Microcomputer: definizione, storia e altro

I microcomputer sono una meraviglia della tecnologia, in quanto rendono possibile l'elaborazione automatica delle informazioni in modo comodo e semplice. In questo articolo imparerai tutto ciò che riguarda loro, dai loro inizi al attuali microcomputer.

Microcomputer

I microcomputer, chiamati anche microcomputer o microcomputer, sono computer che hanno un microprocessore come unità di elaborazione centrale e che sono configurati per svolgere funzioni specifiche. Aspetti come la complessità del sistema, la potenza, il sistema operativo, la standardizzazione, la versatilità e il prezzo dell'apparecchiatura, tra gli altri, dipendono dal microprocessore.

In sostanza, i microcomputer costituiscono un sistema completo per uso personale, che contiene, oltre al microprocessore, una memoria e una serie di componenti di input e output di informazioni.

Infine, è importante chiarire che sebbene i microcomputer siano spesso confusi con i personal computer, non sono la stessa cosa. Si potrebbe piuttosto dire che questi ultimi fanno parte della classificazione generale dei primi.

Se vuoi conoscere maggiori dettagli a riguardo, ti invito a leggere l'articolo sul tipi di computer che esistono oggi.

Origine

I microcomputer devono la loro origine alla necessità di portare piccoli computer nelle case e nelle aziende. Che potrebbe consolidarsi dopo la creazione dei microprocessori nel 1971.

Il primo prototipo conosciuto di un microcomputer, sebbene non contenesse un microprocessore, ma un insieme di microcircuiti, era disponibile nel 1973. Fu progettato e costruito dallo Xerox Research Center e si chiamava Alto. Il progetto non ha avuto successo a causa del livello di tecnologia richiesto, ma al momento non era disponibile.

Dopo questo modello, altre iniziative sono emerse dalla mano di altre aziende, tra cui Apple. Tuttavia, fu nel 1975 che fu venduto il primo personal microcomputer commerciale. Era l'Altair 8800, della società MITS. Sebbene mancasse di tastiera, monitor, memoria permanente e programmi, divenne rapidamente un successo. Aveva interruttori e luci.

Più tardi, nel 1981, IBM ha rilasciato il primo personal computer, chiamato IBM-PC, basato sul microprocessore 8080 di Intel. Questo fatto segnò l'inizio di una nuova era dell'informatica, poiché da lì iniziarono ad emergere modelli di microcomputer più potenti, promossi da aziende come Compaq, Olivetti, Hewlett - Packard, tra le altre.

Evoluzione

Dalla comparsa di Alto, che conteneva uno schermo di scansione da 875 righe, un disco da 2,5 MB e un'interfaccia con una rete Ethernet da 3 Mbit/s, la tecnologia si è evoluta, tenendo sempre conto degli aspetti migliori di ciascuno dei modelli precedenti.

Da questo punto di vista si può affermare che l'ascesa dei microcomputer è dovuta principalmente al fatto che la loro tecnologia è più avanzata, rispetto a quella dei minicomputer e dei supercomputer. Il suo design e la sua costruzione, inclusi microprocessori più potenti, memoria e chip di archiviazione più veloci e più capaci, si ottengono in tempi di ciclo più brevi. In questo modo guadagnano tempo per generazioni di altri tipi di computer.

Infine, va chiarito che in conseguenza dei progressi tecnologici, il termine microcomputer è in disuso, poiché oggi la maggior parte delle aziende manifatturiere include microprocessori in quasi tutti i tipi di computer.

Caratteristiche

I microcomputer sono un tipo di computer che ha le seguenti caratteristiche:

• Il suo componente centrale è il microprocessore, che altro non è che un circuito integrato.
• La sua architettura è classica, costruita su un flusso di controllo delle operazioni e un linguaggio di procedure.
• Presenta una tecnologia integrata, che consente l'intercomunicazione dei suoi componenti.
• Grazie al suo design compatto, è facile da imballare e spostare.

Come funzionano i microcomputer?

I microcomputer sono in grado di eseguire operazioni di input, output, calcolo e logica, attraverso la seguente procedura di base:

• Ricezione dei dati da trattare.
• Esecuzione di comandi programmati per l'elaborazione delle informazioni.
• Archiviazione delle informazioni, prima e dopo la sua trasformazione.
• Presentazione dei risultati del trattamento dei dati.

In altre parole, i microcomputer utilizzano un formato di istruzioni che consente loro, decodificandole, di eseguire le micro-operazioni necessarie per rispondere alle richieste dell'utente.

