Computer: il file system (terza parte)

Negli articoli che riguardano i file abbiamo già utilizzato la metafora del magazzino per indicare il luogo dove vengono riunite le scatole (i file) e abbiamo presentato due magazzinieri FAT32 e NTFS responsabili dell'organizzazione delle scatole sugli scaffali. Ora parleremo del sistema che fa entrare ed uscire le scatole dai magazzini.

Il File System ovvero il responsabile dei magazzinieri

Un File System è un modulo presente ovunque vi siano dei dati da memorizzare in modo permanente. Questo significa che il File System è indubbiamente un modulo fondamentale di un sistema operativo (come Windows o Machintosh), ma è anche insospettabilmente presente in un telefono che memorizza i contatti sulla SIM Card e sulla memoria interna.
Vediamo ora in dettaglio alcune caratteristiche del File System.

File System Multi-formato

Un File System, come quello presente nel Sistema Operativo Windows, può essere multi-formato, cioè permette di gestire indifferentemente più formati (FAT32 o l’NTFS) in modo del tutto trasparente per l’utente. Utilizzando la metafora del magazzino si può dire che il responsabile dei magazzini permetterà all'utente di consegnare e ritirare le scatole senza preoccuparsi minimamente di come il magazzino all'intero è gestito.

Multi-formato sulla stessa unità di memoria di massa

Un File System, come quello presente nel Sistema Operativo Windows, può gestire dentro alla stessa unità di memoria di massa (per esempio un Hard Disk) diverse partizioni, cioè divisioni logiche dello spazio, che possono essere formattate ciascuna con un formato diverso. Solo una di queste partizioni sarà detta partizione primaria, le altre saranno dette secondarie.
Questa opzione è particolarmente utile quando abbiamo, ad esempio, un lettore DIVX da tavolo che legge il formato FAT32 e un Hard Disk capiente su ci vogliamo mettere sia i film a bassa risoluzione che quelli ad alta risoluzione (che normalmente sono più grossi di 4 GB e quindi gestibili solo dal formato NTFS): la soluzione è quella di creare due partizioni, una FAT32 per i film a bassa risoluzione, e una NTFS per i film ad alta risoluzione; la partizione primaria sarà quella FAT32 in modo che il File System del lettore DIVX da tavolo veda “per prima” quella.


Di cosa abbiamo parlato:

• File System: il modulo che si occupa di leggere e scrivere in modo permanente le informazioni in supporti di memoria di massa, gestendo anche diversi formati di memorizzazione.
• Partizione: divisione logica dello spazio dentro ad una unità di memoria di massa.
• Partizione primaria: la partizione che verrà usata per prima dal File System.

Il Computer: la porta USB - bussa bussa, il computer ha aperto la porta (terza parte)

Con questo articolo continuiamo il nostro discorso sul Computer ma parlando della porta USB che, insieme al termine "chiavetta USB", è entrato ormai a far parte del linguaggio comune.

Premessa

Fermiamo un passante: “scusi, che ora è?”. “Sono le nove e un quarto”. “Grazie”.

Analiziamo questa scena per poi usarla come esempio:

1. Io chiedo l’attenzione a un passante e pongo una domanda;
2. Il passante mi pone attenzione e ascolta con le orecchie la mia domanda;
3. la domanda arriva al suo cervello che comanda il suo polso di muoversi e ai suoi occhi di leggere l’ora: 9.15;
4. il cervello fornisce attraverso la bocca la risposta, rielaborando l’informazione in base al contesto colloquiale (“e un quarto” invece che “e quindici”).

Unità centrale e periferiche

Ora immaginiamo che il cervello del passante sia un computer. Le orecchie, gli occhi e la bocca saranno il modo con cui il computer introduce e fa uscire le informazioni. Traduciamo in termini informatici: le orecchie, gli occhi e la bocca sono periferiche (cioè stanno alla periferia rispetto al cervello) e sono collegate ad una unità centrale (quello che comunemente viene detto “computer”). Queste periferiche possono essere: di inserimento dati (in inglese input), come le orecchie o gli occhi; o di uscita dati (in inglese output), come la bocca.
Aggiungiamo inoltre che alcune periferiche possono essere contemporanemanete di input e output. Per esempio uno schermo touchscreen ci permette al contempo di visualizzare (output) delle informazioni attraverso delle immagini (esempio un bottone) e ci permette di interagire (input) con esse con la pressione delle dita sullo schermo (ad esempio premendo con l’indice il bottone).

