Architettura dei calcolatori
È la maniera in cui sono collegati e organizzati (strutturati) tra loro i componenti hardware elementari di un sistema di elaborazione (computer).
Sistema o Apparato
Insieme di uno o più elementi correlati e connessi tra loro per raggiungere determinati obiettivi prefissati, comuni e individuali.
Impianto (sistema)
Un oggetto fisico di qualsivoglia natura o complessità a cui deve essere imposto un certo comportamento. Ogni sistema interagisce con l’esterno, quindi con tutto ciò che non fa parte del sistema, tramite dei segnali, che si suddividono in indipendenti (cause, ingressi) e dipendenti (effetti, uscite).
Grandezza analogica (continua)
Rappresentazione quantitativa (numerica) infinita di valori (evoluzione nel tempo); non descritta quindi mediante concetti astratti (qualitativa).
Grandezza digitale (discreta)
Rappresentazione quantitativa (numerica) finita di valori (discreti nel tempo); si parla di codice binario, impiegato nei sistemi digitali, in caso utilizzi solo due simboli (livelli), di solito indicati solo con i numeri (bit) 0 e 1. Se il valore più alto (HIGH) di una grandezza numerica rappresenta un 1 e la più bassa (LOW) rappresenta uno 0, il sistema è detto logica positiva. Viceversa, il sistema è detto logica negativa; in fase applicativa occorre tenere presente, in realtà, che ciascuno dei due livelli logici è costituito da un intervallo di valori. I valori compresi nell’intervallo di incertezza non appartengono a nessuno dei due livelli logici, pertanto sono valori proibiti e da evitare. Anche se nei sistemi digitali trovano impiego entrambi questi tipi logica, ma si usa più comunemente quella positiva. Un bit (cifra binaria) è l’unità di misura dell’informazione (binary digit).
Segnale elettrico
Rappresenta una qualsiasi grandezza (informazione) fisica di natura elettrica che varia nel tempo (impulso) in maniera deterministica o aleatoria (stocastica) in un circuito elettrico o elettronico, tra lo stato alto e lo stato basso. Di conseguenza, si ha un impulso positivo della sua forma d’onda quando il valore di una grandezza numerica passa dal suo livello normale basso al suo livello alto, per tornare poi nuovamente a quello basso. Viceversa, in caso contrario, si produce invece un impulso negativo della sua forma d’onda.
Impulsi Ideali (il fronte di salita e quello di discesa si verificano in un intervallo di tempo nullo)
Impulsi Reali (le commutazioni non si verificano instantaneamente)
Modello matematico dei sistemi di controllo (comportamenti nel tempo)
È una rappresentazione (valutazione) numerica della realtà di un sistema, tramite un insieme di costrutti, relazioni e regole matematiche, formulando in modo quantitativo e con l’aggiunta di certe interpretazioni il problema di controllo - quindi descrizione dei fenomeni osservati - del sistema stesso.
Modello empirico (qualitativo)
È una rappresentazione (valutazione) non numerica della realtà di un sistema, formulando in modo qualitativo (esperienza) il problema di controllo.
Convertitore
È un dispositivo che, alimentato da una fonte elettrica esterna, è in grado di convertire una grandezza elettrica difficile da manipolare in una grandezza elettrica semplice da manipolare.
Algoritmo
È un procedimento che risolve un dato problema attraverso un numero determinato di passi (operazioni o istruzioni elementari) conducendo ad un risultato in un tempo finito.
Istruzioni macchina
Comandi dati impartiti da parte di utenti e mediante un software ad un esecutore (processore o unità di elaborazione) in forma esplicita, utilizzando un linguaggio ad esso comprensibile.
Teoria della computabilità effettiva (calcolabilità, ricorsione)
Si occupa di verificare l’esistenza o meno di algoritmi risolutivi di problemi tramite procedimenti automatici.
Hardware (HW)
Da hard: rigido e ware: componente. Parte fisica di un elaboratore elettronico (periferiche di input/output che permettono al sistema di comunicare con l’esterno, ovvero dispositivi esterni di ingresso e di uscita).
Programma
Un programma per calcolatore, o semplicemente programma, è un insieme di simboli, istruzioni macchina, o sequenza logica ordinata di dati, comandi e operazioni, che, una volta eseguito su un computer, produce soluzioni (sviluppo software) per una data classe di problemi automatizzati.
