Informatica introduzione2010

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Introduzione Informatica

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Informatica introduzione2010

  1. 1. Introduzione all’Informatica
  2. 2. Per cominciare 2 Nato come potente strumento di calcolo per i centri di studio e di ricerca, oggi il PC è una macchina tuttofare con cui è possibile eseguire le operazioni più disparate: non solo scrivere un testo o aggiornare un bilancio, ma anche disegnare, ritoccare fotografie, montare un video girato in vacanza. Con il computer ci si può collegare a Internet e fare acquisti in un supermercato on-line, si può scrivere ad amici lontani o conversare con altre persone collegate in un ambiente virtuale. Il PC permette di divertirsi con una grande varietà di video giochi, di guardare un film o ascoltare un CD musicale. Con il PC si può imparare: basta consultare un’enciclopedia multimediale, un corso di lingue interattivo, un CD-ROM divulgativo.
  3. 3. Definizione di informatica 3 La parola informatica deriva da due termini INFORmazione autoMATICA. Questi si occupa dello sviluppo e della ricerca nell’automatizzazione dell’informazione, ed è a sua volta una campo della cibernetica, scienza che studia la formazione, la trasmissione, l’apprendimento e l’elaborazione delle informazioni.
  4. 4. Definizione di computer 4 La domanda che si pongono tutti coloro che iniziano a occuparsi di informatica è: che cos’è un computer? Spesso si sente dire che il computer è una macchina intelligente o viceversa completamente stupida. Queste affermazioni equivarrebbero a dire che un ferro da stiro o un televisore o intelligente o stupido. Tutto ciò in realtà non è vero per il semplice fatto che tutti questi “attrezzi” sono macchine inermi, né intelligenti né stupide. L’unica cosa che distingue il calcolatore elettronico, o computer, dal ferro da stiro e dal televisore è il fatto che contiene una enorme quantità di piccoli interruttori (i transistor) ed è programmabile.
  5. 5. 5 Per il resto anche il computer, al pari del comune ferro da stiro o della TV, non contiene niente altro che fili. È piuttosto, l’uomo, con la sua intelligenza, che rende il computer utile e “intelligente”, ammettendo che l’intelligenza consista soltanto nell’eseguire istruzioni ben precise e prestabilite dall’uomo stesso. Il computer, quando sbaglia, non sbaglia quindi per un errore proprio, ma perché colui che lo usa ha fornito comandi errati, proprio come chi lascia il ferro da stiro incustodito sulla camicia ! Pertanto definiremo con il termine computer una machina concepita per l’elaborazione elettronica, automatica e programmabile dei dati.
  6. 6. 6 L’accento su questa definizione va messo sulla parola automatica, la quale deriva dal greco automatos, che significa “di propria forza”, “indipendente”. A un certo evento la macchina risponde in modo preciso, seguendo uno svolgimento prescritto, senza l’intervento dell’uomo, e quindi in maniera automatica. Un esempio sono i distributori automatici. La grande differenza tra i normali distributori e i computer sta nel fatto che questi ultimi, disponendo di programmi differenti, possono risolvere problemi distinti (elaborare testi, grafici, numeri e così via).
  7. 7. Le informazioni nel mondo dei computer: bit e byte 7 Come detto, il computer è una macchina programmabile che opera mediante la memorizzazione, l’elaborazione e la trasmissione di informazioni sotto forma di impulsi elettrici: i bit. Il computer codifica tutte le informazioni utilizzando una conversione binaria, cioè due simboli che si riferiscono ai due stati elettrici fondamentali: l’assenza e la presenza di corrente (si ricordino i transistor), ovvero 0 e 1. L’unità elementare di informazione può quindi avere solo due valori (0 e 1) e viene chiamata bit (BInary digiT).
  8. 8. 8 Per rappresentare lettere e numeri è necessario utilizzare gruppi di bit. Un raggruppamento di 8 bit viene chiamato byte ed è in grado di rappresentare 256 valori: questo numero si ottiene provando tutte le combinazioni possibili di 0 e 1 nelle otto posizioni disponibili del byte, per esempio 00000001, 00001111, 11111111, ecc.. Il numero 256 che corrisponde a 28, permette di considerare l’insieme dei caratteri alfabetici, dei segni di punteggiatura, dei caratteri accentati o speciali di controllo (come quello per l’avanzamento delle pagine da stampare). In concreto un singolo byte può rappresentare una lettera dell’alfabeto, un segno di punteggiatura, un numero o un carattere speciale (per esempio @).
  9. 9. 9 Dato che gran parte delle informazioni elaborate da un PC sono numeri o lettere, il byte è stato usato come unità di misura della quantità di dati memorizzati su computer e della capacità di immagazzinamento dei dispositivi di memorizzazione. Come avviene per le unità di misura, anche per i byte si sono definiti dei multipli: •Un kilobyte (KB) = 1024 byte •Un megabyte (MB) = 1024 KB (circa un milione di byte) •Un gigabyte (GB) = 1024 MB (circa un miliardo di byte) •Un terabyte (TB) = 1024 GB (mille miliardi di byte)
  10. 10. 10 Riassumiamo quanto detto nella seguente tabella : Simbolo In BIT In BYTE In potenza di 2 1 BIT 1 1/8 21 = 2 stadi 1 BYTE 8 1 28 = 256 1 KB 8.192 1.024 210 1 MB 8.388.608 1.048.576 220 1 GB 8.589.934.592 1.073.741.824 230 1 TB 8.796.093.302. 400 1.099.511.628.000 240
  11. 11. 11 Ci sono 10 tipi di persone: quelli che capiscono il codice binario e quelli che non lo capiscono
  12. 12. Hardware e Software 12 La grande flessibilità del computer deriva dal fatto che coesistono due componenti, una materiale, chiamata hardware, e una logica, denominata software. L’hardware è costituito dall’insieme di parti fisiche da cui è composta la macchina. Le istruzioni, i programmi eseguibili e i dati, per contrasto con la “durezza” della macchina, rappresentano il software
  13. 13. 13 La differenza tra hardware e software può essere chiarita con la seguente metafora musicale: se l’hardware può essere considerato alla stregua di uno strumento musicale (la macchina), il software corrisponde alla partitura, mentre l’informazione elaborata, ossia l’output, equivale alla musica eseguita. NB : Il file è una struttura logica principale in cui il PC archivia le informazioni. Un programma, o applicazione è un file che contiene le istruzioni necessarie al computer per svolgere determinate operazioni.
  14. 14. I componenti del PC 14 Di solito i componenti del PC vengono considerati separando l’unità centrale e le periferiche. L’unità centrale è un involucro (case) che contiene i componenti elettronici e i circuiti integrati fondamentali per il funzionamento del computer. Le periferiche sono i dispositivi che permettono al PC di comunicare con l’esterno: possono servire per introdurre dati e programmi (dispositivi di input, come la tastiera e il mouse) o per comunicare all’utente i risultati di un’elaborazione (dispositivi di output, come il video o la stampante).
  15. 15. Che cosa c’è dentro? 15 Il computer è una machina complessa, le cui funzionalità sono garantite dai vari componenti assemblati nell’unità centrale: schede, circuiti elettronici e cavi. Per comprendere, almeno nelle linee generali, la struttura globale del PC e il suo funzionamento proviamo a sollevare il coperchio del case e a dare un’occhiata dentro. Naturalmente prima di aprire il case bisogna verificare che il cavo di alimentazione del PC, così come tutte le unità a esso collegate, siano staccati. Quindi si può sollevare il coperchio: al primo sguardo si nota la scheda madre (motherboard), il componente principale su cui si innestano tutti gli altri, quello che fa da tramite per lo scambio delle informazioni.
  16. 16. 16 La scheda madre si presenta come un grosso circuito stampato di forma rettangolare, che contiene: il microprocessore, la memoria RAM e i circuiti che collegano le memorie di massa (cioè il disco fisso, il floppy disk e il CD-ROM), il controller, la scheda video e audio e le unità periferiche (monitor, tastiera, mouse, joystick, stampante, modem, scanner). NB : Il chip è un circuito composto da più componenti elettronici, integrati mediante processi di miniaturizzazione in un unico involucro (package) di dimensioni ridotte.