Quindi, il formato istruzione include un codice operazione, attraverso il quale indica l'indirizzamento di ciascun operando, cioè definisce un bit di un'istruzione, dei diversi elementi che la compongono.

Dal canto loro, le microoperazioni sono le operazioni funzionali del microprocessore, responsabile del riordino delle istruzioni e dell'esecuzione sequenziale di un programma.

Mentre attraverso la temporizzazione, il microcomputer riesce a coordinare gli eventi della rete di linee di comunicazione che collegano gli elementi del sistema.

Infine, è importante chiarire cosa significa decodificare. La decodifica è il processo attraverso il quale vengono interpretate le istruzioni, al fine di identificare l'operazione da eseguire e il modo per ottenere gli operandi su cui devono essere eseguiti questi ordini.

Hardware del microcomputer

L'hardware rappresenta i componenti fisici dei microcomputer, ovvero ne è la parte tangibile. È composto dai dispositivi elettrici ed elettromeccanici, dai circuiti, dai cavi e da altri elementi periferici che rendono possibile il funzionamento integrale dell'apparecchiatura.

Nel caso dei microcomputer può riferirsi ad una singola unità oa più dispositivi separati.

In termini generali, affinché l'hardware svolga le sue funzioni, richiede l'esistenza dei seguenti componenti:

Dispositivi di input

Sono le unità attraverso le quali l'utente inserisce i dati nel microcomputer, siano essi testi, suoni, grafici o video. Tra questi ci sono: tastiera, mouse, microfono, videocamera, software di riconoscimento vocale, lettore ottico, ecc.

Ecco alcuni dettagli sui principali dispositivi di input di un microcomputer:

• Tastiera: è il dispositivo di input delle informazioni per eccellenza. Consente la comunicazione tra l'utente e il microcomputer, attraverso l'inserimento di dati che verranno trasformati in modelli riconoscibili.
• Mouse: condivide la funzione con la tastiera, ma può eseguire solo funzioni correlate con uno o due clic. Trasforma il movimento fisico in movimenti sullo schermo.
• Microfono: generalmente è un dispositivo integrato nella maggior parte dei microcomputer, la cui unica funzione è quella di consentire l'input vocale.
• Videocamera: utile per inserire informazioni sotto forma di foto e video, ma non utile per la maggior parte dei programmi eseguiti da microcomputer.
• Software di riconoscimento vocale: è responsabile della trasformazione della parola parlata in segnali digitali che possono essere tradotti e interpretati da microcomputer.
• Penna ottica: costituisce un puntatore elettronico mediante il quale l'utente modifica le informazioni sullo schermo. Viene utilizzato manualmente e funziona tramite sensori che inviano segnali al microcomputer ogni volta che viene registrata la luce.
• Lettore ottico: è simile a uno stilo, ma la sua funzione principale è leggere i codici a barre per identificare i prodotti.
• CD-ROM: è un dispositivo di input standard, che memorizza file di computer di sola lettura. Non è presente in tutti i microcomputer, ma è presente nei computer desktop.
• Scanner: è un dispositivo che può connettersi principalmente a computer desktop. Digitalizzare il materiale stampato da memorizzare sul microcomputer.

Dispositivi di uscita

Sono le unità attraverso le quali i microcomputer comunicano i risultati ottenuti, dopo aver elaborato e trasformato i dati. Nei microcomputer i più comuni sono gli schermi e gli altoparlanti.

• Monitor: è l'unità di output delle informazioni più comune. Consiste in una schermata in cui vengono visualizzati i dati e le istruzioni immessi nel microcomputer. Attraverso di essa è inoltre possibile osservare i caratteri ei grafici che si ottengono dopo la trasformazione dei dati.
• Stampante: non può essere collegata a tutti i tipi di microcomputer, ma è uno dei dispositivi di output delle informazioni più utilizzati. Principalmente riproduce, sotto forma di copia, qualsiasi tipo di informazione che è memorizzata nel microcomputer.
• Modem: Utilizzato per collegare due computer, in modo che possano scambiare dati tra loro. Allo stesso modo, consente la trasmissione dei dati tramite una linea telefonica.
• Sistema audio: In genere si tratta di schede audio integrate che amplificano l'audio contenuto nel materiale multimediale.
• Altoparlante: consente di rispondere tramite l'emissione di suoni.

A tal proposito è importante evidenziare che nel caso dei touch screen presenti nella maggior parte dei microcomputer odierni, funziona come dispositivo di input e output allo stesso tempo. Allo stesso modo, i dispositivi di comunicazione, che collegano un microcomputer all'altro, hanno una doppia funzione.

