Modulo1 lezione1

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Modulo1 lezione1

  1. 1. Concetti di base della Tecnologia dell'Informazione I Computer
  2. 2. Tecnologia e Società <ul><li>Nascita di una “New economy” </li></ul><ul><li>Aumento della produttività in tutti i campi </li></ul><ul><li>Riduzione dei tempi e delle attese per i servizi </li></ul>La nuova società dell’informazione è caratterizzata da un impiego più ampio delle risorse informatiche. Conseguenze sul lavoro e sulla vita quotidiana:
  3. 3. Tipi di computer <ul><li>Mainframe </li></ul><ul><li>Minicomputer </li></ul><ul><li>Network computer </li></ul><ul><li>Personal computer </li></ul><ul><li>Laptop computer </li></ul><ul><li>Palmari </li></ul>
  4. 4. Mainframe <ul><li>Prestazioni elevate </li></ul><ul><li>Costo elevato </li></ul><ul><li>Impiego in grandi sistemi aziendali o nelle grandi banche </li></ul><ul><li>Numero utenti elevato </li></ul><ul><li>Per accedere si utilizzano terminali </li></ul><ul><li>Necessitano per il funzionamento di personale specializzato </li></ul>
  5. 5. Minicomputer <ul><li>Prestazioni medie </li></ul><ul><li>Costo medio </li></ul><ul><li>Impiego come sistema dipartimentale o come sistema per medie aziende </li></ul><ul><li>Numero di utenti medio </li></ul><ul><li>Richiedono per il loro funzionamento personale ridotto e con una minore specializzazione </li></ul>
  6. 6. Network computer <ul><li>Prestazioni basse </li></ul><ul><li>Costo molto basso </li></ul><ul><li>Impiego per il collegamento con altri computer </li></ul><ul><li>Destinati al singolo utente </li></ul>
  7. 7. Personal computer <ul><li>Prestazioni basse adatte all’uso domestico e di ufficio </li></ul><ul><li>Costo basso </li></ul><ul><li>Impiego individuale </li></ul>
  8. 8. Laptop computer <ul><li>Prestazioni basse </li></ul><ul><li>Costo basso (anche se leggermente più alto paragonato a PC di pari potenza) </li></ul><ul><li>Impiego come sistema individuale portatile </li></ul><ul><li>Possiede una alimentazione elettrica autonoma (batteria) </li></ul><ul><li>Limitazioni nel collegamento di periferiche </li></ul>
  9. 9. Palmari <ul><li>Prestazioni molto basse </li></ul><ul><li>Costo basso </li></ul><ul><li>Impiego individuale, come sistema tascabile in grado di prendere appunti fare da agenda, ed elaborazioni semplici </li></ul><ul><li>Possiede una alimentazione elettrica autonoma (batteria) </li></ul><ul><li>Limitazioni nel collegamento di periferiche </li></ul>
  10. 10. Terminali <ul><li>Intelligenti </li></ul><ul><li>Stupidi </li></ul>I terminali sono impiegati per accedere ai sistemi multiutente e si dividono in due tipi:
  11. 11. Terminali Intelligenti: Sono dotati di capacità elaborative proprie; ad esempio quando utilizziamo il personal computer per collegarci ad un sistema multiutente.
  12. 12. Terminali Stupidi: Non sono dotati di capacità elaborative proprie e dipendono totalmente dal computer al quale sono collegati.
  13. 13. Componenti base di un PC <ul><li>Memoria centrale </li></ul><ul><li>CPU (Central Processing Unit) o unità centrale di elaborazione </li></ul><ul><li>Unità periferiche di input e output </li></ul>
  14. 14. Componenti base di un PC Memoria Centrale CPU Schema semplificato di rappresentazione di un elaboratore (si rifà al modello Von Newmann della metà degli anni ’40). bus DMA bus I/O disco video mouse tastiera
  15. 15. <ul><li>Si suddividono in : </li></ul><ul><li>Memorie veloci </li></ul><ul><li>Memorie di massa </li></ul>Dispositivi di memoria
  16. 16. <ul><li>RAM (Random Access Memory), memoria usata per la registrazione dei dati e dei programmi al momento della loro esecuzione. E’ detta anche memoria principale o centrale. </li></ul><ul><li>ROM (Read Only Memory ), memoria il cui contenuto non può essere modificato. </li></ul>Dispositivi di memoria Memorie veloci
  17. 17. Dispositivi di memoria Memorie veloci: ROM Viene utilizzata in genere per la registrazione di programmi particolari ( Firmware ). Un esempio di Firmware è il BIOS . Il BIOS ( B asic I nput O utput S ystem ) è costituito dall’insieme di quelle procedure software che permettono al computer di inizializzare nelle fasi di avviamento, altri dispositivi, come la tastiera, il monitor, le unità disco.
