I computer in età moderna sono basati su ciò che li rende molto più veloci rispetto ai computer precedenti?
doc-3707
I moderni computer basati su circuiti integrati sono da milioni a miliardi di volte più capaci delle prime macchine e occupano una frazione dello spazio. I computer sono abbastanza piccoli da adattarsi ai dispositivi mobili e i computer mobili possono essere alimentati da batterie di piccole dimensioni. I personal computer nelle loro varie forme sono icone dell' età dell' informazione e sono generalmente considerati "computer". Tuttavia, i computer incorporati che si trovano in molti dispositivi, dai lettori MP3 agli aerei da caccia, dai giocattoli elettronici ai robot industriali, sono i più numerosi.
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doc-3725
I primi computer digitali erano elettromeccanici; interruttori elettrici azionavano relè meccanici per eseguire il calcolo. Questi dispositivi avevano una bassa velocità di funzionamento e alla fine sono stati sostituiti da computer completamente elettrici molto più veloci, utilizzando inizialmente tubi a vuoto. La Z2, creata dall' ingegnere tedesco Konrad Zuse nel 1939, fu uno dei primi esempi di un computer a relè elettromeccanico.
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doc-3770
Vi è una ricerca attiva per far sì che i computer usufruiscano di molti nuovi e promettenti tipi di tecnologie, come i computer ottici, i computer del DNA, i computer neurali e quelli quantistici. La maggior parte dei computer sono universali, e sono in grado di calcolare qualsiasi funzione computabile, e sono limitati solo dalla loro capacità di memoria e velocità di funzionamento. Tuttavia, progetti diversi di computer possono dare prestazioni molto diverse per particolari problemi; ad esempio, i computer quantistici possono potenzialmente rompere alcuni algoritmi di cifratura moderni (mediante il fattore quantistico) molto rapidamente.
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doc-2432
Le operazioni delle singole cellule cerebrali sono ora comprese in modo molto dettagliato, ma il loro modo di cooperare in complessi di milioni di persone non è ancora stato risolto. Modelli recenti in neuroscienze moderne trattano il cervello come un computer biologico, molto diverso in meccanismo da un computer elettronico, ma simile nel senso che acquisisce informazioni dal mondo circostante, lo memorizza, e lo elabora in una varietà di modi, analogamente all' unità centrale di elaborazione (CPU) in un computer.
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doc-3735
Il transistor bipolare è stato inventato nel 1947. Dal 1955 in poi i transistor sostituirono i tubi sottovuoto nei progetti di computer, dando origine alla "seconda generazione" di computer. Rispetto ai tubi sottovuoto, i transistor hanno molti vantaggi: sono più piccoli e richiedono meno potenza rispetto ai tubi sottovuoto, quindi producono meno calore. I transistor a giunzione di silicio erano molto più affidabili dei tubi a vuoto e avevano una durata di vita più lunga e indefinita. I computer transistorizzati potrebbero contenere decine di migliaia di circuiti logici binari in uno spazio relativamente compatto.
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doc-3730
L' ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) è stato il primo computer elettronico programmabile costruito negli Stati Uniti. Pur essendo simile al Colosso, l' ENIAC era molto più veloce e flessibile. Era inequivocabilmente un dispositivo completo di Turing e poteva calcolare qualsiasi problema che si inserisse nella sua memoria. Come il Colosso, un "programma" sull' ENIAC è stato definito dagli stati dei suoi cavi patch e interruttori, un lontano grido dalle macchine elettroniche programma memorizzato che è venuto più tardi. Una volta scritto un programma, doveva essere inserito meccanicamente nella macchina con riarmo manuale di spine e interruttori.