  17. 17. Il cervello del computer 17 Il microprocessore, detto anche CPU (Central Processing Unit – Unità Centrale di Elaborazione), è la parte più importante del PC. È un chip integrato che dirige e controlla ogni attività del computer, costituito da una piccola piastra di silicio, situata sulla scheda madre, sulla cui superficie sono stati creati milioni di transistor miniaturizzati. L’era del personal computer è cominciata con l’avvento del microprocessore.
  18. 18. 18 La realizzazione di un circuito integrato di dimensione dell’ordine di pochi millimetri, in grado di presiedere e coordinare tutta l’attività della macchina, è stato il contributo fondamentale per la miniaturizzazione dei calcolatori, il miglioramento delle loro prestazioni e, di conseguenza, l’entrata prepotente dei PC nella vita quotidiana. La CPU svolge due funzioni fondamentali: governa tutte le operazioni richieste dalle applicazioni e dal sistema operativo (cioè genera tutti i segnali occorrenti per il funzionamento degli altri circuiti a essa collegati) ed esegue tutti i calcoli, poiché contiene al suo interno l’Unità Logica Aritmetica, l’ALU (Arithmetic Logic Unit);
  19. 19. 19 NB : Il primo microprocessore, chiamato Intel 4004, venne realizzato da Intel nel 1971. Otto anni dopo, nel 1979, venne costruito il primo PC, contenente una CPU siglata 8088 e realizzata con 29.000 transistor è la CPU storica dalla quale deriva la famiglia di microprocessori x86 adottata da tutti i PC che utilizzano i sistemi operativi DOS e Windows. A partire da quel primo modello, grazie allo straordinario sviluppo tecnologico degli ultimi anni, sono stati fatti continui progressi nella costruzione di microprocessori, che hanno permesso di realizzare CPU contenenti transistor in quantità sempre maggiore e in grado di funzionare a velocità sempre più elevate.
  20. 20. 20 La legge di Moore dice che: « Le prestazioni dei processori, e il numero di transistor ad esso relativo, raddoppiano ogni 18 mesi. »
  21. 21. 21 Ormai non si contano più le generazioni di processori che si sono susseguite dai primi processori indicati dalle sigle 8086, 8088, - 286, -386, -486, si è arrivati ai modelli di Pentium IV della Intel e ad altre CPU, di prestazioni di uguale livello, che hanno preso il nome delle aziende produttrici. NB : Come mai Intel decise di chiamare Pentium® e non 586 il processore successivo al 486? Per identificare univocamente le proprie CPU e distinguersi dai concorrenti, quali AMD, che avevano anch’essi prodotto processori denominati 386 e 486.
  22. 22. 22 Lista dei microprocessori Intel Famiglia 4 bit/8 bit: 4004 | 4040 | 8008 | 8080 | 8085 Famiglia 16 bit: 8086 | 8088 | 80186 | 80286 Famiglia IA-32: 80386 | 80486 Gamma Pentium: Pentium | Pentium Pro | Pentium II | Celeron | Pentium III | Pentium III-M | Pentium 4 | Pentium 4-M | Mobile Pentium 4 | Pentium 4 EE | Celeron D | Pentium D | Pentium EE Processori Mobile: Pentium M | Celeron M | Core Duo | Core Solo Gamma Core: Core 2 Duo | Core 2 Quad | Core 2 Extreme Gamma Nehalem: Core i3 | Core i5 | Core i7 | Core i7 Extreme Processori per Server: Xeon
  23. 23. 23 Per capire le sua funzioni posiamo immaginare il microprocessore come suddiviso in due parti: l’unità di controllo (UC , Unit Control) e l’unità logico-aritmetica. L’unità di controllo ha il compito di controllare le informazioni e i comandi che vengono inseriti nel computer e di tradurli in un linguaggio comprensibile agli altri componenti del computer; è responsabile dello “stoccaggio” delle informazioni e dei comandi nella memoria di lavoro del computer, la RAM (l’analizzeremo più in avanti), e del loro trasferimento dalla RAM alla ALU e viceversa. L’unità logico-aritmetica esegue tutte le operazioni logiche e aritmetiche che vengono passate dall’unità centrale.
  24. 24. I bus 24 Il microprocessore e gli altri componenti elettronici che si trovano sulla scheda madre comunicano tra loro per mezzo d’impulsi elettrici. Questi impulsi viaggiano attraverso piste di rame tracciate sulla scheda madre stessa che, proprio per la loro funzione di trasporto, si chiamano bus. Se la CPU, per la sua importanza può essere considerata il cervello del PC, i bus rappresentano il sistema nervoso della scheda madre. Il bus centrale, che mette in comunicazione la CPU con la RAM, si chiama system bus, ovvero bus di sistema. A esso sono connessi tutti i bus che collegano la CPU con altri dispositivi di ingresso e di uscita, cioè tutti quei componenti che possono ricevere o inviare informazioni (hard disk, tastiera, monitor, ecc.).
  25. 25. 25 Il bus di sistema è definito da un valore che ne misura l’ampiezza, cioè il numero di bit di informazioni che possono essere trasferite contemporaneamente. Questo numero è andato costantemente crescendo con il progresso della tecnologia dei circuiti: dai 16 bit delle prime CPU si è arrivati ai 64 bit fino ai modelli dual e quad core di oggi.
  26. 26. E i Macintosh? 26 I Macintosh ,chiamati familiarmente “Mac”, introdotti dalle Apple Computer nel 1984, sono stati i primi personal computer ad ampia diffusione dotati di un’interfaccia utente grafica, cioè di una modalità di comunicazione utente/macchina intuitiva, amichevole e semplice da utilizzare. Fino ai primi anni Novanta tutti i computer Apple Macintosh erano basati su una gamma di CPU della Motorola Corporation nota come serie 68000.
  27. 27. 27 I modelli dei computer Apple si sono via via, nel tempo, uniformati agli standard hardware presenti sul mercato abbandonando in parte la politica del Think Different; tutti i sistemi di input e output sono diventati da molto tempo standard e dal 2006, con l'introduzione di processori INTEL (non prodotti esclusivamente o quasi, come succedeva con Motorola e IBM) la Apple ha ottenuto una maggiore reperibilità dei componenti, ad un prezzo più concorrenziale e con prestazioni migliori. Inoltre, da questo momento il cuore dei Mac diventa lo stesso cuore di molti PC basati su Windows; questo comporta la possibilità di avviare Windows anche sui Mac.
  28. 28. La memoria RAM 28 La RAM (Random Access Memory, o memoria ad accesso casuale) è la memoria principale, o memoria centrale, del computer. Si tratta di un dispositivo in cui vengono caricati dati e programmi nel momento in cui devono essere elaborati. Quando si chiede al computer di eseguire un programma, il processore estrae dal disco rigido una copia, la “parcheggia” temporaneamente nella memoria RAM e quindi la esegue. La quantità di memoria RAM è cruciale per il buon funzionamento del PC: quanto maggiore è la RAM, tanto meno frequentemente la CPU deve rivolgersi alle cosiddette memorie secondarie (disco rigido, CD-ROM) per lavorare.
  29. 29. 29 I dati, però, restano nella RAM soltanto finché il computer è in funzione. Quando si spegne il computer, la RAM si svuota. Il sistema operativo e tutti gli altri file verranno prelevati dal disco rigido e caricati di nuovo nella RAM quando sarà riacceso. Il processore sfrutta la velocità della RAM per elaborare dati e informazioni nei tempi più rapidi. La RAM infatti è molto più veloce di qualsiasi altro supporto: se per estrarre un dato da un disco rigido sono necessari alcuni millisecondi ( 1 millisecondo è uguale a millesimo di secondo), per compiere un’operazione analoga della RAM di sistema bastano qualche decina di nanosecondi ( 1 nanosecondo è uguale a un miliardesimo di secondo).
