Al di sotto della Logica Digitale

Per poter inquadrare tutti gli aspetti dei sistemi di calcolo e' possibile descrivere anche dei livelli sottostanti il livello 0. I livelli al di sotto della logica digitale costituiscono l'anello di congiunzione fra i fenomeni fisici e le tecniche per l'automazione del calcolo.

Possiamo quindi identificare il livello -1 (Il livello dell'elettronica circuitale) e quello -2 (Il livello della Fisica dello stato solido).
Pertanto, a livello -2 i soggetti di interesse sono la struttura fisica dei solidi e le proprietà dei semiconduttori (o, in futuro, le proprieta' di trasmissione della luce delle microfibre ottiche). Argomenti che appartengono prettamente all'ambito della Fisica e dei quali pertanto non ci si occupa in un corso di Architettura degli Elaboratori.

Sfruttando le conoscenze proprie del livello -2 è possibile progettare e realizzare quei dispositivi elettronici (transistor, diodi, MOS, ...) che sono gli attori principali del livello -1. In questo livello si studia come combinare convenientemente più dispositivi elettronici per ottenere le cosiddette porte logiche (GATES), pervenendo così agli elementi di base del livello della logica digitale.

È importante osservare che i livelli -2 e -1 sono dei livelli di astrazione fortemente diversi dai livelli al di sopra della logica digitale, poichè non si tratta di descrizione di Macchine Astratte. In altri termini, mentre è possibile parlare, ad esempio, della Macchina Astratta associata al livello 2, non ha senso parlare di Macchina Astratta del livello -1 e -2 (in realta', come esercizio puramente speculativo, si puo' anche provare a vedere tali livelli come macchine astratte). Per rendere più chiara la differenza fra i meccanismi di astrazione al di sopra e al di sotto della logica digitale, possiamo considerare l'analogia seguente (che come tutte le analogie non informatiche e' da prendere con le pinze).

Vogliamo realizzare una macchina astratta teatrale a cui, dato in pasto il testo di un'opera teatrale (il programma) lo metta in scena (lo "esegue"). Per far questo prendiamo delle persone (il livello 0) e coordinandole attraverso l'uso di un regista otteniamo la nostra macchina (a livello 1). Utilizzando il livello 1 potremmo anche realizzare una macchina piu' complessa, una macchina cioe' le cui istruzioni siano non le battute di un testo, ma titoli di intere opere. Questa "macchina" piu' complessa si puo' realizzare "estendendo quella del livello 1" attraverso una biblioteca di opere e qualcuno che preso il titolo di un'opera lo "interpreti" andando nello scaffale giusto a prendere il testo dell'opera in questione e portando il testo al regista.
Ora in questo "sistema a livelli", se volessimo considerare dei livelli inferiori allo 0 quali potrebbero essere? Essendo delle persone gli elementi del livello 0, il livello -1 potrebbe essere quello degli organi che compongono un persona umana, quello -2 quello dei tessuti che compongono i vari organi, quello -3 quello delle cellule.

Analizzando la gerarchia appena descritta nella sua totalità, appare evidente come, sebbene si tratti di livelli di astrazione costruiti intorno all'uomo, il meccanismo di astrazione su cui si basano i livelli è del tutto diverso al di sopra e al di sotto di esso.

Ritornando alla stratificazione dei sistemi di calcolo, ci si rende conto che i livelli -1 e -2 sono utili perchè ci aiutano a capire il funzionamento del livello della logica digitale, ma non perchè costituiscano esempi di realizzazione di Macchime Astratte, in quanto sono basati su un meccanismo di astrazione differente. È anche per questo motivo, oltre che per quelli già citati precedentemente, che non ce ne occupiamo in dettaglio.

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