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doc-8528
Anche John von Neumann si è consultato per il progetto ENIAC. L' elettronica del nuovo ENIAC ha funzionato a un sesto della velocità, ma ciò non ha affatto compromesso le prestazioni dell' ENIAC, in quanto era ancora interamente vincolata agli I/O. Programmi complessi potrebbero essere sviluppati e debuggati in giorni piuttosto che nelle settimane necessarie per il plugining del vecchio ENIAC. Alcuni dei primi programmi informatici di von Neumann sono stati conservati. Il computer successivo progettato da von Neumann fu la macchina IAS dell' Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey. Egli ne organizzò il finanziamento e i componenti furono progettati e costruiti presso il vicino Laboratorio di Ricerca RCA. John von Neumann consigliò che l' IBM 701, soprannominato il computer di difesa includono un tamburo magnetico. Si trattava di una versione più veloce della macchina IAS e ha costituito la base per il successo commerciale IBM 704.
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doc-3767
Col tempo, la rete si diffuse al di là delle istituzioni accademiche e militari e divenne noto come Internet. L' emergere del networking ha comportato una ridefinizione della natura e dei confini del computer. I sistemi operativi e le applicazioni dei computer sono stati modificati per includere la possibilità di definire e accedere alle risorse di altri computer in rete, come periferiche, informazioni memorizzate e simili, come estensioni delle risorse di un singolo computer. Inizialmente queste strutture erano disponibili principalmente per le persone che lavoravano in ambienti ad alta tecnologia, ma negli anni' 90 la diffusione di applicazioni come la posta elettronica e il World Wide Web, combinata con lo sviluppo di tecnologie di rete veloci ed economiche come Ethernet e ADSL hanno visto la rete di computer diventare quasi onnipresente. Infatti, il numero di computer collegati in rete sta crescendo in modo fenomenico. Una gran parte dei personal computer si connette regolarmente a Internet per comunicare e ricevere informazioni. Il collegamento in rete "wireless", che spesso utilizza reti di telefonia mobile, ha fatto sì che il networking stia diventando sempre più diffuso anche in ambienti di mobile computing.
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doc-3768
La possibilità di memorizzare ed eseguire liste di istruzioni chiamate programmi rende i computer estremamente versatili, distinguendoli dalle calcolatrici. La tesi Church-Turing è una dichiarazione matematica di questa versatilità: qualsiasi computer con una capacità minima (essere Turing-completo) è, in linea di principio, in grado di svolgere gli stessi compiti che qualsiasi altro computer può svolgere. Pertanto, qualsiasi tipo di computer (netbook, supercomputer, automi cellulari, ecc.) è in grado di eseguire gli stessi compiti di calcolo, dato il tempo sufficiente e la capacità di archiviazione.
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doc-3742
L' esecuzione del programma potrebbe essere paragonata alla lettura di un libro. Mentre una persona normalmente legge ogni parola e riga in sequenza, a volte può saltare indietro in un posto precedente nel testo o saltare sezioni che non sono di interesse. Allo stesso modo, a volte un computer può tornare indietro e ripetere le istruzioni in alcune sezioni del programma più e più volte fino a quando non viene soddisfatta una condizione interna. Questo è chiamato il flusso di controllo all' interno del programma ed è ciò che permette al computer di eseguire attività ripetutamente senza l' intervento umano.
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doc-3759
La RAM può essere letta e scritta in qualsiasi momento dalla CPU lo comanda, ma la ROM è precaricata con dati e software che non cambiano mai, quindi la CPU può solo leggerla. La ROM viene solitamente utilizzata per memorizzare le istruzioni iniziali di avvio del computer. In generale, il contenuto della RAM viene cancellato quando si spegne il computer, ma la ROM conserva i dati a tempo indeterminato. In un PC, la ROM contiene un programma specializzato chiamato BIOS che organizza il caricamento del sistema operativo del computer dall' unità disco rigido alla RAM ogni volta che il computer viene acceso o resettato. Nei computer embedded, che spesso non dispongono di unità disco, tutto il software richiesto può essere memorizzato nella ROM. Il software memorizzato in ROM viene spesso chiamato firmware, perché è più simile all' hardware che al software. La memoria flash attenua la distinzione tra ROM e RAM, in quanto mantiene i suoi dati quando è spenta ma è anche riscrivibile. È in genere molto più lento rispetto alla ROM convenzionale e RAM, tuttavia, quindi il suo uso è limitato alle applicazioni dove l' alta velocità è inutile.
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