  30. 30. 30 Livelli di memoria Dimensioni Velocità d’accesso Memoria di massa (HD) 500 GB 10ms Memoria RAM 1 GB 100ns
  31. 31. La memoria ROM e il BIOS 31 Se al momento dell’accensione del computer la memoria RAM è vuota, dove sono conservate le informazioni che consentono al computer di ripartire e di eseguire i vari programmi? Le istruzioni di base devono essere trasmesse alla CPU all’avvio del sistema sono contenute nei circuiti delle memoria ROM (Read Only Memory), una memoria permanente, sempre in funzione, anch’essa presente sulla scheda madre. Come dice il nome, è una memoria a sola lettura il cui contenuto è stato registrato in fase di costruzione del computer e quindi non dovrebbe essere modificato.
  32. 32. 32 Ogni volta che viene acceso, il computer esegue un piccolo programma contenuto nella ROM che gli permette di: •Identificare il processore installato sulla scheda madre; •controllare la quantità di memoria RAM in dotazione e verificarne il funzionamento; •Esaminare il disco rigido ed eventuali periferiche aggiuntive (ad esempio CD-ROM); •Leggere la traccia, cioè il settore del disco rigido, in cui sono contenute le istruzioni per l’avvio del sistema In particolare la ROM che avvia il sistema è chiamata BIOS (Basic Input/Output System).
  33. 33. 33 NB : In realtà oggi il BIOS non è più completamente indelebile, ma è stato registrato su un chip di ROM che può essere aggiornato in caso di necessità, per esempio per eliminare eventuali difetti sfuggiti al costruttore oppure far riconoscere alla scheda madre microprocessori messi in commercio in tempi successivi. Il BIOS, inoltre, interfaccia i meccanismi di Input/output del PC e fornisce altri servizi di sistema tra cui la gestione della tastiera, del disco, della stampante, delle comunicazione e della data. È proprio nel corretto funzionamento del BIOS che si sono concentrate le maggiori preoccupazioni relative al Millennium Bug.
  34. 34. Le memorie di massa 34 Poiché la memoria RAM è soltanto temporanea, dati e programmi per non essere perduti devono essere salvati su memorie permanenti, le memorie di massa. Le più importanti e diffuse memorie di massa sono il disco rigido (hard disk), le memorie flash e i CD e DVD-ROM. Flash e CD DVD-ROM sono i supporti più adatti al trasporto di dati e per la lettura di software commerciali. Il disco rappresenta il principale dispositivo per la memorizzazione dei dati.
  35. 35. Il disco rigido 35 È un’unità molto capiente in cui dati programmi possono essere archiviati proprio come in un grande magazzino di stoccaggio. Disco rigido è la traduzione letterale dell’inglese hard disk. Anche disco fisso è utilizzato come sinonimo, dato che un hard disk è un dispositivo che non si estrae facilmente dal computer. In realtà oggi è possibile trovare in commercio anche dischi rimovibili e per questa ragione il termine disco rigido sta diventando sempre più d’uso comune rispetto a disco fisso, l’hard disk è uno dei pochi componenti del personal computer che presenta componenti meccanici oltre che a elettronici:
  36. 36. 36 è alloggiato su un lettore (drive) ed è costituito da una serie di dischi o piattelli impilati l’uno sull’altro, che ruotano a velocità molto elevate. Su ogni faccia di ciascun piattello vi è una testina magnetica che legge e scrive i dati. Le testine sono tutte fissate sul medesimo supporto e quindi si muovono sempre tutte insieme. NB : Le testine magnetiche sono in grado di leggere e scrivere i dati su ogni piattello del disco rigido senza toccare la superficie (data la velocità di rotazione, se toccassero la rovinerebbero immediatamente) perché “galleggiano” su un cuscino d’aria microscopico, creato dalla rotazione dei dischi.
  37. 37. 37 Il disco rigido è chiuso in un contenitore sottovuoto e visto dall’esterno di una scatola grigia, sul retro della quale si trovano due connettori: uno per l’alimentazione e l’altro per il cavo piatto del bus, adibito alla trasmissione dei dati. La parte inferiore della scatola è costituita da un circuito stampato, o piastra logica, in cui sono situati i componenti elettronici che controllano il movimento dei dischi de delle testine. NB : Le informazioni sono memorizzate sul disco rigido “per cilindri”: prima è riempita una determinata traccia (per esempio la numero 10) e poi, dal momento che la testina sono posizionate sullo stesso cilindro, tutte le restanti tracce di quel cilindro. Finché un cilindro (per esempio il decimo) non è stato riempito completamente, la testina non si può spostare su un’altra traccia e quindi su un altro cilindro.
  38. 38. 38 Questo criterio semplifica le operazioni di lettura e scrittura, perché le informazioni correlate si trovano sullo stesso cilindro e comunque su cilindri successivi, facilitando il lavoro delle testine. Se si cancellano delle informazioni l’ordine di memorizzazione dei dati viene alterato perché negli spazi vuoti saranno registrate altre informazioni non collegate alle precedenti, costringendo così le testine a muoversi avanti e indietro alla ricerca dei frammenti di file durante le operazioni di lettura. Per riordinare il disco rigido sono disponibili dei programmi appositi, chiamati programmi di ottimizzazione o deframmentazione che permettono di riunire le informazioni secondo i criteri più utili per il lavoro delle testine e quindi migliorare le prestazioni del disco rigido.
  39. 39. 39 Traccia settore
  40. 40. 40 NB : La File Allocation Table (FAT) è lo schedario che consente al controller di organizzare i dati su disco: nel caso in cui il settore su cui è registrata la FAT venga danneggiato, il controller perde tutti i riferimenti ai file registrati sul disco, che diventa così inutilizzabile.
  41. 41. 41 Quando si accende il computer i dischi iniziano a girare, mantenendosi costantemente in moto. Le testine di lettura e scrittura fissate all’estremità dei bracci mobili, scivolano all’unisono sopra la superficie superiore e quella inferiore dei piatti di rotazione, si muovono dal punto più esterno al punto più interno, e viceversa, per assumere la posizione necessaria di volta in volta per leggere o scrivere i dati richiesti dal microprocessore. Il disco rigido è dotata di un dispositivo di controllo, chiamato controller, che si occupa di posizionare la testina dei dischi in modo che possa “rintracciare” le informazioni richieste.
  42. 42. 42 La superficie dei dischi, infatti, è ricoperta da particelle magnetizzate che formano delle tracce concentriche, suddivise in settori (o cluster). Ogni disco ha lo stesso numero di tracce e una serie di tracce corrispondenti è chiamato cilindro. Per esempio se il disco rigido è costituito da quattro piattelli, ognuno con 600 tracce, ci saranno 600 cilindri e ogni cilindro sarà formato da 8 tracce. Per ritrovare le informazioni il controller ha bisogno di conoscere il numero di traccia, il settore d’inizio e la lista degli altri settori contenenti le informazioni desiderate. Quando la CPU richiede la lettura di una determinata traccia in un determinato settore, controller posiziona la testina e inizia a recuperare i dati, fino a riempire la memoria cache disponibile. Il controller, a sua volta, si occuperà di passarli alla CPU e quindi alla RAM, o alla memoria di lavoro del PC.
  43. 43. 43 Un disco rigido più veloce nella lettura dei dati è quindi in grado di innalzare le prestazioni di tutto il computer, perché permette al sistema operativo di lanciare programmi, caricare e salvare documenti e immagini in modo rapido, riducendo il gap con la velocità del microprocessore, che ha ritmi di lavoro centinaia, se non migliaia, di volte superiori. La velocità di rotazione dei dischi indica il numero di volte che un dato passa sotto la testina di lettura in un minuto. I modelli di hard disk più recenti adottano di regola una velocità di almeno 7.200RPM (Rotazioni Per Minuto). Maggiore è la velocità di rotazione, minore è il tempo necessario per trovare le informazioni sul disco rigido. Il tempo medio d’accesso rappresenta il tempo impiegato dall’hard disk per estrarre un dato, cioè per posizionare la testina sulla giusta traccia, leggere il dato e caricarlo nel buffer dell’unità.