  18. 18. Dispositivi di memoria RAM <ul><li>I dati devono poter essere registrati </li></ul><ul><li>I dati registrati devono poter essere localizzati </li></ul><ul><li>I dati registrati devono poter essere letti </li></ul><ul><li>I dati registrati devono poter essere modificati, mediante comandi opportuni </li></ul>Essa ha le seguenti caratteristiche:
  19. 19. Dispositivi di memoria RAM <ul><li>Essendo veloce, è anche costosa e quindi ha necessariamente capacità limitata </li></ul><ul><li>E’ volatile , e questo significa che dati e programmi registrati vengono perduti al momento in cui viene a mancare l’alimentazione elettrica, cioè quando spengiamo il computer </li></ul>La RAM non può essere l’unico supporto di registrazione di dati e programmi in quanto:
  20. 20. Dispositivi di memoria RAM: In pratica <ul><li>un numero maggiore di programmi in esecuzione </li></ul><ul><li>possibilità di lavorare agevolmente con dati di grandi dimensioni </li></ul><ul><li>quindi in generale performance migliori </li></ul>In un sistema una quantità di memoria alta permette:
  21. 21. <ul><li>Hard disk o disco fisso </li></ul><ul><li>Floppy disk o dischetto </li></ul><ul><li>CD-ROM, CD-R </li></ul><ul><li>DVD-ROM, DVD-R </li></ul><ul><li>Tape, data cartridge,… </li></ul>Dispositivi di memoria Memorie di massa
  22. 22. <ul><li>E’ costituito da una pila di piatti registrabili su entrambe le superfici </li></ul><ul><li>La registrazione avviene su piste magnetiche disposte nelle superfici dei piatti </li></ul><ul><li>Solitamente contenuto all’interno del case, può anche essere una periferica esterna </li></ul><ul><li>Non è estraibile ed ha elevata capacità </li></ul>Dispositivi di memoria Hard disk E’ il principale sistema di memorizzazione di massa:
  23. 23. <ul><li>I dati sono memorizzati in piste ottiche concentriche disposte su una superficie </li></ul><ul><li>La sigla ROM (Read Only Memory) sta a significare che non vi si può scrivere </li></ul><ul><li>E’ estraibile ed ha una buona capacità </li></ul><ul><li>La lettura avviene tramite apposito lettore </li></ul>Dispositivi di memoria CD-ROM E’ il principale supporto per la distribuzione dei programmi ed ha le seguenti caratteristiche :
  24. 24. Dispositivi di memoria CD-R Ha le stesse caratteristiche del CD-ROM ad eccezione del fatto che vi si può scrivere sopra una sola volta, tramite un apposito apparecchio chiamato masterizzatore.
  25. 25. <ul><li>I dati sono memorizzati in piste ottiche concentriche disposte su una superficie </li></ul><ul><li>Esistono i vari tipi come per il CD: ROM e scrivibili </li></ul><ul><li>E’ estraibile ed ha una capacità più elevata del CD </li></ul><ul><li>La lettura avviene tramite apposito lettore </li></ul>Dispositivi di memoria DVD Il nuovo supporto che sta rimpiazzando il ruolo che fino ad adesso aveva il CD :
  26. 26. <ul><li>E’ costituito da un piatto magnetico chiuso in una custodia quadrata di plastica rigida con uno sportello scorrevole </li></ul><ul><li>Ha una capacità molto bassa </li></ul><ul><li>Ha due perforazioni quadrate : la presenza di una determina la capacità, l’altra otturabile è la protezione da scrittura </li></ul><ul><li>La lettura e la scrittura avvengono tramite l’apposito dispositivo </li></ul>Dispositivi di memoria Floppy disk E’ il principale sistema di trasferimento di dati da un PC a un altro :
  27. 27. Dispositivi di memoria Unità di backup <ul><li>Datacartridge </li></ul><ul><li>Tape o cassetta a nastro magnetico </li></ul>Esistono altri tipi di supporti come ad esempio: ma il loro utilizzo è limitato solo al backup, e a depositare grandi quantità di dati, in quanto la loro velocità è molto bassa.