Di seguito un elenco delle principali periferiche di un computer:

Periferica	Tipo
Tastiera	Input
Schermo	Output
Mouse	Input
Stampante	Output
Schermo touchscreen	Input / Output
webcam	Input
Cuffia	Output
Microfono	Input
Casse audio	Output

Le porte

Mentre orecchie e bocca sono collegate al cervello all’interno del corpo, che ci appare dunque come un blocco unico e non divisibile, il computer è collegato alle periferiche attraverso dei fili elettrici le cui estremità si dicono connettori. Il punto di congunzione tra il computer e il connettore si dice porta. Il sistema di connessione tra connettore e porta è derivato direttamente dal metodo di accoppiamento dei mammiferi e viene detto connessione “maschio-femmina” (l’affermazione è auto-esplicativa).

In un computer una porta è sempre di ingresso e/o uscita (in inglese, ma usatissimo anche in italiano: input e/o output); questo significa che se attacchiamo una tastiera ad un Computer, il flusso di informazioni sarà in input (inserimento dati), se ci attacchiamo una stampante il flusso di informazioni sarà in output (stampa dei dati), se ci attacchiamo uno schermo touchscreen, le informazioni saranno di input e di output (input/output).

Il driver

L’occhio è connesso al cervello attraverso il nervo ottico. Cosa succederebbe se ipoteticamente si potesse attaccare un orecchio sul nervo ottico? Il cervello non riuscirebbe a interpretare le informazioni in ingresso (input) perché crede di parlare con l’occhio e nessuno gli ha spiegato che in realtà sta parlando con un orecchio.
Il driver (termine inglese che significa letteramente “portatore” o “conduttore” e si pronuncia draiver) ha questa funzione: si pone tra il computer e la periferica come un “interprete” che traduce le informazioni e mette in comunicazione le parti che altrimenti non comunicherebbero. Quindi non basta collegare una tastiera al computer sulla porta, si deve anche installare il driver che permetta al computer di comunicare correttamente con la periferica. Sarà compito del driver spiegherà al computer di che tipo di periferica si tratta (input e/o output) e che, se la periferica non risponde, non è perché si è offesa ma perché è una periferica di input.

Quello che fa il driver, in modo più generico, si può dire anche interfaccia, che è un termine utilizzato in tutti quei contesti in cui “qualche cosa” si pone tra computer e resto del modo. Per fare un esempio, quando si parla di interfaccia grafica si intende l’insieme di elementi grafici (finestre, bottoni, freccetta o puntatore del mouse) che ci permettono di dialogare con il computer.

L’evoluzione del tipo di porta

Nei vecchi computer esiste ancora la porta parallela (per collegare le stampanti), la porta seriale e, in modelli un po’ più recenti, anche la porta PS/2 (una evoluzione della porta seriale). Nei nuovi computer queste porte non esistono più ma esiste ancora il concetto alla base del tipo di trasferimento dati delle due porte.
Immaginiamo un supermercato pieno di clienti con 16 casse: con il tipo di trasmissione parallela (porta parallela) tutte le casse saranno aperte e i clienti fluiranno contemporaneamente da tutte le casse; con il tipo di trasmissione seriale (porta seriale o PS/2) ci sarà una sola cassa aperta e tutti faranno la fila per uscire. La trasmissione parallela è stata oggi abbandonata perché le cassiere costano.

La porta USB e il sistema plug-and-play

Finalmente, dopo tanta attesa, il computer si è aperto al mondo delle periferiche che bussava insistentemente. La porta USB ha fornito un nuovo standard di connessione (di tipo seriale) tra il computer e le periferiche, e il sistema plug-and-play (che può essere tradotto in “collega e usa” e si pronuncia “plag-end-plei”), rende automatico l’installazione del driver giusto per la periferica appena connessa al computer. Il plug-and-play è un modulo del sistema operativo del Computer.