  44. 44. 44 NB : L’hard disk è uno dei componenti più delicati di tutto il computer, molto sensibile agli urti e alle vibrazioni. Se le testine toccassero la superficie del disco, infatti, possono graffiarla, causando una perdita di dati e la creazione di blocchi illeggibili (i cosiddetti bad sector), oppure nell’ipotesi peggiore, possono rompersi, rendendo il disco inutilizzabile. Per quanto il disco rigido sia dotato di sofisticati sistemi per ammortizzare eventuali urti, è importante maneggiare con molta cura il case dell’unità centrale: anche nel caso di piccoli spostamenti, bisognerebbe sollevarlo completamente dal piano di appoggio per evitare di provocare vibrazioni che potrebbero anche compromettere il funzionamento.
  45. 45. 45 Dai primi modelli di disco fisso con una capacità di pochi MB si sono fatti grandi passi avanti: gli hard disk attuali hanno tagli da 500 GB fino ad 2 Tera. I Solid State Drive (SSD) sono un prodotto già da tempo presente sul mercato. Oggi questa tipologia di Memorie si propone invece come sostituto per hard disk di portatili o altri dispositivi portatili. Le prestazioni rispetto un hard disk tradizionale sono superiori: maggiore velocità nella lettura e scrittura dei dati, maggiore affidabilità, altissima resistenza agli shock meccanici, bassissimi consumi. Per contro il costo è molto più alto, anche se le previsioni di mercato ne annunciano una forte diffusione man mano che la tecnologia flash sarà più matura e i costi di produzione si abbasseranno.
  46. 46. I dischetti 46 I dischetti (floppy disk) sono dischi magnetici rimovibili di capacità relativamente ridotta. Sono utilizzati per memorizzare informazioni su un supporto esterno al computer e spostare i dati da un PC all’altro, soprattutto se non si è collegati in rete. NB : La formattazione, o inizializzazione, è un operazione effettuata dal sistema operativo e consiste nella suddivisione del rivestimento magnetico del dischetto in settori e tracce concentriche, grazie ai quali la superficie del disco viene organizzata in modo da permettere alla testina di leggere e scrivere i dati rapidamente.
  47. 47. 47 Poiché sono supporti magnetici, i dischetti devono essere tenuti lontano dai campi magnetici, come quelli generati dai diffusori audio, dalle calamite, dal televisore e dallo stesso video del PC. Bisogna anche evitare di piegarli e di lasciarli esposti a temperature elevate o alla polvere. Se un dischetto viene smagnetizzato o si deteriora le informazioni registrate possono risultare illeggibili.
  48. 48. 48 Una chiave USB (o USB flash drive, o anche penna USB, pendrive...) è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al computer mediante la comune porta USB. Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash contenuta al suo interno (si tratta di una EEPROM, acronimo di Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory). Attualmente la capacità di memoria delle chiavi USB va da 512 megabyte in su. La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per alte capacità. USB flash drive
  49. 49. Grazie alle dimensioni ridotte, all'assenza di meccanismi mobili (al contrario degli hard disk comuni) che lo rende molto resistente, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua interoperabilità la chiavetta si sta configurando, accanto ai CD e ai DVD come unità preferita da un crescente numero di consumatori per il trasporto fisico di dati. Si tenga inoltre in considerazione il fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato, seppur molto alto (oltre 100.000 cicli di scrittura).
  50. 50. I CD-ROM 50 I CD-ROM (Compact Disk – ROM), simili ai CD utilizzati per le incisioni musicali, sono supporti ottici per la memorizzazione dei dati. Mentre i dischi magnetici possono essere scritti e cancellati moltissime volte, i CD-ROM, dopo essere stati registrati una prima volta, possono essere utilizzati soltanto per la lettura delle informazioni memorizzate.
  51. 51. 51 NB : Sul CD-ROM le informazioni digitali (i bit) sono codificate come incisioni (pit) sulla superficie del disco: queste vengono colpite da un raggio laser, che determina il valore (0 o 1) rappresentato da ciascun pit, per pi essere decodificate e trasmesse. I CD-ROM, che non sono sensibili ai campi magnetici, costituiscono un supporto di memorizzazione molto affidabile e di elevate capacità (circa 700MB), che permette di distribuire grandi quantità di informazioni. Anche i CD però sono delicati: graffi e polvere possono ostacolare la lettura delle informazioni, fino a compromettere l’integrità dei dati memorizzati.
  52. 52. 52 NB : Esistono anche supporti ottici rescrivibili: i CD-R (Recordable), letteralmente CD registrabili, e i CD-RW (Rewritable), CD Riscrivibili. Per scrivere su questi supporti sono necessari speciali apparecchiature chiamate masterizzatori. I masterizzatori per CD-R permettono di scrivere i CD una volta sola mentre i masterizzatori per CD-RW possono riscrivere i CD più volte.
  53. 53. I DVD-ROM 53 Apparentemente solo la scritta “DVD-Video” distingue un DVD (Digital Versatile Disk) da un CD, ma in realtà questo supporto ha una capacità molto maggiore di immagazzinare dati: può contenere l’equivalente di circa sette CD-ROM: 4,7GB ma anche più. Ma a che serve tanta capacità?
  54. 54. 54 Se il CD nacque principalmente come supporto per ascoltare musica in formato digitale, il DVD deve la sua comparsa all’esigenza di riprodurre su un supporto digitale interi film. Blu-ray Il Blu-ray Disc è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del DVD per la televisione ad alta definizione. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a contenere fino a 54 GB di dati, quasi 12 volte di più rispetto a un DVD
  55. 55. La scheda video 55 Con l’avvento dell’interfaccia grafica lo sviluppo di video giochi e applicazioni multimediali sempre più sofisticate e il diffondersi del World Wide Web, la scheda video, il dispositivo responsabile delle immagini che appaiono sul monitor, è diventata nel giro di pochi anni uno dei componenti fondamentali del PC. La scheda video oggi è un vero e proprio computer nel computer, dotato di processore, memoria RAM e ROM, in grado di visualizzare filmati e animazioni sempre più “reali” per definizione delle immagini, e per la qualità del colore.
  56. 56. 56 La scheda video funziona grazie a tre componenti fondamentali: il video chip, cioè un microprocessore dedicato all’elaborazione d’informazioni relative alla grafica, la video RAM, la memoria di lavoro della scheda, e un chip chiamato RAMDAC. Il RAMDAC è costituito da una piccolissima quantità di memoria SRAM contenente una tavolozza di colori, e da tre convertitori (DAC), uno per ciascuno dei tre colori primari (rosso,verde e blu), che trasformano i segnali digitali in segnali analogici. La scheda video riceve le informazioni su ciò che deve visualizzare dalla CPU, a cui è connessa da un bus ad alta velocità, le elabora attraverso il video chip e la video RAM, le trasforma in segnali analogici attraverso il RAMDAC e le invia al monitor, a cui è collegato un cavo speciale.
  57. 57. La risoluzione e i colori 57 Il monitor del computer visualizza le immagini dividendo lo schermo in migliaia (o milioni) di piccoli quadratini colorati, i pixel, ordinati in righe e colonne. I pixel sono così vicini uno dall’altro da apparire uniti. Il numero di bit utilizzati per rappresentare ogni pixel determina il numero di colori, o la tonalità di grigio, che possono essere visualizzati sullo schermo. Nei colori a 8 bit (ossia un byte), per esempio, il monitor impiega 8 bit per pixel riuscendo a visualizzare una gamma di colori di 256 diversi colori o tonalità di grigio.
  58. 58. 58 NB : Pixel è l’abbreviazione di picture element, l’elemento unitario minimo di un immagine. Ogni pixel è costituito in realtà da tre punti sovrapposti – uno rosso, uno blu e uno verde – che rappresentano le tre componenti cromatiche fondamentali. Per continuare con l’esempio precedente, ciascuno dei possibili valori a 8 bit corrisponde nella tavolozza dei colori a una speciale combinazione di rosso, blu e verde che costituiscono un singolo pixel. Sebbene i punti colorati siano separati, sono abbastanza vicini da dare all’occhio l’impressione di un colore miscelato, definito pixel virtuale.
  59. 59. 59 Il numero di pixel che può essere contenuto sul monitor costituisce la risoluzione, definita da numero di pixel sull’asse orizzontale e da quello sull’asse verticale. La qualità dell’immagine che appare sullo schermo dipende dalla risoluzione e dalla quantità di bit utilizzati per rappresentare ogni pixel, quindi dal numero di colori visualizzati contemporaneamente sullo schermo, che possono essere 16, 256, 65.536, e infine 16.700.00. Le risoluzioni standard per i PC sono: 800 righe × 600 colonne, 1024 righe × 768 colonne, 1280 righe × 1024 colonne, a 8 16 o 24 bit.