Unità centrale di elaborazione

Si riferisce al microprocessore o cervello del microcomputer, attraverso il quale vengono eseguite operazioni logiche e calcoli aritmetici, prodotti dell'interpretazione e dell'esecuzione delle istruzioni ricevute.

Il microprocessore è costituito dal coprocessore matematico, dalla memoria cache e dal pacchetto, ed è situato all'interno della scheda madre dei microcomputer. Per conoscere maggiori dettagli sulla sua posizione, puoi controllare l'articolo sul elementi della scheda madre da un computer.

Il coprocessore è la parte logica del microprocessore. È responsabile dei calcoli matematici, della creazione di grafici, della generazione dei caratteri delle lettere e della combinazione di testi e immagini, insieme ai registri, all'unità di controllo, alla memoria e al bus dati.

La memoria cache è una memoria veloce che riduce i tempi di risposta, relativi alla ricerca di informazioni utilizzate di frequente, senza dover utilizzare la RAM.

L'incapsulamento è la parte esterna che protegge il microprocessore, consentendo allo stesso tempo il collegamento con i connettori esterni.

I microprocessori sono collegati ai registri, che sono aree di archiviazione temporanee che contengono dati. Sono altresì incaricati di seguire le istruzioni e l'esito dell'esecuzione delle stesse.

Infine, i microcomputer comprendono un bus interno o una rete di linee di comunicazione, in grado di connettere gli elementi del sistema sia all'interno che all'esterno.

Memoria e dispositivi di archiviazione

L'unità di memoria ha il compito di memorizzare temporaneamente sia le istruzioni che i dati ricevuti in modo che, successivamente, vengano da lì prelevati dal processore. I dati devono essere in codice binario. La memoria è classificata in memoria ad accesso casuale (RAM) e memoria di sola lettura (ROM).

La RAM rappresenta la memoria interna, suddivisa in memoria operativa e memoria di archiviazione. In esso è possibile trovare una parola o un byte in modo rapido e diretto, senza considerare l'insieme di bit memorizzati prima o dopo tale carattere.

Da parte sua, la memoria ROM contiene il sistema operativo o di base di un microcomputer. In esso sono memorizzati i microprogrammi che contengono le istruzioni complesse, nonché la bitmap corrispondente a ciascuno dei caratteri coinvolti.

A tal proposito è necessario notare che, da un punto di vista pratico, memoria e storage sono due concetti completamente diversi. Allo spegnimento del microcomputer i programmi ed i dati contenuti nella memoria vengono persi, mentre i contenuti presenti nella memoria vengono preservati.

Le unità di archiviazione includono dischi rigidi, CD-ROM, DVD, unità ottiche e dischi rigidi rimovibili, tra gli altri.

• Disco rigido: è un disco magnetico rigido non rimovibile, cioè è contenuto all'interno di un'unità. È presente nella maggior parte dei microcomputer e ha una grande capacità di memorizzare informazioni.
• Unità ottica: chiamata semplicemente CD, è un dispositivo di archiviazione e distribuzione di audio, software e qualsiasi altro tipo di dati. Le informazioni vengono memorizzate mediante perforazioni realizzate con un laser su un disco master, che viene riprodotto dall'elaborazione di copie multiple. È prodotto nelle fabbriche.
• CD-ROM: è un compact disc di sola lettura, il che significa che le informazioni memorizzate su di esso non possono essere modificate, né possono essere cancellate una volta memorizzate. A differenza dei CD, i dati vengono registrati in fabbrica.
• DVD: mantengono la stessa filosofia dei CD, ma le informazioni possono essere registrate su entrambi i lati del DVD. In genere, per leggerlo è necessario un giocatore speciale. Tuttavia, gli ultimi modelli di lettori sul mercato leggono allo stesso modo CD e DVD.

Tipo

In termini generali e come punto importante della tecnologia, possiamo parlare di due tipi di microcomputer: computer desktop e laptop. Entrambi di uso comune, in egual misura, tra persone e aziende.

• Computer desktop: a causa delle loro dimensioni, possono essere posizionati su un tavolo da scrivania, ma la stessa caratteristica impedisce loro di essere portatili. Sono costituiti da unità di memorizzazione ed elaborazione, unità di output e persino una tastiera.
• Computer portatili: grazie al loro design leggero e compatto, possono essere facilmente spostati da un luogo all'altro. Questi includono laptop, notebook, assistenti digitali personali (PDA), telefoni digitali e altri. La sua caratteristica principale è la velocità nell'elaborazione dei dati.