Programma Compilatore
Il compito è quello di analizzare e tradurre il cosiddetto programma sorgente (source program), di solito codificato in un linguaggio di alto livello come per esempio C o Pascal, in una lista equivalente di istruzioni macchina (cioè una sequenza di istruzioni capace di svolgere la stessa elaborazione del programma originale), che costituisce il cosiddetto programma oggetto (object program). Dunque, adottando tale punto di vista, il programma sorgente codificato in linguaggio di alto livello rappresenta il dato di ingresso al compilatore, e quest’ultimo lo analizza e traduce in un programma equivalente, che rappresenta il dato di uscita, codificato in linguaggio macchina; tipo variabili in ingresso, istruzioni elencate (debugging o debug per individuare i possibili errori/bug, forma di collaudo, serie di operazioni messe in atto al fine di verificare il corretto funzionamento di un’opera di ingegno prima che questa venga destinata all’utilizzo) nel programma, eseguite dal processore in trasmissione seriale (se esegue le istruzioni uno alla volta) o parallela (se esegue più istruzioni insieme).
Software
Da soft: morbido e ware: componente. Parte logica - mediante programmi - di un elaboratore elettronico (svolge operazioni su hardware). Il software (SW) è quindi l’espressione di un insieme organizzato di programmi contenuti in qualsiasi forma o supporto, capace di svolgere una determinata funzione, un compito particolare per mezzo di un sistema di elaborazione (hardware) dell’informazione.
Firmware (interconnessione software e hardware)
Da firm: stabile e ware: componente. Istruzioni logiche integrate nei componenti elettronici di un elaboratore elettronico.
Processo
Per processo si intende un compito che il processore (il cui obiettivo è quello di eseguire le istruzioni di un programma) dell’elaboratore deve portare a termine su richiesta dell’utente tramite un’attività controllata da un programma sotto la gestione o supervisione del rispettivo sistema operativo. Un processo può essere visibile all’utente (es. applicazione) durante la sua esecuzione oppure può essere eseguito in background (cioè in una modalità di esecuzione tipica di alcuni programmi che non richiedono continuamente la presenza o l’intervento dell’utente, come l’aggiornamento di un software), e che può essere concorrente all’esecuzione di altri programmi, ed è quindi possibile solo in sistemi multitasking. Per visualizzare la lista di processi eseguiti su un computer è possibile utilizzare un task manager (gestione dei processi o anche gestione attività) ovvero un’applicazione di un sistema operativo, affidata allo scheduler, che permette di monitorare tutti i processi in esecuzione su un computer.
Dati
In genere i dati (data) sono costituiti da bit, numeri interi o di altro tipo, e caratteri che servono alle istruzioni macchina come operandi su cui lavorare.
Circuiti digitali integrati
Tutte le funzioni logiche, sono disponibili in commercio sotto forma di circuiti integrati: IC (integrated circuit). Questi vengono utilizzati nella realizzazione dei sistemi digitali. Un circuito integrato è un circuito elettronico costruito su una singola chip di silicio. Il sistema incorporato realizzato su circuito integrato è anche chiamato system on chip (SOC) e per raggiungere una dimensione così ridotta senza rinunciare a dotarlo di tutti i componenti necessari al funzionamento è stata sviluppata la tecnologia microelettronica apposita. A seconda della complessità del circuito, le dimensioni di un chip vanno in genere da circa 40 x 40 mil (1 mil = 0.001 pollici) a circa 300 x 300 mil. Un contenitore (involucro di plastica o di ceramica) standard diffuso per circuiti integrati è chiamato DIP (Dual In line Package). I collegamenti provenienti dal chip sono connessi con i piedini (pin) del contenitore stesso, che vengono cosi a costruire i punti di ingresso e di uscita.
Computer o Digital Computer (calcolatore digitale o elaboratore elettronico, sistema di elaborazione)
Macchina elettronica costituita principalmente da componenti realizzati in tecnologia microelettronica, impiegata in calcoli matematici in modo automatico, cioè senza bisogno di assistenza continuativa da parte di essere umani. Il funzionamento (le attività guidate dalla lista di istruzioni macchina) del calcolatore è interamente determinato dal programma in memoria per ciascun compito da svolgere (target), salvo la facoltà da parte di un operatore umano oppure dispositivo di I/O (come un sensore) di mandare al calcolatore un segnale di interruzione (interrupt) per influenzarne in parte il comportamento oppure addirittura forzarlo a svolgere determinate funzioni o servizi.