Materiale di studio per il progetto PON "Frontiera" - Le competenze digitali"

1. L ’ A R C H I T E T T U R A D E L C O M P U T E R
A C U R A D I D O N A T E L L A C O L A I U D A
05/10/2018
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MODULO 1
Lezione del 09/10/2018

2. SOMMARIO DELLA LEZIONE
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 Che cos’è l’informatica.
 La macchina di John Von Neumann.
 Schema di assemblaggio di un computer.
 Significato dei termini dei vari componenti
hardware.
 Periferiche di input/output.
 Cosa sono i device.
 Tipi di computer

3. CHECOSA E’L’INFORMATICA
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 Il termine informatica racchiude al suo interno
l’abbreviazione di due parole ossia INFORMAZIONE
AUTOMATICA ed è la scienza che si occupa
dell'ordinamento, del trattamento e della
trasmissione delle informazioni per mezzo
dell'elaborazione elettronica, la quale rende possibile
gestire e organizzare le ingenti masse di dati
prodotte dal moderno sviluppo sociale, scientifico e
tecnologico.

4. La macchinadi JohnVon Neumann
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 L’architettura dell’hardware di un calcolatore reale è
molto complessa. La macchina di Von Neumann è un
modello semplificato dei calcolatori moderni.
 „Von Neumann progettò, verso il 1945, il primo
calcolatore con programmi memorizzabili anziché
codificati mediante cavi e interruttori.

5. John Von Neumann
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 Nacque in Ungheria nel 1903 e morì nel 1957 a Washington.
 Più che un genio, Von Neumann era dotato di una prodigiosa
capacità di calcolo.
Fu esperto di matematica, ingegneria chimica, idrodinamica,
balistica, meteorologia, statistica, logica, fisica quantistica.
Elaborò l'importante teoria matematica dei giochi.
Collaborò al “Progetto Manhattan” per la costruzione delle
prime bombe atomiche a Los Alamos.
Definì l'architettura dei computer in uso ancora oggi e nota
come architettura di von Neumann.

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8. SIGNIFICATI DEI TERMINI:
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1. CASE (o tower) è la scatola (telaio) nella quale
sono alloggiati i componenti principali del
computer.
2. CPU (Central Processing Unit) in italiano: Unità di
elaborazione centrale. Ha il compito di coordinare
tutte le altre unità di elaborazione presenti
all’interno del computer o esternamente ma
collegate ad esso.

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3. Drive DVD è l’alloggiamento sul quale è
inserito il lettore CD/DVD che, se indicato
come writer, può essere utilizzato anche per
masterizzazione di cd/dvd.
4. HHD hard disk drive dispositivo di
memoria di massa di tipo magnetico che
utilizza uno o più dischi magnetizzati per
l'archiviazione dei dati (file, programmi e
sistemi operativi).

10. HARD DISK DRIVE
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5. SSD (SOLID-STATE DRIVE) sono degli hard
disk “speciali” che utilizzano delle memorie flash
rispetto ai classici dischi rigidi e non hanno parti
meccaniche.
6. RAM Random Access Memory (memoria ad acceso
casuale) è la memoria a disposizione per i
programmi da eseguire il cui contenuto può essere
modificato dall’utente ma si perde allo
spegnimento della macchina.

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 ROM Read Only Memory (memoria di sola
lettura).
 Viene utilizzata per memorizzare il firmware
ossia il software fermo, che è l’insieme dei
programmi installati dal costruttore che non sono
modificabili dall’utente e servono alla macchina
per avviarsi correttamente.

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 L’avviamento del software di base è detto BIOS (Basic
Input Output System). E’ un componente che fa parte
integrante della scheda madre . Il suo scopo è quello di
gestire la fase di accensione del calcolatore. Il BIOS
conserva nella ROM la sequenza di istruzioni di avvio che
viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del
computer. L'operazione di avvio è detta boot, cioè
"allacciarsi le scarpe", e passa per 3 fasi successive:
 Test di funzionamento del sistema (verifica dell'hardware);
 Attivazione dell'hardware installato;
 Verifica della presenza del sistema operativo e suo
caricamento. I dati salvati su questo tipo di memoria non si
perdono allo spegnimento del pc.

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9. VGA (Video Graphics Array) è un tipo di cavo
piuttosto vecchio che supporta il segnale video
soltanto di tipo analogico. Esistono ormai altri cavi
più moderni che permettono la visione in full HD
(alta definizione) e sono i cavi DVI e HDMI
10.
Adattatori VGA/DVI
Che trasforma il segnale analogico
In segnale digitale
CAVO CHE PERMETTE DI
VEDERE CONTENUTI IN
FULL HD

16. Scheda madre
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9. SCHEDA MADRE o Motherboard è una delle
componenti hardware più datate e, allo stesso
tempo, più importanti per un dispositivo
informatico (non solo PC, ma anche gli
smartphone, tablet e smartwatch hanno una scheda
madre all'interno delle loro scocche). Essa
costituisce la base che permette la connessione di
tutti gli elementi essenziali del computer.