Microcomputer attuali

Come abbiamo già accennato, esistono diversi tipi di microcomputer, ognuno con caratteristiche ben definite a seconda della sua utilità. Per continuare, i dettagli:

• Computer desktop: sono il tipo di microcomputer più utilizzato. Sono in grado di eseguire le attività più comuni nell'informatica, come la navigazione in Internet, la trascrizione di documenti e le attività di modifica, tra molte altre funzioni molto utili. Supportano elementi di tipo accessorio come clacson e webcam.
• Laptop: fin dalla sua nascita nel 1981, costituiscono la rivoluzione dei personal computer. Tra i suoi elementi sono ancora presenti lo schermo, la tastiera, il processore, l'hard disk, il processore, ecc. Sono in grado di svolgere le stesse funzioni dei computer desktop, ma le loro dimensioni e il costo ridotti significano che presentano vantaggi rispetto a loro.
• Computer portatili: hanno uno schermo piatto e sono alimentati a batteria. Le sue dimensioni ne definiscono la portabilità.
• Notebook: la sua utilità principale è la realizzazione di semplici funzioni di produttività. Mancano lettori CD o DVD. Hanno un costo inferiore rispetto ai personal computer, il che fa sì che abbiano livelli di vendita più elevati. Sono più leggeri dei laptop.
• Tablet: sostituiscono laptop e notebook in termini di funzionalità. Il suo touch screen permette all'utente di interagire con i contenuti. Non hanno tastiere o mouse.
• Assistenti digitali personali (PDA): fondamentalmente funzionano come organizer tascabili. Hanno funzioni di agenda, notebook, fogli di calcolo, tra gli altri. Consentono l'immissione dei dati tramite dispositivi di input speciali. Inoltre, hanno strumenti di ricomunicazione.
• Smartphone: sono microcomputer che hanno la capacità di inviare e ricevere chiamate e messaggi, oltre a connettersi a Internet tramite WiFi o connessioni mobili. Condividono molte delle funzioni presenti nei personal computer, come la gestione della posta elettronica e la gestione dei contenuti multimediali.

Microcomputer del futuro

Nonostante il rapido progresso dell'informatica e della tecnologia, le basi dell'hardware e del software tendono a rimanere costanti nel tempo. Tuttavia, i microcomputer promettono di rimanere in prima linea, facilitando la gestione di finanze, agende, contatti, calendari e altre attività della vita quotidiana. Allo stesso modo continueranno ad essere presenti in ambiti tecnologici innovativi, come l'intelligenza artificiale, la robotica, e tutto ciò che riguarda i contenuti multimediali.

I microcomputer che dovrebbero avere un impatto favorevole sulle nostre vite future, avranno senza dubbio maggiore capacità e potenza, oltre a offrire maggiori e migliori funzionalità. Tra questi si possono citare:

• Laptop ibridi: chiamati anche tablet ibridi, funzionano come tablet e computer allo stesso tempo, perché hanno una tastiera e un touch screen. Come bonus aggiuntivo, lo schermo è più grande e include una penna digitale.
• Telefoni con collegamento a televisori: dalla comparsa degli smartphone, le loro funzionalità sono aumentate. Con questa proposta si spera di convertire uno schermo televisivo in un computer, il tutto tramite un semplice collegamento via cavo. Nonostante gli sforzi compiuti in tal senso, la proposta non ha finito di prendere forma. Tuttavia, si prevede che in futuro il mercato dei telefoni di fascia alta crescerà e adotterà questo nuovo modo di fare tecnologia, creando applicazioni universali.
• Computer tascabili: sebbene il concetto esista già, ci si aspetta che questi computer riducano il loro design per diventare simili a una pendrive. L'idea principale di questa proposta è che collegando il piccolo dispositivo a uno schermo, può funzionare proprio come un computer.
• Computer olografici: è sicuramente un progetto ambizioso. Tuttavia, attualmente alcune aziende e università stanno sviluppando progetti che consentiranno di modificare i già esistenti caschi di realtà aumentata per trasformarli in dispositivi olografici, mettendo letteralmente la tecnologia nelle mani degli utenti.
• Computer quantistici: Il progetto futuro prevede la massificazione di questa tecnologia, che consente l'elaborazione di grandi quantità di dati in un tempo minimo. Oggi, parte di questo pensiero viene applicato nell'intelligenza artificiale, dove i dati vengono elaborati attraverso calcoli molto complessi.
• Computer multi-core: Nel corso degli anni, le barriere che separano tutti i tipi di computer esistenti verranno infrante, al punto da essere circondati da oggetti intelligenti che funzionano come computer, orientati all'aumento della produttività e in grado di soddisfare le esigenze del momento.