  60. 60. 60 I byte utilizzati per ricostruire attributi, cioè le caratteristiche di ogni singolo pixel (colorazione e posizione sullo schermo) sono quelli della memoria RAM della scheda video. Esiste quindi una relazione tra la quantità di memoria RAM installata sulla scheda, il numero di colori e la massima risoluzione delle immagini sullo schermo.
  61. 61. Il mouse 61 Il mouse (letteralmente significa topo: è stato chiamato così perché qualcuno ha pensato che assomigliasse a un topo, con il filo al posto della coda) è un dispositivo di puntamento che serve per attivare comandi o per selezionare e trascinare oggetti agendo direttamente su ciò che compare sullo schermo. Per utilizzare il mouse è sufficiente trascinarlo su una superficie piana; è però preferibile usare un tappetino, il mouse pad, che permette di spostarlo in modo uniforme.
  62. 62. La tastiera 62 La tastiera è la principale interfacci ci comunicazione per il computer, il dispositivo che permette di fornire informazioni testuali alla macchina. Grazie alla tastiera è possibile scrivere testi e impartire comandi al computer. Anche per gli utenti di PC poco esperti di solito è il componente che risulta meno estraneo, perché molto simile alla tastiera di una macchina da scrivere, a cui sono stati aggiunti alcuni tasti con funzioni specifiche.
  63. 63. 63 NB : La tastiera del computer utilizza la stessa disposizione di caratteri presente sulle macchine per scrivere. Per questa disposizione, le tastiere più diffuse sono chiamate QWERTY, dalle prime sei lettere che si trovano nella fila in alto a sinistra.
  64. 64. 64 NB : Chi ha detto che il mouse è indispensabile? Il sistema operativo Windows permette di eseguire con la tastiera quasi tutte le operazioni che di solito, per ragioni di comodità, si compiono con il dispositivo di puntamento, un’opportunità che può rivelarsi molto utile nel caso in cui il mouse non funzioni oppure si sia staccato. A questo scopo è importante comprendere il concetto di focus, o fuoco. Mentre un dispositivo di puntamento evidenzia con un unico comando l’oggetto che si desidera selezionare, quando si usa la tastiera le selezione va effettuata in due tempi: prima si evidenzia (si mette a fuoco) un oggetto, poi si conferma la selezione. Per avviare il focus su un oggetto occorre utilizzare i tasti F10, ALT o ALT + la lettera sottolineata. Windows evidenzierà l’oggetto “a fuoco” con un tratteggio oppure con un effetto sollevato portandolo in primo piano.
  65. 65. Informatica di base Concetti di baseConcetti di base della Tecnologiadella Tecnologia dell’Informazionedell’Informazione Informatica di baseInformatica di base
  66. 66. Informatica di base Informatica Acronimo dei termini: Informazione automatica Tecnologia che consente il trattamento automatico delle informazioni, rappresentate dai dati, per mezzo di elaboratori cioè i computer. Dato: rappresentazione codificata dell’informazione Computer: macchina in grado di elaborare grandi quantità di dati in modo automatico ad altissima velocità, di memorizzare e ritrovare informazioni organizzate in modo strutturato. In riferimento ai compiti sopra citati, si può parlare di Information Technology (IT) disciplina che si occupa delle tecnologie informatiche, cioè delle tecnologie dell’archiviazione, dell’elaborazione, della trasformazione e della rappresentazione delle Informazioni.
  67. 67. Informatica di base In un computer, nei suoi dispositivi, nei suoi circuiti, le informazioni sono codificate in sequenze di 0 e di 1, cioè i bit, utilizzando così il sistema digitale binario. Il computer è un insieme di parti “concrete” chiamate genericamente Hardware e di istruzioni che guidano la macchina nei vari compiti, cioè il Software. Le istruzioni sono contenute in Programmi progettati e realizzati, scritti, utilizzando un insieme di regole sintattiche e di “parole chiave” che consentono al programmatore di “dialogare” con la macchina in un linguaggio comprensibile ad entrambi, cioè con un Linguaggio di programmazione. Terminologia e concetti base
  68. 68. Informatica di base Hardware: sono i componenti fisici del computer, circuiti elettrici ed elettronici, cavi, supporti, schede, monitor, tastiera, dischi, stampanti, etc… Il termine si riferisce al “materiale”. Software: sono i programmi, con i loro propri dati, che stabiliscono le modalità di funzionamento della macchina e che si trovano o attivi nella memoria centrale o memorizzati nella memoria di massa. Il Software si suddivide in: – Software di base, ovvero l’insieme dei programmi che si occupano della gestione dell’Hardware (sistema operativo, driver, compilatori, etc…) – Software applicativo, è rappresentato dall’insieme di programmi che permettono di utilizzare il computer per svolgere compiti specifici (editor di testo, videogiochi, programmi di posta elettronica, di grafica, etc…) Hardware e Software
  69. 69. Informatica di base Esistono diverse categorie di computer, suddivise secondo la potenza di calcolo e la capacità di memorizzazione, l’ambiente e lo scopo per cui sono utilizzati. In generale si possono distinguere: Tipi di computer I normali computer da casa o da ufficio (Personal Computer) usati per lo più come elaboratori di testo (word processor), per reperire o gestire informazioni (Internet, banche di dati), come strumenti da ufficio, per la comunicazione (e-mail), per la grafica o i giochi. Nei laboratori di ricerca e nelle università si trovano spesso computer più potenti (Workstation) usati per il calcolo e la programmazione oppure per la grafica avanzata e la ricerca.
  70. 70. Informatica di base Tipi di computer In grandi aziende, nelle banche, ovunque ci sia bisogno di gestire una complessa e delicata rete di computer e di apparecchiature, sono usati grandi computer, Mainframe, per la gestione centralizzata di tutto il sistema. In questo ambito con il termine Minicomputer ci si riferisce ad una macchina che gestisce un sistema minore. In ambienti con necessità di calcolo avanzato si usano i Supercomputer, potentissimi e costosissimi che possono arrivare a costare anche molti milioni di Euro. Si trovano solo presso i grandi centri di ricerca. Il termine Network computer si riferisce ad un computer in rete che è in grado di elaborare i dati autonomamente ma non ha dischi propri e memorizza i dati sui dischi di un computer centrale a cui è collegato. I “terminali”, (non intelligenti o stupidi), sono postazioni prive di capacità di elaborazione, dotate solo di monitor e tastiera e collegate ad un computer centrale di cui sfruttano la CPU e la memoria.