La porta USB: molto di più di una semplice porta

Ma la novità va ben oltre a quanto detto. Infatti una posta USB è:

• Estendibile “in cascata”: come a una singola presa di corrente si può connettere una multi-presa (volgarmente detta “ciabatta”) a cui si possono collegare diversi apparecchi elettrici e una nuova ciabatta a cui si possono attaccare altri apparecchi elettrici e così via (fino a quando non si verifica un bel sovraccarico), così ad una porta USB si può, ad esempio, attaccare un HUB USB che moltiplicherà le porte USB (come la ciabatta dell’esempio). Il tipo di collegamento HUB-HUB (o ciabatta-ciabatta) è detto in cascata, e può essere moltiplicato parecchie volte.

• Alimentata: cioè può fornire energia elettrica alla periferica connessa che diventerà così auto-alimentata. Per esempio posso connettere un Hard Disk ad una porta USB e, senza nessun alimentatore esterno, la periferica sarà disponibile per la lettura/scrittura dei dati (l’hard disk sarà dunque una periferica di input/output). Un bel vantaggio in termini di mobilità, meno alimentatori e cavi significa minor consumo di spazio e peso. In un collegamento in cascata, tuttavia, il rischio di sovraccarico è in agguato...

L’evoluzione della porta USB

La naturale evoluzione della tecnologia, in poco tempo, ha già indicato la direzione verso cui le porte sono dirette:

• sempre più piccole: si è passati dalla porta USB alla mini USB (macchine fotografiche, cellulari), alla micro USB (cellulari, lettori MP3).
• sempre più veloci: la velocità di trasferimento dati seriale oggi è alla 3.0 ma nel futuro chissà...
• sempre più periferiche USB: tra un po’ di tempo anche la lavatrice avrà una presa USB.

USB e telefonini

Ormai tutti i telefonini, o hanno la presa USB, o un cavo che permette di connettersi con una porta USB del computer. Lo scopo è presto detto:

1. ricaricare la batteria sfruttando l’alimentazione della porta USB (con grosso vantaggio per la mobilità o per chi si scorda spesso in albergo gli alimentatori);
2. estendere la gestione del telefonino attraverso il computer, per esempio, per configurare il dispositivo evitando complicati menù sul telefonino; oppure per salvare una copia della rubrica; oppure per gestire i contatti; oppure per mettere nel dispositivo musica, video o immagini.

Di cosa abbiamo parlato:

• unità centrale: il computer.
• periferica: tutto ciò che è periferico rispetto al computer (es. la tastiera).
• periferica di input: inserimento o scrittura di dati.
• periferica di output: visualizzazione o lettura di dati
• Periferica di input/output: visualizza informazioni e permette una interazione come, per esempio, uno schermo touchscreen.
• porta: dove si attacca il connettore della periferica al computer.
• driver: interprete delle informazioni che computer e periferica si scambiano.
• USB: un tipo di porta seriale estendibile e auto-alimentata.
• Plug-and-play: il sistema di installazione automatica del driver corretto alla connessione della periferica.
• HUB USB: dispositivo che moltiplica le prese USB.

Il computer: un neonato particolarmente dotato (seconda parte)

Dopo una introduzione un po' filosofica, continuiamo in questo articolo a rispondere alla domanda: che cosa è un Computer.

Premessa

Un bambino quando nasce, ha solo alcune capacità elementari. Crescendo viene obbligato ad imparare, cioè ad acquisire informazioni e abilità che lo renderanno, con il tempo, una persona mediamente indipendente, mediamente acculturata e capace di vivere in una comunità. Questa fase viene chiamata “educazione”.
Tutte le informazioni e abilità che il bambino acquisisce sono codificate nel suo cervello sotto forma di ricordi e abitudini o, detto in termini scientifici, in percorsi neuronali.
La spinta ad imparare cose nuove permane anche nell'adulto, motivata dalla curiosità o dalla necessità di risolvere nuovi problemi.
Quando la persona cesserà di esistere, non resterà memoria del suo passaggio se non nella memoria delle persone che lo hanno conosciuto, o impresse in modo indelebile negli oggetti e scritti che avrà prodotto in vita.

Il Computer

Ora per un computer è la stessa, ma in modo un po' più veloce.

Ogni volta che un computer viene acceso, il suo cervello matematico possiede limitate capacità: può fare le addizioni e cambiare il segno ad un numero ma non è in grado di fare direttamente una sottrazione (1-1=0) o una moltiplicazione (3x3=9). Queste limitazioni, tuttavia, vengono compensate dalla rapidità con cui il computer è in grado di eseguire le operazioni. Per cui il risultato della sottrazione verrà ottenuto invertendo il segno del secondo addendo (1+ -1=0) e per la moltiplicazione addizionando il numero per il numero di volte richiesto (3+3+3=9). Poche capacità ma enorme velocità, dunque.

