Computer Digitale
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Cos’è un computer digitale?
Il computer digitale è una macchina o un dispositivo che aiuta ad elaborare qualsiasi tipo di informazione.
Sono i dispositivi attraverso i quali forniamo alcuni input e otteniamo l’output in una frazione di secondi.
Le operazioni che sono condotte internamente nel dispositivo avvengono utilizzando il sistema di numeri binari poiché il computer capisce solo le cifre, cioè 0 e 1.
Tutti i contenuti che sono scritti in inglese saranno convertiti in linguaggio binario e così i computer e gli esseri umani comunicano tra loro.
Alcuni esempi di base di dispositivi digitali sono Personal computer, Desktop, Laptop, Smartphones e Mobiles.
Ci sono principalmente tre parti in un computer digitale e consiste in –
- Input: L’utente normalmente fornisce i dati al dispositivo che è conosciuto come input.
- Elaborazione: L’input fornito dall’utente viene elaborato internamente utilizzando una sequenza definita.
- Output: Una volta che l’elaborazione è completata, in base all’input, l’output viene visualizzato all’utente.
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Diversi tipi di computer digitali
I computer digitali sono un dispositivo che deve essere programmato per ricevere l’output desiderato.
Utilizza la tecnologia elettronica per generare, memorizzare ed elaborare diversi tipi di dati.
In base alle dimensioni e al tipo di dispositivo, questi computer digitali sono classificati in quattro categorie.
- Microcomputer
- Minicomputer
- Mainframe computer
- Supercomputer
Microcomputer
Un microcomputer non è molto costoso ed è dotato di un microprocessore come unità centrale di elaborazione e dispositivi di input/output.
Questi computer sono generalmente chiamati personal computer e alcuni esempi sono IBM pc, Apple, Dell.
Minicomputer
I minicomputer sono conosciuti come computer di fascia media che contengono uno o più processori.
Supportano il multiprocessing che significa che questi processori multipli condividono la stessa memoria del computer e altri dispositivi periferici necessari per eseguire un dato compito.
I minicomputer sono generalmente utilizzati per l’elaborazione delle transazioni, la gestione dei file, la gestione dei database.
I computer mainframe
I computer mainframe sono generalmente computer di grandi dimensioni utilizzati principalmente per la memorizzazione di grandi quantità di dati e l’elaborazione. È noto per un alto livello di affidabilità.
Queste macchine sono utilizzate da un’organizzazione che richiede un’applicazione cruciale come il censimento, le statistiche dei clienti per il calcolo di grandi dimensioni che richiede un alto volume di elaborazione dei dati.
Supercomputer
I supercomputer sono molto costosi e i computer più veloci del mondo disponibili.
Questi computer hanno migliaia di processori che eseguono trilioni di calcoli al secondo e quindi sono i più veloci mai conosciuti.
I supercomputer sono usati ampiamente nelle imprese e nelle organizzazioni che richiedono calcoli massicci.
Classificazione dei computer
I computer possono essere classificati in analogici, digitali e ibridi. Ogni categoria è usata per il proprio scopo e ha il proprio significato.
Computer analogici
I computer analogici si basano principalmente su tensioni e correnti con segnali elettrici continui e visualizzano l’uscita continuamente.
Questi computer memorizzano i dati ed eseguono i calcoli in modo abbastanza diverso dai computer digitali che fanno uso di rappresentazione simbolica.
Questi sono generalmente più lenti in velocità rispetto ai computer digitali. Alcuni esempi sono i termometri.
Computer digitali
I computer digitali sono computer che elaborano i dati in forma binaria, cioè 0’s e 1’s.
Il vantaggio principale dei computer digitali è che sono veloci e riprogrammabili.
Alcuni esempi sono computer portatili, smartphone e calcolatrici.
Computer ibridi
I computer ibridi sono un computer speciale che ha una combinazione di computer analogici e digitali.
Sono computer digitali che accettano segnali analogici e li convertono in forma digitale.
Questi sono generalmente usati per applicazioni scientifiche, aeroplani e ospedali.
Alcuni esempi includono la macchina dell’elettrocardiogramma, la macchina ad ultrasuoni, la macchina di monitoraggio.
Vantaggi e svantaggi del computer digitale/analogico
Il vantaggio principale dei computer digitali è che possono memorizzare molti dati ed è molto accurato.
Il computer analogico è veloce e quindi più veloce. I computer digitali sono relativamente più lenti di quelli analogici e questo è il principale svantaggio.
I computer analogici memorizzano meno dati e quindi i computer digitali sono grandi di memoria.
Caratteristiche del computer digitale
- Buona memoria – I computer digitali possono memorizzare un gran numero di dati e possono recuperare i dati in una frazione di secondo. I dati possono essere memorizzati per qualsiasi durata e recuperati in qualsiasi momento.
- Molto flessibile – Questi computer possono eseguire multi-tasking senza alcuna interferenza umana e quindi sono molto flessibili e versatili.
- Automatico – Questi dispositivi una volta avviati sono automatici. Non hanno bisogno di alcun intervento fino a quando non è richiesto dal compito specifico.
- Buona velocità – I computer digitali sono ad alta velocità ed eseguono tutte le operazioni con velocità molto elevata.
- Accurato – Questi dispositivi aiutano a memorizzare tutte le informazioni che aiutano a recuperare dati accurati in qualsiasi punto in un dato momento.