  71. 71. Informatica di base Classificazione per forma e dimensioni Notebook, computer portatili, chiamati anche Laptop. Modelli più recenti, i Tablet PC, hanno peso e spessore sempre minori e il monitor “touch screen” separabile dalla tastiera. Desktop Computer, PC con la cassa orizzontale. Tower Computer, PC a cassa Verticale (minitower, midtower e bigtower). Palmtop o Pocket PC (Palmari): computer di capacità ridotte, in grado di svolgere soltanto alcune funzioni base dei PC (agenda, scrittura e invio mail, scrittura semplici documenti, etc…)
  72. 72. Informatica di base Alimentazione Disco rigido Scheda di espansione Slot di espansione Drive per dischettii Slot per drive Lettore CD-ROM RAM: Memoria ad Accesso casuale CPU: Unità Centrale di Elaborazione Piasta madre Componenti principali di un computer
  73. 73. Informatica di base La scheda madre supporta e connette tutti i componenti interni del computer. Contiene anche una serie di circuiti – chipset, cache, BIOS – adibiti alla memorizzazione, alla elaborazione e controllo delle varie parti. Sulla scheda madre si inseriscono, il microprocessore, la RAM e le schede dei vari dispositivi. Inoltre vi sono le prese per il collegamento dell'hard disk e dei drive per floppy e CD. Scheda madre o mainboard
  74. 74. Informatica di base Per poter gestire i diversi dispositivi collegati al computer, la CPU ha bisogno di apposite interfacce in grado di convertire e trasferire i dati memorizzati in opportuni segnali da e verso i dispositivi stessi. Alcuni circuiti di interfaccia sono parte della stessa scheda madre altri invece sono montati su apposite schede chiamate Controller inseriti negli Slot (connettore), gli alloggiamenti presenti sulla scheda madre. I dati che vanno e vengono dalla CPU verso la memoria o le schede di controllo “viaggiano” sui Bus che collegano i vari componenti interni del PC. Schede di controllo e bus
  75. 75. Informatica di base Sono schede che espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni. Alcuni esempi sono: scheda video con cui si connette il monitor; da essa dipendono il numero di colori del monitor, la risoluzione massima, la velocità dell’elaborazione grafica; scheda audio, attraverso la quale il computer è in grado di produrre o registrare suoni; scheda di rete per connettersi direttamente ad Una rete LAN, senza usare il modem; scheda SCSI consente di pilotare dispositivi che richiedono una più alta velocità nel trasferimento dei dati. Esistono altri tipi di schede, create per funzioni particolari, quali ad esempio la scheda di acquisizione video per collegare il computer alla televisione, ad un videoregistratore o ad una videocamera, e altre ancora di uso specialistico. Schede di espansione
  76. 76. Informatica di base Dirige tutte le operazioni ed è perciò definito il componente principale del calcolatore “la mente”. I dati e le istruzioni dei programmi, per poter essere elaborati, devono passare attraverso il microprocessore. La CPU è costituita da due componenti che svolgono funzioni diverse: ALU (Arithmetic Logic Unit): parte del microprocessore che esegue i calcoli e le operazioni logiche; CU (Control Unit): parte del microprocessore che si occupa della interpretazione delle istruzioni, del controllo della sequenza logica durante l’esecuzione, della memorizzazione dei dati intermedi e finali e dell’emissione delle informazioni. Il microprocessore è montato sulla scheda madre (mainboard), una scheda a circuito stampato che ha il compito di collegare meccanicamente ed elettronicamente CPU – RAM – Memorie di massa – Unità di Input/Output CPU – Central Processing Unit
  77. 77. Informatica di base Il ritmo di lavoro del microprocessore è cadenzato da un segnale periodico (detto clock), prodotto da un oscillatore interno al computer, un segnale ad altissima frequenza. La frequenza si misura in hertz, ossia in cicli (di clock) al secondo: 1 Hertz (Hz) = 1 ciclo al secondo 1 Megahertz (MHz) = 1.000.000 di cicli al secondo 1 Gigahertz (GHz) = 1000 MHz = 1.000.000.000 di cicli al secondo La potenza di calcolo di una CPU si misura in MIPS (Milioni di Istruzioni Per Secondo). Questo valore dipende da: – Architettura del microprocessore – Numero di operazioni per ciclo di clock – Frequenza del clock Il microprocessore è individuato, ad esempio, da sigle del tipo: Intel Pentium III, Pentium IV, Celeron, Centrino Core Duo o AmdK7 Potenza di calcolo
  78. 78. Informatica di base E’ la memoria dove durante l’elaborazione vengono conservate le istruzioni del programma in esecuzione e i suoi dati; si tratta di una memoria volatile che si cancella quando si spegne il computer. I documenti che si costituiscono utilizzando un qualsiasi programma, vengono posti all'interno della RAM e sono trasferiti sul disco solo quando l'utente ne richiede il salvataggio. Se manca la corrente, con lo svuotamento della RAM tutto il lavoro svolto dopo l'ultimo salvataggio viene perduto ed è per questo che per sistemi particolari si utilizzano i gruppi di continuità. La capacità della RAM si misura in MegaByte (MB), ovvero milioni di byte, (con un byte si riesce a memorizzare un qualsiasi carattere). I PC oggi in commercio hanno tipicamente da 512 – 1024 Mbyte di RAM. RAM – Random Access Memory
  79. 79. Informatica di base Lo spazio in memoria viene espresso in BYTE (acronimo di BinarY octetTE) spazio costituito da 8 bit (1 bit: 0 oppure 1), necessario per memorizzare un carattere, ed i suoi multipli: 1024 Byte sono pari a 1 KiloByte (1KB più di mille Byte) 1024 Kbyte sono pari a 1 MegaByte (1MB più di un milione di Byte) 1024 Mbyte sono pari a 1 GigaByte (1GB più di un miliardo di Byte) 1024 Gbyte sono pari a 1 TeraByte (1TB più di mille miliardi di Byte) Misura dello spazio di memoria
  80. 80. Informatica di base La RAM può essere di vari tipi con caratteristiche, prestazioni e tecnologie diverse. Alcuni esempi sono: SIMM memoria di vecchia concezione caratterizzata da basse prestazioni (in termini di velocità di accesso) DIMM (SDRAM) che forniscono prestazioni elevate rispetto alle precedenti DDR (Double Data Rate) con una capacità di trasmissione dati pari al doppio delle DIMM Tipi di memorie RAM
  81. 81. Informatica di base Memoria permanente di sola lettura, scritta in fase di fabbricazione dal costruttore e quindi non più modificabile. Esistono anche le ROM riscrivibili chiamate EPROM, (Electric Programmable ROM) realizzate in modo da consentire sia la cancellazione che la riscrittura del suo contenuto. Nelle ROM vengono registrate le informazioni “di base” la cui modifica comprometterebbe l’uso della macchina o le poche istruzioni del programma di avviamento (fase di bootstrap) che si attiva all'accensione della macchina. Un esempio di memoria ROM è il BIOS del computer ROM – Read Only Memory
  82. 82. Informatica di base Il BIOS conserva in una ROM la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer. E’ una parte integrante della scheda madre. L'operazione di avvio è detta Bootstrap e si compone di 3 fasi successive: 1) Test di funzionamento del sistema (verifica dell'hardware); 2) Attivazione dell'hardware installato; 3) Verifica della presenza del sistema operativo e suo caricamento. Le informazioni relative all'hardware installato e di alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente, sono conservate in una piccola memoria RAM che è alimentata da una batteria interna. BIOS Basic Input/Output System
  83. 83. Informatica di base Sono chip inseriti direttamente nella scheda madre e utilizzati per scrivere le informazioni più ricorrenti in modo che il processore non li debba così cercare nelle aree della memoria centrale. Serve quindi a compensare la differenza di velocità di accesso e di trasferimento dei dati tra CPU e memoria RAM e tra memoria RAM e disco. CACHE memory
  84. 84. Informatica di base Hard Disk – Disco fisso E’ la più importante memoria permanente del computer, in cui si conservano i programmi, i documenti e i dati (memoria di massa). Oggi gli HD hanno una grande capacità di memorizzazione misurata ormai in GigaByte (GB miliardi di byte). I modelli in commercio montati sui normali PC possono superare i 120 Gbyte. Gli hard disk sono prodotti usando due diverse tecnologie: EIDE (Enhanced Integerated Drive Electronics), più economici, di solito collocati sui personal computer; SCSI (Small Computer Systems Interface), molto più veloci. La velocità del disco in genere non influisce molto sulle prestazioni del computer, a meno che questo non sia impiegato in funzioni che richiedono frequenti letture/scritture di dati (ad esempio per macchine che gestiscono un servizio di rete centralizzato quale la posta elettronica o la memorizzazione dei documenti degli utenti).