Al contrario del cervello di un neonato, un computer non ha bisogno di anni per imparare. Diventa "educato" in pochi millesimi di secondo. In che modo?
I ricordi e le abilità sono memorizzati dentro a dei file particolari detti file eseguibili, questi file vengono imparati, cioè caricati nella memoria, e permettono al computer di diventare subito capace di “eseguire” operazioni complessissime.
Quello che per il bambino è l’educazione, per un computer è il sistema operativo, cioè l’insieme di file eseguibili che, caricati con un certo ordine e progressione, portano un computer dalla fase neonata alla fase adulta e “operativa”.

Chi prepara un file eseguibile? I file eseguibile è preparato da uno o più sviluppatori che sono persone in grado di trasferire la loro memoria e abilità ad un computer.
Quindi come un bambino che inizia a gattonare e poi a camminare e a parlare, anche i file eseguibili, caricati in una certa sequenza, istruiranno un computer a prendere coscienza della esistenza di una tastiera, di un monitor, di un mouse, e così via.

Una volta adulto ed educato il computer potrà acquisire nuove abilità, caricando specifici file eseguibili detti, questa volta, applicazioni.

Quando il computer verrà spento, non resterà traccia di nulla se non quanto avrà prodotto e memorizzato in modo permanente su un supporto di memoria memoria di massa, come un Hard Disk, un CD o una chiavetta USB.


Di cosa abbiamo parlato:

• File eseguibili: file che contengono istruzioni per il Computer e che vengono caricate nella sua memoria.
• Sistema operativo: ’insieme di file eseguibili che, caricati con un certo ordine e progressione, portano un computer dalla fase neonata alla fase adulta e “operativa”.
• Sviluppatore: persone in grado di trasferire informazioni e abilità ad un computer.
• Applicazione: abilità specifica caricata nella memoria di un Computer con un file eseguibile (es. una applicazione di elaborazione testi).

2001 Odissea nello spazio: che cosa è il computer? (prima parte)

L’evoluzione ci insegna che sopravvive solo la specie più forte e, all’interno della stessa specie, solo l’animale più forte (o il gruppo più forte).

La prima delle cinque parti in cui è strutturato il film 2001 Odissea nello spazio di Stanley Kubrick, inizia proprio da una situazione estrema: due tribù di scimmie che si contendono una pozza d’acqua in una terra deserta.
I due gruppi sono in sostanziale equilibrio di forze, nessuno dei due attacca e nessuno dei due indietreggia per permettere all’altro di bere l’acqua. Ci troviamo in una situazione di stallo, ma ed ecco che un elemento esterno interviene: il monolite nero.

Senza entrare nella discussione di “che cosa è” o “da dove viene” il monolite nero, diremo semplicemente che dal momento in cui una scimmia tocca il monolite, spinta dalla curiosità o come dimostrazione del suo personale coraggio alla tribù, un nuovo elemento fa il suo ingresso nella equazione sbloccando la situazione: lo strumento. La scimmia afferra un osso e lo usa come arma, mettendo in fuga la tribù avversaria e conquistando la pozza d’acqua.

Dal mio punto di vista è geniale il modo con cui Kubrick, senza usare una sola parola ma solo la forza dell’immagine, abbia spiegato questo passaggio fondamentale della evoluzione che ha portato l’uomo a creare e usare strumenti sempre più avanzati (e a sottolineare il fatto che il primo impiego di un nuovo strumento è spesso - e volentieri - a fini militari, prima che civili). Un esempio di questo è proprio internet che è nata da ARPAnet, cioè dalla rete americana sviluppata a scopi militari durante la “guerra fredda” per resistere in caso di attacco nucleare.

Nella seconda parte del film è già il futuro, un futuro che celebra il computer come lo strumento più avanzato mai creato dall’uomo, utilizzato per permettere all’uomo la conquista dello spazio, territorio di infinite e nuove risorse. Dalla pozza d’acqua, dunque, allo spazio; dal primo osso, al computer.

Per un approfondimento del significato del film 2001: odissea nello spazio vi invito a consultare:
http://www.kubrick2001.com/