  28. 28. Dispositivi di memoria Capacità della memoria L’informazione registrata nei vari supporti non è altro che una sequenza di elementi elettronici, magnetici o ottici, in grado di assumere due diversi stati: 0 e 1. Tali elementi prendono nome di BIT (contrazione di binary digit, cifra binaria)
  29. 29. Dispositivi di memoria Capacità della memoria: byte Il singolo bit e in grado di rappresentare 2 diverse possibilità. Per rappresentare informazioni maggiori è necessario utilizzarli a raggruppamenti: ad esempio per rappresentare le 10 cifre numeriche avremo bisogno di almeno 4 bit (cioè 16 combinazioni). Nei sistemi vengono solitamente utilizzati raggruppamenti di 8 bit , che vengono chiamati byte
  30. 30. Dispositivi di memoria Capacità della memoria: byte <ul><li>I multipli del byte sono : </li></ul><ul><li>Kbyte 1024byte(2 alla 10) </li></ul><ul><li>Mbyte 1024Kbyte </li></ul><ul><li>Gbyte 1024Mbyte </li></ul><ul><li>Tbyte 1024Gbyte </li></ul>
  31. 31. Dispositivi di memoria Capacità della memoria: byte Nella memoria centrale ciascuno dei byte può contenere un carattere e quindi tutte le operazioni devono fare riferimento a stringhe di byte. Per questo per individuare un dato in memoria dovremo conoscere l’ indirizzo del primo dei byte e la lunghezza .
  32. 32. Dispositivi di memoria Capacità della memoria: byte Da centinaia molti milioni Tabelle Data base Da centinaia a molte migliaia Record Tabella-file Da decine a migliaia di byte Campi Record Da uno a poche decine di byte Caratteri Campo 1 byte Carattere Dimensioni Insieme di… Elemento
  33. 33. Dispositivi di memoria Riepilogo Si No Si Bassa Alta (GB) backup DC Si No No Media Alta (4-17 GB) trasferimento DVD Si No No Media Media (650-700 MB) trasferimento CD Si No Si Bassa Bassa (1,44 MB) trasferimento Floppy No No Si Media Alta (GB) archiviazione Hard disk No Si Si Alta Bassa (8-512 MB) elaborazione RAM Trasferibilità Volatilità Aggiornamento Velocità Capacità Funzione Tipo
  34. 34. CPU ( Central Processing Unit ) <ul><li>eseguire le istruzioni dei programmi contenuti nella memoria centrale </li></ul><ul><li>gestire, controllando il funzionamento, le unità periferiche di ingresso e uscita dei dati ( input/output ) </li></ul>L’unità centrale di elaborazione raggruppa le funzioni di calcolo e di supervisione dell’elaboratore, e per questo ha i seguenti compiti:
  35. 35. CPU ( Central Processing Unit ) <ul><li>ALU (Arithmetic Logic Unit): la componente che esegue le istruzioni di calcolo e di confronto tra dati </li></ul><ul><li>Unità di controllo: che attiva e controlla le operazioni di ingresso e uscita dei dati </li></ul>E’ costituita da un microprocessore, che viene collocato nella scheda madre (che verrà trattata successivamente), ed è composta da due parti fondamentali:
  36. 36. CPU ( Central Processing Unit ) <ul><li>La velocità della CPU si misura in MIPS (milioni di istruzioni per secondo). </li></ul><ul><li>La velocità è proporzionale alla frequenza del clock (una sorta di orologio interno). Infatti ad ogni ciclo corrisponde l’esecuzione di un’ istruzione elementare. La frequenza del clock si misura in Mhz (Megahertz, cioè milioni di cicli al secondo) </li></ul>
  37. 37. CPU ( Central Processing Unit ) Istruzioni <ul><li>un codice operativo, che indica quale operazione deve essere eseguita </li></ul><ul><li>uno o più operandi che forniscono i dati ( o gli indirizzi della memoria dove sono memorizzati ) sui quali effettuare le operazioni e l’indirizzo dove mettere un eventuale risultato </li></ul>Durante l’esecuzione la cpu preleva una ad una le istruzioni, le interpreta, le esegue e passa a quella successiva. Esse sono formate da :
  38. 38. CPU ( Central Processing Unit ) Istruzioni Esempio di istruzione
  39. 39. CPU ( Central Processing Unit ) Istruzioni <ul><li>Istruzioni aritmetiche </li></ul><ul><li>Istruzioni di ingresso e uscita dati </li></ul><ul><li>Istruzioni di analisi e trasferimento di controllo </li></ul><ul><li>Istruzioni di trasferimento dati in memoria </li></ul>In funzione dei vari codici operativi, sono disponibili:
  40. 40. CPU ( Central Processing Unit ) Istruzioni <ul><li>Trasferimento dell’istruzione dalla memoria centrale alla CPU </li></ul><ul><li>Decodifica del codice operativo e degli operandi, in modo da predisporre l’esecuzione </li></ul><ul><li>Trasferimento dati su cui operare </li></ul><ul><li>Esecuzione </li></ul><ul><li>Trasferimento dei risultati alla memoria centrale </li></ul>Il ciclo completo di esecuzione di una istruzione prevede:
