Guida Linux: il computer (parte II)Come e' fatto un computerUn PC visto dall'esterno e' essenzialmente una scatola di plastica alla quale sono collegati un video ed una tastiera tramite alcuni cavi elettrici. Inoltre e' presente un cavo elettrico che collega il PC ad una presa di corrente. Ok, ma cosa e' contenuto all'interno di questa scatola di plastica? Prima di tutto il famoso microprocessore, cioe' il computer vero e proprio o CPU, in secondo luogo un disco fisso o hard disk, ed infine una memoria o RAM. Secondo lo schema seguente: Ma a cosa servono un hard disk ed una RAM? Un hard disk o disco fisso non e' altro che un contenitore dove vengono registrati i nostri dati. Puo' essere paragonato ad una musicassetta, ad una videocassetta, ad un disco musicale in vinile (i vecchi 45 e 33 giri), o anche ad un quaderno. Un hard disk contiene documenti, immagini, foto, video, brani musicali, lettere, e-mail, programmi etc. Insomma qualsiasi cosa. Quando spegniamo il PC, i dati che sono contenuti nell' hard disk non vengono perduti, ma rimangono registrati per sempre. Riaccendendo il PC infatti, ritroviamo tutti i nostri dati che avevamo registrato. Un hard disk e' composto - schematizzando - da un disco di metallo, un motore elettrico ed una testina. Il funzionamento e' simile al vecchio giradischi. Il motore elettrico fa girare il disco di metallo ed una testina viene posata sul disco in rotazione per leggere le informazioni memorizzate in detto disco. In teoria il PC non avrebbe bisogno di altri apparecchi per funzionare, ma in pratica non e' cosi'. Vediamo per quale motivo. Il microprocessore esegue le istruzioni contenute nei programmi alla velocita' della luce. Milioni di istruzioni vengono eseguite in un solo secondo. Queste istruzioni sono contenute all'interno di programmi. Ma dove sono immagazzinati questi programmi? Nell'hard disk. Il problema e' che per leggere le istruzioni contenute in un programma memorizzato sull'hard disk occorre molto tempo. Infatti occorre far girare il disco e occorre spostare il braccio dove si trova la testina, sulla superficie del disco. Tutte queste operazioni impiegano del tempo. Supponiamo che per leggere una istruzione occorra un secondo (viene azionato il motore elettrico che fa girare il disco, viene spostato il braccio con la testina, viene letta l'istruzione contenuta nel programma scritto sul disco). Supponiamo ora che il nostro microprocessore debba eseguire un programma di 7 istruzioni (il programma 'prepara-caffe'). Bene, per eseguire l'intero programma occorrono quindi 7 secondi (1 secondo per leggere una istruzione). Ma quante istruzioni potrebbe eseguire il microprocessore in 7 secondi? Milioni e milioni! Invece e' costretto ad eseguire solo 7 istruzioni. Un microprocessore che puo' eseguire 1.000.000 istruzioni in un secondo, non appena esegue la prima istruzione e' costretto ad aspettare la prossima istruzione. Per capire meglio il problema facciamo l'esempio di un operaio delle poste addetto a controllare l'avvenuta timbratura sulle lettere. Questo operaio prende le lettere da un tappeto scorrevole. Puo' controllare 3600 lettere in un'ora. In un solo secondo prende una lettera, controlla il timbro e la ripone nel cestello delle lettere controllate. Supponiamo ora che il tappeto scorrevole si guasti e che le lettere gli vengano portate a mano dal portalettere. Il portalettere puo' consegnargli solo una lettera all' ora. Il nostro operaio appena riceve la prima lettera, in un secondo la controlla e la mette nel cestello delle lettere controllate. Ma un'ora e' composta da 60 minuti, ossia 3600 secondi. 3600-1=3599. Bene, potrebbe controllare altre 3599 lettere, invece e' costretto ad aspettare la prossima lettera tra un'ora. Percio' si siede su una poltrona, accende la televisione, prende un drink ed aspetta il portalettere. Ma il suo capo non lo paga per stare in poltrona a bere drink. Lo stesso discorso vale per il microprocessore. Se per eseguire 7 istruzioni impiega 7 secondi, beh, tanto vale che non usarlo affatto. Ecco perche' e' stata inventato un nuovo tipo di memoria dove vengono memorizzate le istruzioni dei programmi. Un tipo di memoria velocissima da consultare. Il microprocessore puo' leggere una istruzione memorizzata in tale memoria in 10 miliardesimi di secondo. Il che significa che in un secondo puo' leggere 100.000.000 di istruzioni. Decisamente piu' efficente di un hard disk. Bene, questo tipo di memoria si chiama RAM o Random Access Memory, ossia memoria ad accesso casuale. Ma allora perche' non usare solo questo tipo di memoria ed eliminare il lento hard disk? Semplice, un hard disk puo' contenere milioni e milioni di informazioni mentre una memoria RAM puo' contenere pochissime informazioni. Un hard disk puo' contenere migliaia di foto, video, documenti. La memoria RAM no. La capacita' di un hard disk o di una memoria RAM viene misurata in byte. Un byte e' l'unita' di misura della memoria. Un carattere come la lettera A od un numero come la cifra 7 richiedono un byte di memoria per essere memorizzati. La parola 'cane' e' composta da 4 caratteri e richiede quindi 4 byte per essere memorizzata. I multipli dei byte piu' usati sono il Kilobyte (abbreviato Kb) che rappresenta 1.000 byte, Il Megabyte (abbreviato Mb) che rappresenta 1.000.000 di byte ed il Gigabyte (abbreviato Gb) che rappresenta 1.000.000.000 di byte. Ci sono dei programmi che vengono eseguiti ininterrottamente dal computer a nostra insaputa. Ad esempio esiste un piccolo programmino che 'legge' la tastiera. Ogni volta che viene premuto un tasto della tastiera, quel programmino viene eseguito. Il programma legge il tasto premuto e comunica il significato di quel tasto (ad esempio la lettera A o la cifra 4) al microprocessore (in realta' le operazioni compiute da questo programma sono molto piu' complesse). Bene, poiche' le istruzioni contenute in questo programma vengono eseguite centinaia di volte al secondo, e poiche' per leggerle dall' hard disk occorre molto tempo, all'accensione del PC viene caricato l'intero programmino nella memoria RAM, in modo che il microprocessore possa leggere le istruzioni molto rapidamente. Copyright (c) 2002 M. Silvestri |