Formati di dati

I principali formati di dati utilizzati dai microcomputer sono bit, byte e caratteri.

Un bit è la più piccola unità di informazione che ha un microcomputer, da cui vengono create maggiori quantità di informazioni. Il raggruppamento di più bit permette la rappresentazione delle informazioni.

Mentre i byte sono l'unità pratica, con cui viene misurata la memoria casuale e la capacità di archiviazione permanente dei microcomputer. Un byte contiene 8 bit e viene utilizzato per rappresentare tutti i tipi di informazioni, comprese le cifre da 0 a 9 e le lettere dell'alfabeto.

In generale, la progettazione dei microcomputer consente loro di comprendere il linguaggio dei byte. In questo modo è possibile misurare quantità maggiori di informazioni da kilobyte, megabyte e gigabyte.

Dal canto suo, un carattere è una lettera, un numero, un segno di punteggiatura, un simbolo o un codice di controllo, non sempre visibile sullo schermo o su carta, attraverso il quale le informazioni vengono memorizzate e trasmesse elettronicamente.

Infine, per comprendere meglio il concetto di bit e byte, è importante ricordare che un bit è l'unità fondamentale di un sistema binario, che contiene solo due valori (0 e 1). Mentre il sistema decimale contiene dieci cifre (da 0 a 9) e l'esadecimale, 16 caratteri che vanno da 0 a 9 e dalla lettera A alla F.

Conclusioni

Considerando ciascuno dei dettagli riguardanti la definizione, l'origine, l'evoluzione, le caratteristiche e altri aspetti dei microcomputer, si giunge alle seguenti conclusioni:

• L'unità centrale di elaborazione di qualsiasi microcomputer è il microprocessore.
• I microcomputer sono costituiti dal microprocessore, da una memoria e da una serie di componenti di input e output di informazioni.
• Devono la loro origine alla necessità di creare computer più piccoli.
• L'evoluzione dei microcomputer è una diretta conseguenza dei progressi tecnologici.
• La sua architettura è classica e il suo design è compatto.
• I microcomputer sono in grado di eseguire calcoli matematici e operazioni logiche, attraverso il follow-up e l'esecuzione di istruzioni.
• Il formato dell'istruzione indica l'indirizzamento di ogni operando presente nell'istruzione.
• Le microoperazioni sono responsabili del riordino delle istruzioni e dell'esecuzione sequenziale di un programma.
• Attraverso la temporizzazione, il microcomputer riesce a coordinare gli eventi del bus interno.
• La decodifica è il processo mediante il quale vengono interpretate le istruzioni.
• L'hardware è costituito dai dispositivi di input e output, dall'unità centrale di procedura, dalla memoria e dai dispositivi di archiviazione.
• I principali dispositivi di input delle informazioni sono: la tastiera, il mouse, la videocamera, il lettore ottico, il microfono, tra gli altri.
• Tra le principali unità di output ci sono: la stampante, il sistema audio, il modem.
• L'unità centrale di elaborazione è responsabile dell'esecuzione delle operazioni logiche e matematiche, conseguenti all'interpretazione e all'esecuzione delle istruzioni.
• Il coprocessore è la parte logica del microprocessore.
• La memoria cache è una memoria veloce che riduce il tempo di risposta del microcomputer.
• I registri sono aree di archiviazione temporanee che contengono dati.
• Il bus interno collega gli elementi del sistema sia internamente che esternamente.
• La memoria memorizza dati e programmi temporaneamente, prima che vengano eseguiti dal microprocessore.
• La RAM è la memoria interna dei microcomputer. Consiste della memoria operativa e della memoria di archiviazione.
• La memoria ROM contiene il sistema operativo dei microcomputer, dove sono memorizzati i microprogrammi che contengono le istruzioni complesse.
• I principali dispositivi di archiviazione sono: il disco rigido, l'unità ottica, il CD-ROM, il DVD e altri.
• I microcomputer si dividono in computer desktop e computer portatili.
• I microcomputer di oggi includono desktop, laptop, tablet, laptop, assistenti digitali personali e smartphone, tra gli altri.
• I microcomputer del futuro sono: tablet ibridi, telefoni con collegamento a televisori, computer tascabili, computer quantistici, computer olografici, ecc.
• I microcomputer utilizzano bit, byte e caratteri per memorizzare le informazioni.