  85. 85. Informatica di base Sono dispositivi in cui si inserisce il floppy disk o in cui collocare il CD o il DVD o qualsiasi altro tipo di disco. I drive hanno una o più testine di lettura/scrittura con cui avviene il trasferimento dei dati (i bit) fra disco e memoria centrale. I drive sono componenti hardware da non confondersi con i “driver”, i software che pilotano i dispositivi hardware! Il drive per il floppy è un componente standard che nei portatili tende ad essere eliminato. Esistono vari modelli di drive per CD, differenti soprattutto per la velocità di lettura. Le sigle 16X, 32X, 40X, 52X, ecc. indicano la velocità con cui i dati vengono letti dal disco rispetto alla velocità di lettura dei normali CD audio che è 1X. La sigla 32X ("trentadue per") indica quindi che i dati vengono letti ad una velocità 32 volte superiore a quella di un normale CD audio. Con sempre maggior frequenza i drive per soli CD sono sostituiti dai drive per DVD, capaci di leggere anche i CD. Drive
  86. 86. Informatica di base Permettono di collegare le periferiche esterne al case all’ unità centrale. Sono state progettate in tempi successivi e alcune sono ormai obsolete o sostituite da altre di nuova concezione. Porta Parallela LPT1: il trasferimento dei dati avviene 8 bit alla volta, (un carattere, un byte). E' nata come porta per la stampante. Porta Seriale COM1/COM2: la trasmissione dei dati avviene in serie, cioè un bit alla volta; usata per modem, mouse etc. Porte PS/2: per collegare mouse e tastiera; un po’ in disuso. Porta USB (Universal Serial Bus): adatta per connettere al computer qualsiasi tipo di dispositivo è, oggi, la porta seriale che sta diventando uno standard di fatto per le prestazioni superiori alle porte precedenti. Porta IrDA (Infrared Data Association) per collegare periferiche senza l’uso di cavi (per cellulari, palmari, etc.) Porta SCSI per periferiche che trasferiscono dati ad altissima velocità Porte di comunicazione
  87. 87. Informatica di base Sono i dispositivi che mettono in comunicazione il computer con l’esterno. Alcuni sono di solo ingresso (input) perché inviano dati al computer ma non ne ricevono mai, altri sono di solo uscita (output) perché ricevono dati dal computer senza inviarne, altri ancora sono contemporaneamente di ingresso e di uscita (i/o), come ad esempio i dischi. I più comuni dispositivi di solo input (dall’esterno all’interno) sono: Tastiera, Mouse, Lettore CD-Rom, Scanner, Microfono, Videocamera di solo output (dall’interno all’esterno): Monitor, Stampante, Casse acustiche, Videoproiettore di input e di output (entrambe le direzioni): Hard Disk, Floppy disk, Pen Drive, Masterizzatore, Scheda di rete, Modem Periferiche per l’input e l’output
  88. 88. Informatica di base Si collega ad una porta seriale dedicata, PS/2 oggi anche USB. E’ detta “estesa” per differenziarla dal vecchio tipo “standard”, e possiede 101 tasti, (104 se adattata per Windows), divisi in 4 gruppi: 1 – Tasti Funzione: Esc, F1, F2,…, F12, che servono ad impartire comandi che dipendono dal programma attivo in quel momento. 2 – Tasti Alfanumerici: il gruppo principale, in cui si trovano tutti i tasti dei caratteri e dei segni di punteggiatura. Vi sono anche i tasti modificatori Ctrl (Control) e Alt (Alternate) che, con il tasto per le maiuscole, servono per modificare la funzione degli altri tasti ed estendere i caratteri rappresentabili. La tastiera italiana possiede poi anche un tasto Alt Gr che serve per i tasti con tre simboli. 3 – Tastierino numerico: tasti su lato destro, usabili come nelle calcolatrici numeriche, con l’attivazione o la disattivazione del funzionamento mediante il primo tasto Bloc Num o Num Lock. 4 – Tasti Cursore: posti tra i tasti alfanumerici e il tastierino numerico, servono per lo spostamento del cursore e lo scorrimento delle pagine. Periferiche di solo Input Tastiera
  89. 89. Informatica di base Mouse: è stato introdotto con i sistemi operativi dotati di interfaccia grafica; si collega al PC attraverso una porta ad esso dedicata, PS/2 e oggi anche USB, o una porta seriale COM1/COM2. Trackball: alternativa al mouse, usa lo stesso meccanismo, avendo però la pallina sul lato superiore invece che sotto. Nei portatili recenti è presente invece il touch pad, un'area rettangolare sensibile al tocco delle dita. Tavoletta grafica: costituita da un piano sensibile su cui si adopera uno speciale stilo, esattamente come una matita su un foglio di carta, che comanda il cursore sullo schermo. E’ utilizzata per realizzare al computer disegni sia tecnici sia artistici. Periferiche di solo Input – Mouse
  90. 90. Informatica di base Scanner: è un dispositivo che permette l’acquisizione di testo e fotografie e il trasferimento all’interno del computer. I modelli più versatili consentono di acquisire anche negativi fotografici e diapositive. Gli scanner migliori usano la tecnologia SCSI per collegarsi al computer. Videocamere: sono usate per catturare immagini da elaborare o da trasmettere. Esiste una ampia gamma di modelli che va dalle videocamere professionali, per riprese ad alta qualità, alle piccole videocamere dette “webcam” usate per trasmettere riprese video attraverso la rete. Periferiche di solo Input Scanner
  91. 91. Informatica di base Il Monitor o Video è la principale interfaccia fra l’utente e il computer. I più diffusi sono a tubo catodico (CRT, Cathode Ray Tube), che funzionano con lo stesso principio dei televisori. Oggi sul mercato si stanno imponendo anche i monitor con schermo a cristalli liquidi (LCD, Liquid Crystal Display). Lo schermo è composto da una fitta griglia di celle al fosforo che, colpite dal fascio di elettroni del tubo catodico, si illuminano e formano l'immagine. Ogni punto dello schermo è detto Pixel. Le caratteristiche principali dei monitor sono: • livello di risoluzione (800x600, 1024x768, ecc…) • distanza tra i pixel (Dot Pich, max accettabile 0,28 mm) • frequenza di rigenerazione dell’immagine (75 Hz o superiore) La dimensione di un monitor, espressa in pollici, è la misura della diagonale dello schermo. Le dimensioni più diffuse sono 17 e 19 pollici. Il monitor si collega al PC usando la porta che si trova sulla scheda video. Periferiche di solo Output Monitor
  92. 92. Informatica di base Esistono tre categorie principali: laser: usano una tecnologia simile a quella delle fotocopiatrici, riescono a stampare molto velocemente e silenziosamente e offrono, inoltre, una migliore qualità di stampa. a getto d’inchiostro: producono stampe di qualità inferiore rispetto alle laser, sono più lente, ma anche più economiche e di dimensioni più contenute. La stampa avviene spruzzando sulla carta un sottilissimo getto di inchiostro liquido. ad aghi: sono le stampanti di vecchio tipo. Usano una testina ad aghi che preme su un nastro inchiostrato posto davanti al foglio come nelle vecchie macchine da scrivere. Periferiche di solo Output Stampante
  93. 93. Informatica di base Una particolare categoria di dispositivi per stampare sono i Plotter che usano dei pennini ad inchiostro per disegnare su fogli di grande formato. Sono utilizzati nel disegno tecnico, nei centri di progettazione tecnica, e di architettura, negli studi professionali. Casse acustiche. La scelta delle casse deve avvenire in funzione della scheda audio. Se essa è dotata delle sole funzioni di base si useranno casse economiche, mentre se è capace di riproduzioni audio di alta qualità e di effetti audio particolari Si potranno usare casse di qualità superiore e impianti audio sofisticati. Periferiche di solo Output
  94. 94. Informatica di base Masterizzatori: Sono i dispositivi usati per la scrittura su CD o su DVD ma funzionano anche come normali lettori di CD o di DVD. Tipicamente sono collocati all’interno del computer e presentano uno sportello con uno slittino in cui posare il disco. Esistono anche modelli esterni che si collegano alla porta USB del computer con un cavo. Oggi sono sempre più commercializzati masterizzatori che possono scrivere sia CD che DVD. Come per gli hard disk, esistono masterizzatori EIDE, più economici, e masterizzatori SCSI, più veloci. Periferiche di Input/Output