  41. 41. Scheda Madre ( Mother Board ) <ul><li>I bus di sistema (cioè i canali di comunicazione tra CPU e dispositivi) </li></ul><ul><li>Il BIOS </li></ul><ul><li>L’orologio di sistema </li></ul><ul><li>Gli attacchi fisici per i dispositivi input/output </li></ul><ul><li>Talvolta a seconda del modello, le periferiche possono essere integrate in essa. </li></ul>E’ la scheda situata all’interno del case dove sono collegati tutti i dispositivi hardware (memorie, unità di input e output) e la CPU. Essa implementa:
  42. 42. Scheda Madre ( Mother Board )
  43. 43. Dispositivi di input <ul><li>Tastiera </li></ul><ul><li>Mouse </li></ul><ul><li>Scanner </li></ul><ul><li>Microfono, lettore di schede, …. </li></ul>
  44. 44. Dispositivi di output <ul><li>Schermo video (monitor) </li></ul><ul><li>Stampante </li></ul><ul><li>Plotter, casse acustiche, … </li></ul>
  45. 45. Software <ul><li>Software di sistema </li></ul><ul><li>Software applicativo </li></ul>
  46. 46. Software Sistema operativo <ul><li>Gestione dell’ unità centrale di elaborazione </li></ul><ul><li>Gestione della memoria centrale tra i più programmi (in esecuzione) </li></ul><ul><li>Gestione delle unità di input/output </li></ul><ul><li>Gestione delle operazioni di lettura/scrittura sulle memorie di massa </li></ul>Esso è un insieme di processi che consentono all’utente di utilizzare le risorse del computer ed eseguire programmi. Le principali funzioni sono:
  47. 47. Software Sistema operativo <ul><li>E’ costituito da: </li></ul><ul><li>Supervisore – la parte che si incarica di interfacciarsi con l’hardware </li></ul><ul><li>Spool – si incarica di gestire i processi di stampa </li></ul><ul><li>Programmi di gestione delle librerie </li></ul><ul><li>Utilità di diagnosi e configurazione </li></ul><ul><li>Interfaccia grafica </li></ul>
  48. 48. Software <ul><li>Esempio di interfaccia grafica (GUI) </li></ul>
  49. 49. Software <ul><li>Software applicativo </li></ul><ul><li>Software specifico (programmi di contabilità, gestione del personale,…) </li></ul><ul><li>Software general purpose (gestione di testi,foglio di calcolo, database, publishing,…) </li></ul>
  50. 50. <ul><li>Analisi del problema </li></ul><ul><li>Esplicitazione della soluzione attraverso rappresentazione simbolica </li></ul><ul><li>Programmazione </li></ul><ul><li>Traduzione del programma </li></ul><ul><li>Testing del programma </li></ul>Software Sviluppo Nella progettazione e realizzazione del software, si susseguono diverse fasi fino ad arrivare alla disponibilità del programma:
  51. 51. <ul><li>la sintassi , cioè una forma con cui scrivere le istruzioni </li></ul><ul><li>la semantica , cioè ogni comando svolge determinate azioni </li></ul>Software Sviluppo: Linguaggi di programmazione Il Linguaggi di programmazione sono stati creati per semplificare il compito di sviluppare software, in quanto sono più vicini al nostro linguaggio parlato. Le loro caratteristiche infatti sono : Ne esistono diversi, ed i più comuni sono il Basic, il Pascal, ed il C.
  52. 52. <ul><li>tramite programma interprete : le istruzioni vengono tradotte ed eseguite una alla volta </li></ul><ul><li>tramite programma compilatore : viene tradotto l’intero programma </li></ul>Software Sviluppo: traduzione La fase di traduzione ha il compito di rilevare eventuali errori e di convertire in linguaggio macchina il programma. Ciò può avvenire in due modalità :
  53. 53. <ul><li>è un linguaggio comprensibile solo dal computer </li></ul><ul><li>ogni tipo di computer ne ha uno proprio </li></ul><ul><li>è composto dal set di istruzioni macchina codificate in bit </li></ul><ul><li>Esempio: </li></ul><ul><li>i Personal Computer fino ad oggi hanno utilizzato </li></ul><ul><li>un set di istruzioni macchina chiamato i386 . </li></ul>Software Sviluppo: Linguaggio macchina
  54. 54. Software Sviluppo: testing La fase di testing è la fase più delicata. Sottoporre il programma a collaudo significa preparare tutti i casi di prova, che prevedono tutte le possibili combinazioni di situazioni diverse. Tutto questo serve a vedere se il funzionamento è sempre corretto e se ci sono errori nel programma . Capita talvolta che alcuni errori non vengano trovati: in gergo sono chiamati bug .

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