latest news on the market in terms of hardware, hi-tech and video games. Got attracted and involved in hardware prototyping by the Arduino platform, Raspberry Pi and Nvidia Jetson.###

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Paleotecnologia I: Il Tubo di Williams-Kilburn - Moreware Blog

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Il Tubo di Williams-Kilburn è stata un'invenzione fondamentale anche e soprattutto per lo sviluppo dei calcolatori moderni.

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La RAM, acronimo di "Random Access Memory" (Memoria ad Accesso Casuale), è uno dei componenti fondamentali nel campo dell' informativa e dell' elettronica. La RAM è infatti la memoria operativa del computer, dove vengono immagazzinati i dati che un programma necessita durante la sua esecuzione. Maggiore è la quantità di RAM sul pc, maggiore sarà la velocità di esecuzione dei programmi. Quando la RAM è piena, i programmi rallentano, impiegano tempi lunghi per compiere le operazioni e il computer si blocca.

La RAM archivia solo temporaneamente i file su cui sta lavorando e non in modo permanente, come invece la ROM (Ready only memory) che è una memoria non volatile.

In questo articolo esploreremo in modo più approfondito la sua importanza e il suo ruolo nella gestione dei dati.

La "scrivania" del processore

Immaginiamo uno studio accogliente con una grande libreria piena di libri e un'enorme scrivania, dove uno scrittore si dedica alla lettura e alla scrittura.

La libreria rappresenta il disco fisso del computer: un vasto archivio a lungo termine dove vengono conservate tutte le informazioni. D'altro canto, la persona nella stanza incarna il processore del computer, cioè la "mente" che elabora le informazioni.
Ma cosa garantisce che il lavoro svolto in questa stanza sia fatto in modo efficiente? È qui che entra in gioco la scrivania, che corrisponde alla RAM del computer.

La scrivania è come uno spazio di lavoro temporaneo, dove la persona può posizionare i libri e i fogli necessari per avervi più rapido accesso e potersi così concentrare sui compiti in corso. Questo parallelo ci aiuta a comprendere l'importanza della RAM: essa offre uno spazio di archiviazione di rapido accesso per dati e istruzioni di cui il processore necessita nell'immediato.

Così come la scrivania permette alla persona nello studio di lavorare in modo efficiente, la RAM consente al processore di accedere rapidamente alle informazioni necessarie per svolgere i compiti, migliorando la velocità di esecuzione e consentendo la gestione simultanea di diverse attività.

L'unità di misura della RAM

La RAM, nella realtà, ha ovviamente una forma molto diversa da quella di una scrivania; sebbene le prime RAM pesassero più di 20 kg, oggi sono grandi mediamente pochi centimetri ed sono composte da microcircuiti elettronici progettati per poter ospitare un certo quantitativo di dati.

L'unità di misura della RAM è il byte che corrisponde ad un insieme di 8 bit: ovvero 8 valori binari (0 o 1). È tuttavia oggigiorno più frequente sentir misurare la capacità della RAM in Gigabyte (GB): 1 GB corrisponde a circa 1 miliardo di byte, ovvero 8 miliardi di bit (per i più curiosi: parliamo esattamente di 8.589.934.592 bit).

Per darvi un'idea di quanto sia capiente 1GB di RAM, sappiate che la parola "Geopop" richiede 6 byte (1 per ogni carattere) e che l'intera Divina Commedia occupa 130.000 byte: in pratica in un banco di RAM da 1GB potremmo salvare l'intera Divina Commedia più di 8.000 volte.

Il caricamento dei dati nella RAM

Dall'esempio precedente potrebbe sembrare che un banco di RAM da 1GB sia sufficiente a salvare praticamente qualsiasi cosa.
Nella realtà dei fatti, 1GB di RAM non è poi così tanto per un computer moderno. Questo deriva dal fatto che in RAM non vengono salvati solamente testi, ma qualsiasi dato sia necessario ad aprire un programma o un file. Ad esempio, un film di 2 ore in HD non potrebbe essere interamente caricato in RAM poiché esso richiede uno spazio di archiviazione molto superiore a 1GB (ne servono circa 4).

Ogni volta che un utente apre un programma o un file, il sistema operativo del computer carica tutti i dati necessari in RAM per consentire al processore di accedervi più rapidamente. Questo è spesso il motivo per cui alcuni programmi risultano particolarmente lenti alla prima apertura, mentre sono più "scattanti" nelle aperture seguenti: semplicemente tutti i dati di cui il computer necessita per avviare quel preciso programma sono già a portata di mano, sulla "scrivania" del processore.

Cos'è la memoria "volatile"?

Tuttavia, a differenza dei dispositivi di archiviazione a lungo termine come dischi, pen-drive ecc..., la RAM è una memoria definita "volatile"; ovvero i dati che essa detiene vengono persi quando il computer viene spento o riavviato. È un po' come se il nostro scrittore rimettesse ogni sera a posto sulla libreria ogni libro e foglio che nel corso della giornata aveva temporaneamente appoggiato sulla scrivania.

A questo punto dovrebbe essere evidente come la RAM giochi un ruolo fondamentale nel funzionamento di ogni computer; infatti se da una parte essa permette ad ogni persona di avere un'esperienza d'uso piacevole del proprio computer personale, dall'altra le RAM di grandi dimensioni permettono ai supercomputer di effettuare calcoli molto complessi in breve tempo.

Per questo motivo le RAM hanno incessantemente continuato a evolversi nel corso degli anni, a partire dalla loro nascita fino ad oggi e, con ogni probabilità, continueranno a farlo anche negli anni a venire.

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Cos'è la RAM di un computer e quali sono le sue funzioni

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La RAM è un componente fondamentale di un computer. In questo articolo, esploreremo la sua importanza e il suo ruolo nella gestione dei dati