  95. 95. Informatica di base Modem (MOdulatore DEModulatore) si usa per la trasmissione e la ricezione di dati attraverso la linea telefonica. La velocità con cui il modem è in grado di scambiare i dati si misura in Kbit/secondo (Kbps) cioè il numero di bit trasferiti in un secondo. Esistono quattro tipi principali di modem: Standard: usato con la normale linea telefonica analogica; nelle connessioni “dial-up” trasferiscono dati alla velocità di 56 Kbps, che è velocità massima possibile della linea. ISDN: raggiungono i 128 Kbps e si usa solo con linea ISDN, una linea telefonica digitale particolare, (oggi un po’ in disuso). ADSL: usato con la linea ADSL, una linea telefonica speciale, che permette di essere collegati in rete in modo permanente 24/24h. La velocità varia da un minimo di 640 Kbps ai 2, 4, 10, 20 Mbps. GSM: permette di effettuare collegamenti tramite il cellulare; usato prevalentemente con i computer portatili. Periferiche di Input/Output
  96. 96. Informatica di base Floppy disk: sono piccoli dischi su cui si memorizzano i dati magnetizzando la superficie tramite l’apposita testina di lettura/scrittura. Sullo stesso disco i dati possono essere scritti, cancellati e riscritti per un numero elevato di volte senza logorare troppo il supporto. Un forte campo magnetico è però sufficiente a cancellarne o modificarne in gran parte il contenuto. Hanno una capacità di 1,44 Mbyte, ormai limitata e infatti sui portatili non sono più presenti. Pen drive (Flash) Sono memorie magnetiche collegabili mediante la porta USB del computer, quindi utilizzabili quando il PC è acceso. I sistemi operativi più recenti riconoscono tali dispositivi automaticamente, senza la necessità di caricare il driver da CD. Le dimensioni ridotte, le capacità elevate (attualmente le più diffuse sono di 512MB – 1GB e 2GB), la faciltà di utilizzo e i costi contenuti sono la ragione della loro grande e veloce diffusione. Supporti per memoria di massa
  97. 97. Informatica di base CD-ROM (Compact Disk): dischi che si basano su un sistema di lettura ottico (laser), sono usati per contenere sia musica sia dati e programmi. La sigla ROM (Read Only Memory) indica che i dati, una volta scritti, sono indelebili e potranno essere soltanto letti. La capacità varia da 650 a 700 Mbyte equivalenti, se audio, da 74minuti a 80minuti. La memorizzazione dei dati, (masterizzazione), avviene “bruciando” con il laser la superficie, (da lucida diviene opaca); i dati scritti sul disco ottico non possono più essere cancellati. Esistono anche i dischi CD “riscrivibili” (CD-RW) che consentono la cancellazione e la riscrittura per un numero comunque limitato di volte (ad ogni cancellazione la superficie tende ad assottigliarsi sempre più finché diventa inutilizzabile). Supporti per memoria di massa
  98. 98. Informatica di base DVD (Digital Versatile Disc) hanno una capacità sino a 26 volte superiore a quella dei CD-ROM, cioè di 4,7 GByte. Non possono essere letti dai lettori di CD-ROM e richiedono appositi lettori che sono invece in grado di leggere i CD. Vi sono dischi DVD che si possono “scrivere” su entrambi i lati e altri che, in aggiunta a questo, possono essere registrati anche a densità doppia, con una capacità complessiva di circa 17 GB. Nastri magnetici sono usati dagli amministratori di grandi sistemi di computer per creare periodicamente copie (Backup) del contenuto degli hard disk, in modo da salvare i dati qualora si rovinassero. La lettura/scrittura è molto lenta e può richiedere alcune ore; per questo l'operazione di backup viene eseguita di solito durante la notte. Supporti per memoria di massa
  99. 99. Informatica di base CPU Frequenza del clock Architettura Cache memory Quantità installata Architettura Scheda video Memoria dedicata/condivisa RAM Quantità installata Tempo di accesso (lettura/scrittura) Unità a dischi Dimensione Velocità di rotazione Velocità media di accesso ai dati Prestazioni del computer Riassumendo, le prestazioni complessive di un computer dipendono da diversi fattori e componenti:
  100. 100. Informatica di base Violazione dei diritti d’autore con software e prodotti multimediali Virus informatici Violenza su minori, pedofilia, pornografia Giochi violenti o pericolosi Privacy Accesso non autorizzato ad informazioni riservate Diffusione in rete di false informazioni Facilità di comunicazione in attività criminali Problemi etici e IT
  101. 101. Informatica di base Il Decreto Legge 626/94 regolamenta il posto di lavoro in modo da rendere meno faticosa l’attività e non recare danni alla salute. 1. Lo schermo deve essere: - in posizione frontale rispetto all’operatore i cui occhi devono essere allo stesso livello della sommità del monitor; - ad una distanza dall’operatore di 50-60 cm; - orientabile e non avere riflessi; - a basso livello di emissione di radiazioni. Inoltre i caratteri devono avere una buona definizione e una forma chiara, l’immagine deve essere stabile priva di sfarfallio e la frequenza di refresh deve essere superiore ai 70 Hz. 2. La tastiera deve: - permettere la regolazione dell’inclinazione; - avere spazio davanti in modo da permettere all’operatore di appoggiare le mani e le braccia; - essere costruita con materiale e colori che non devono creare riflessi. Ergonomia e computer
  102. 102. Informatica di base 3. La sedia deve: - permettere una certa libertà di movimento; - avere un’altezza regolabile e uno schienale regolabile. 4. Luce e calore – Nella stanza dove si lavora: - le finestre devono avere le tende; - le pareti devono avere colori chiari per non creare riflessi; - il monitor deve essere messo a 90° rispetto alle finestre, cioè la sorgente luminosa deve arrivare da destra o da sinistra; - deve esserci buona climatizzazione e umidificazione dell’ambiente. 4. Collegamenti elettrici – L’impianto deve soddisfare precisi requisiti: - presenza di un salvavita; - impianto di messa a terra; - non ci devono essere prolunghe. Ergonomia e computer
  103. 103. Informatica di base End-user license agreement: E’ la licenza per l’uso di un prodotto software che l’utente ottiene con l’acquisto. Con i prodotti software viene fornito un numero di serie o idendificativo, che va comunicato durante l’installazione sul computer. Programmi Shareware: - Programmi concessi in uso gratuito per un breve periodo (da 15 a 30 giorni). Alla scadenza, per utilizzare ancora il software, bisogna registrarsi e pagare la somma citata nel contratto d’uso. - Versione di un programma priva di alcune funzioni di base (salvare su file, stampare o copiare dati) che non compromettono la dimostrazione del funzionamento dell’applicazione. Programmi Freeware Programmi distribuibili e usabili liberamente. Licenza d’uso del software
  104. 104. Informatica di base Pirateria del software: Uso non consentito del software prodotto da altri tramite copia, utilizzo e vendita da parte di persone non autorizzate. Decreto legislativo 518 del 29 dicembre 1992: Assieme alle successive modifiche del D.L. 205 del 15.3.1996 attua una Direttiva del Consiglio delle Comunità Europee relativa alla tutela giuridica dei programmi per elaboratore. Tutela il software, punendo con pene severe chi abusivamente lo riproduce, pur sapendo che si tratta di copie non autorizzate, o lo vende. Legge 547 del 23 dicembre 1993 Stabilisce le pene per reati informatici come il danneggiamento di dati e programmi. Tutela del software e reati informatici
  105. 105. Informatica di base Legge 675 del 1996 art.1: La legge garantisce che il trattamento dei dati personali si svolga nel rispetto dei diritti, nonché delle libertà fondamentali, nonché della dignità delle persone fisiche, con particola riferimento alla riservatezza e alla dignità personale. Garantisce altresì i diritti delle persone giuridiche e di ogni altro ente o associazione. Tutela della privacy
  106. 106. Informatica di base Firma elettronica Possibilità di attribuire un documento in formato elettronico al suo firmatario e rendere tale documento valido come quello cartaceo. Legge 59 del 15 marzo 1997, art. 15: Attribuisce ai documenti informatici la medesima validità e rilevanza giuridica dei documenti cartacei, legittima l’uso di strumenti informatici per la formazione, l’archiviazione e la sottoscrizione di atti e documenti. DPR 513 del 10 novembre 1997: Regolamento di attuazione della legge 59/97 che introduce per la prima volta nell’ordinamento giuridico italiano, il concetto di Firma Digitale. Valore giuridico dei documenti elettronici
  107. 107. Informatica di base La password: Media lunghezza Non prevedibile Cambiata di frequente Protetta Crittografia: Sistema di codifica dei dati, mediante un codice segreto, in modo che siano leggibili soltanto dalle persone autorizzate. Protezione dei dati

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