elaboratore elettronico

elaboratore elettronico

elaboratore elettronico macchina (o insieme di apparecchiature) destinata alla elaborazione dei dati secondo procedimenti definiti attraverso programmi svolti automaticamente dalla macchina stessa. Rientrano nella definizione di elaboratore elettronico tutte le macchine elettroniche programmabili, dette calcolatori elettronici, o computer, come i personal computer o pc e i server. L’organizzazione logica di un elaboratore, ossia l’insieme delle diverse unità logico-funzionali di cui si compone e delle loro connessioni, è complessa ed è dovuta fondamentalmente a J. von Neumann: a tale architettura hanno fatto riferimento tutti gli elaboratori successivi (→ elaboratore elettronico, unità di un; per l’evoluzione storica dell’elaboratore elettronico si veda → calcolo automatico).

Gli elaboratori elettronici operano in maniera digitale, su entità discrete (numeri, caratteri, parole), e si distinguono perciò da altre apparecchiature di calcolo, dette calcolatori analogici, che operano invece su grandezze fisiche continue (per esempio tensioni elettriche) atte a simulare nel loro comportamento, per analogia, le variabili del problema (anche numerico) da risolvere. L’elaboratore elettronico è una macchina automatica di impiego universale (general purpose): a differenza delle macchine automatiche che nascono predisposte per un singolo lavoro, può operare in base a qualsiasi programma di elaborazione che venga preparato tenendo conto della sua struttura logica: senza un tale programma l’elaboratore è una macchina incompleta. A proposito degli elaboratori si è perciò generalizzata la distinzione fra elemento fisico (→ hardware, ossia la macchina vera e propria) ed elemento logico (→ software, cioè i programmi). L’insieme delle discipline e delle tecniche che presiedono alla realizzazione e all’applicazione degli elaboratori è detto informatica.

Applicazioni

Le prime applicazioni degli elaboratori hanno riguardato il calcolo scientifico, presso le università in cui gli elaboratori stessi erano nati. Questo tipo di applicazioni (risoluzione di sistemi di equazioni, simulazione di fenomeni fisici, calcolo delle probabilità, calcoli tecnici ecc.) ha tuttora una notevole importanza, ma quelle che hanno determinato la grande diffusione degli elaboratori elettronici sono state le applicazioni amministrative e concernenti la gestione aziendale in genere per le imprese, nonché i programmi di videoscrittura e le applicazioni relative a Internet. Gli elaboratori elettronici consentono, in particolare, di integrare fra loro le varie elaborazioni gestionali di un’azienda (dall’acquisizione degli ordini alla fatturazione, alla contabilità clienti e di magazzino, oppure dalla gestione delle scorte alla programmazione e al controllo della produzione): tale integrazione è favorita dalla creazione di data base aziendali, comuni alle varie applicazioni. Con l’impiego di terminali o personal computer collegati a distanza al server si è passati da forme di elaborazione a posteriori a un vero e proprio controllo in tempo reale dei fenomeni produttivi, amministrativi e gestionali, con l’acquisizione immediata dei dati nel momento stesso e dalla stessa sede in cui ha luogo il fenomeno e con istantanea risposta. Queste applicazioni in tempo reale sono utilizzate in particolare dalle banche, per l’automazione dei servizi di sportello. Le applicazioni amministrative in tempo reale riprendono concetti da tempo utilizzati in un’altra tipica applicazione degli elaboratori elettronici, quella che riguarda il controllo dei processi industriali a ciclo continuo (calcolatori di processo), in cui sensori comunicano all’elaboratore notizie circa l’avanzamento del processo (per esempio chimico), mentre esso ne controlla la regolarità inviando, quando è il caso, comandi alle apparecchiature di regolazione del processo stesso. Notevole importanza hanno le applicazioni degli elaboratori anche nell’amministrazione pubblica e nei servizi sociali, per la creazione di grandi anagrafi e basi di dati utili a fini statistici e per l’automazione dei servizi. Nelle famiglie è sempre più diffusa la presenza di almeno un elaboratore (tipicamente un personal computer) per uso di videoscrittura, gestione del budget familiare, accesso a banche dati (per esempio, enciclopedie su cd-rom o dvd), videogiochi, e più recentemente come archivio fotografico e per la navigazione in Internet.

Prospettive

L’integrazione su larga scala dei circuiti ha da tempo portato a riunire su una sola piastrina di pochi millimetri di lato gran parte delle funzioni tipiche di una unità centrale tradizionale consentendo la realizzazione di mini- e microelaboratori in grado di competere, come capacità e prestazioni, con i grandi elaboratori. In questa direzione, la ricerca ha permesso la realizzazione di elaboratori elettronici di ridotto ingombro, sempre più potenti (con maggiore capacità di memorizzazione) e veloci (con un numero più alto di elaborazioni al secondo). Dal punto di vista tecnologico, per le memorie di massa si è ormai diffuso l’impiego di memorie solide, quali per esempio le chiavette usb, in cui non esistono parti meccaniche in movimento e che permettono quindi di ridurre fortemente il livello di usura rispetto alle memorie di massa basate su dischi in rotazione. In alternativa al microprocessore in silicio attualmente in uso, micro- e nano-tecnologie consentiranno di realizzare chip di dimensioni piccolissime che potranno essere inseriti in ogni tipo di oggetto, indumenti compresi, e addirittura all’interno del corpo umano; in tal modo gli elaboratori elettronici saranno sempre più presenti in ogni ambito, ma al tempo stesso andranno scomparendo dalla vista e dalla percezione fisica degli utilizzatori (già oggi esistono prototipi di batterie da telefono cellulare delle dimensioni di un granello di sale). Un altro tipo di realizzazione destinato a superare la tecnologia al silicio è quello che si fonda sulla meccanica quantistica. A differenza dell’elaboratore elettronico tradizionale, che gestisce una quantità minima di informazione basata su due stati alternativi seguendo le leggi della fisica classica, il → computer quantistico sfrutta aggregazioni di memoria che contengono → qubit (i quali possono essere contemporaneamente nello stato 0 e 1 e in tutti gli stati intermedi). Se la tecnologia al silicio pone precisi limiti fisici alla crescita della velocità e della miniaturizzazione dei processori, l’applicazione delle nanotecnologie, delle biotecnologie e del calcolo quantistico è destinata a rendere questi limiti assai meno definiti.

Oltre alla realizzazione di strumenti di elaborazione sempre più duttili e tecnologicamente avanzati, l’altro fattore destinato a favorire la tendenza verso un’informatica diffusa è l’evoluzione dei collegamenti in trasmissione, e in particolare l’incremento della banda larga di trasmissione e lo sviluppo della tecnologia senza fili (wireless) per la connessione a Internet senza cablaggi tradizionali. Per effetto di tali soluzioni tecnologiche il numero e la qualità dei servizi offerti attraverso la rete sono destinati ad aumentare significativamente (acquisto on line, accesso a banche dati aggiornate, visite virtuali ecc.) e anche la vita quotidiana potrà avvantaggiarsi della disponibilità di elaboratori preposti per esempio alla gestione a distanza o automatica di impianti domestici (riscaldamento, allarme, elettrodomestici ecc.).