Componenti del computer digitale
Un computer digitale ha i seguenti componenti di base –
- Dispositivo di input
- CPU
- Dispositivo di output
Dispositivo di input
Il dispositivo di input è fondamentalmente i dispositivi che sono collegati al sistema come un mouse, tastiera e scanner.
Questi dispositivi di input prendono l’input dall’utente e lo convertono in linguaggio binario che è comprensibile dal computer rendendolo facile da capire.
Unità di elaborazione centrale (CPU)
PU è l’unità di elaborazione centrale che è conosciuta come il cervello del computer in quanto controlla l’intero sistema informatico.
Una volta che l’utente fornisce l’input attraverso il dispositivo di input come una tastiera o un mouse, lo stesso viene elaborato nell’unità di elaborazione centrale.
Questa prima ottiene le istruzioni dalla memoria e poi decide cosa deve essere fatto.
Quindi la CPU esegue tutte le parti di calcolo e le invia al dispositivo di uscita.
La CPU ha diversi componenti al suo interno, che hanno diverse responsabilità.
- Unità logica aritmetica (ALU) – La funzione principale dell’ALU è che esegue tutti i calcoli aritmetici e matematici che includono addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione.
- Unità di controllo – Il compito dell’unità di controllo è che principalmente permette ai dati di muoversi da e verso la CPU e gestisce le operazioni effettuate dall’ALU. Tutte le istruzioni che vengono inviate vengono raccolte, decodificate e analizzate. Poi invia l’istruzione ai dispositivi di input/output di conseguenza.
- Memoria – Questa parte è usata principalmente per immagazzinare i dati ed è chiamata “Memoria interna”. La memoria interna è stata divisa in posizioni multiple che memorizzano le istruzioni. Ognuna di queste locazioni ha un indirizzo unico e ha la stessa dimensione. Con questo indirizzo unico, il computer leggerà i dati memorizzati nella memoria senza dover cercare l’intera posizione di memoria. Ogni volta che un programma viene eseguito, i dati saranno memorizzati nella memoria interna e rimarranno fino alla fine dell’esecuzione. Questa memoria interna è chiamata RAM, cioè memoria ad accesso casuale.
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Dispositivi di uscita
I dispositivi di uscita sono i dispositivi collegati al computer che convertono i dati binari dal computer al linguaggio che gli umani comprendono.
Alcuni dei comuni dispositivi di uscita sono il monitor, il plotter e la stampante.
Dove vengono usati principalmente i computer digitali?
Come i computer digitali sono usati principalmente per memorizzare dati, è quasi usato ovunque per memorizzare foto, musica, documenti e file.
Gli studenti lo usano per calcoli matematici, calcoli. È usato da veicoli spaziali, domini sanitari, scuole, college, organizzazioni grandi o piccole, fabbriche.
I computer digitali sono usati in tutto il mondo ed è stato un dispositivo molto potente.
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Evoluzione del computer digitale
Prima generazione di computer
Nei primi anni dell’era informatica, la prima generazione di computer si è evoluta nel 1940 – 1956 e si chiamava Vaccum Tubes.
Utilizzando questo sistema, ci volevano settimane per eseguire il problema e ottenere i risultati.
Prima di allora l’input era costituito da schede perforate e l’output da stampe.
Un esempio di computer di prima generazione è il computer ENIAC.
Computer di seconda generazione
La seconda generazione di computer erano transistor che sostituirono i tubi a vuoto nell’anno 1956 -1963.
I transistor erano più veloci, più economici, efficienti e più piccoli rispetto alla generazione precedente.
L’output rimaneva lo stesso della prima generazione. (schede perforate e stampe).
Terza generazione di computer
La terza generazione di computer erano circuiti integrati che sostituirono i transistor nell’anno 1964-1971.
I circuiti integrati erano miniature di transistor e furono posti sopra i chip di silicio e chiamati semiconduttori.
Si dimostrarono molto efficienti rispetto alle versioni precedenti in termini di velocità e dimensioni. Qui l’input e l’output cambiarono in tastiere e monitor.
Quarta generazione di computer
La quarta generazione di computer era Microprocessori che sostituisce circuiti integrati nell’anno 1971-oggi.
Migliaia di circuiti integrati cominciarono ad essere costruiti sul singolo chip di silicio e questo portò in vita la quarta generazione di computer.
Questi erano piccoli, efficienti, intelligenti computer che diventavano più potenti.
Potevano essere collegati a diversi dispositivi di input e output. Alla fine, erano in grado di connettersi alle reti e portarono allo sviluppo di internet.
Quinta generazione di computer
La quinta generazione di computer è l’intelligenza artificiale (AI).
Sono dispositivi informatici basati sull’intelligenza artificiale che si stanno ancora sviluppando con molti progressi giorno dopo giorno.
Queste includono applicazioni come il riconoscimento vocale e l’elaborazione parallela.
L’idea della quinta generazione di computer è quella di creare nuovi dispositivi che capiscano l’input del linguaggio umano e siano in grado di imparare e dare output in modo indipendente.
Conclusione:-
I computer digitali sono molto usati nell’era attuale e sono utili nelle attività quotidiane.
Oltre all’uso scientifico e ingegneristico, è anche usato nei processi industriali automatizzati, nei sistemi di trasporto e per analizzare altri dati statistici.
Il computer digitale può lavorare all’infinito, in modo efficiente e preciso senza stancarsi presto.
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