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 Se il processore è il "cervello" del PC, mentre RAM e
hard disk sono le varie tipologie di memorie del
sistema, la motherboard può essere paragonata
allo scheletro e al sistema nervoso di un
corpo: nei suoi vari slot trovano spazio tutte le altre
componenti hardware e schede di espansione,
mentre i microcircuiti di rame consentono alle
informazioni (sotto forma di impulsi elettrici) di
viaggiare tra CPU, RAM e disco rigido.

19. PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT
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 Le periferiche di Input/Output (abbreviato I/O)
in informatica si intendono tutte le interfacce messe
a disposizione dal sistema operativo, ai programmi
per effettuare uno scambio di dati o segnali con altri
computer o con l’utente.

20. PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT
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21. COSA SONO I DEVICE?
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 Il termine device letteralmente significa “dispositivo”. In
commercio esistono tantissimi tipi di dispositivi
elettronici
 I mobile device sono tutti quei dispositivi elettronici che
sono pienamente utilizzabili seguendo la mobilità
dell'utente quali telefoni cellulari, palmari,
smartphone, tablet, laptop, lettori MP3,
ricevitori GPS ecc. (mobile computing). Sono
dispositivi di peso e dimensioni ridotte tali da poter
essere trasportati facilmente dall’utente. Storicamente i
primi dispositivi di questo tipo sono stati i telefoni
cellulari di prima generazione.

22. TIPI DI COMPUTER
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 In commercio esistono diversi tipi di computer:
1. Desktop Pc (personal computer da tavolo). E’ il
tipo di computer più utilizzato in ambito domestico
e in ufficio;
2. Laptop o computer portatili: sono computer
che forniscono le medesime prestazioni del normali
pc, ma hanno peso e dimensione ridotte, tali da
poter essere facilmente trasportati dall’utente.
Sono generalmente più costosi e dotati di una
batteria che permette all’utente di utilizzarli anche
in viaggio o in assenza di collegamento elettrico.

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3. Netbook: si tratta di computer portatili di
dimensioni assai ridotte dotati di tastiera, di
monitor di pochi pollici e caratterizzati da un
hardware molto semplice. Sono destinati alla
navigazione e ai servizi Internet, anche se è
possibile utilizzare programmi di videoscrittura ed
altre facili applicazioni. Il costo è contenuto ed è
pensato per un pubblico non professionale che ha
bisogno di collegarsi facilmente ad internet.

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 Tablet: è un computer completo ma dalle
dimensioni di un blocco note. Non sono dotati di
tastiera e l’inserimento dei dati avviene tramite una
penna digitale. Esistono anche dei tablet ibridi cioè
muniti di tastiera o ultimamente sono in commercio
tastiere che possono essere collegate tramite wi-fi al
dispositivo. I tablet sono pensati per i lavoratori che
sono spesso in viaggio ed hanno costi piuttosto alti.

25. 05/10/2018
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PC
DESKTOP
NETBOOK
TABLET
LAPTOP –
PC
PORTATILE

26. Storia dei supporti per l'archiviazione dati
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 A voler esagerare, si potrebbe tornare indietro di
quasi duecento anni. Al tempo in cui le melodie dei
pianoforte automatici venivano registrate su schede
perforate e lasciate suonare automaticamente negli
accaldati saloon del far west. Si andrebbe, però, sin
troppo in là con il tempo e si andrebbe un po' troppo
fuori tema. Le schede perforate, però, fanno parte
della storia dell’evoluzione dei supporti di
archiviazione di massa in ambito informatico.

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28. Schede perforate anni ‘40
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29. Schede perforate anni ‘40
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 Agli albori dell'informatica, il salvataggio e la
conservazione dei dati era affidato ad un complesso
sistema di schede perforate. Queste, date “in pasto”
ai prima calcolatori elettromeccanici, permettevano
di eseguire programmi, salvare dati e riprendere il
lavoro dal punto in cui ci si era fermati nella sessione
precedente. Rappresentavano, nel modello della
Macchina di Turing, la memoria di lavoro
sulla quale la macchina legge e trascrive
dati e informazioni necessarie all'esecuzione
del programma.

30. Nastri magnetici anni ‘50
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 I primi nastri cartacei perforati – estensione fisica e
concettuale delle schede perforate – vennero
utilizzati nel corso della Seconda guerra mondiale,
quando gli Alleati utilizzarono i primi calcolatori
informatici per decifrare i codici crittografici della
marina e dell'aviazione tedesca.
 Nastri magnetici anni ‘50

31. Seconda metà anni ‘50 hard disk
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 Nel 1956 fece la sua comparsa il primo disco rigido
della storia. Era composto, esattamente come gli
attuali, da dischi ricoperti da materiale magnetico,
fatti girare a gran velocità. A differenza del nastro, i
dati potevano essere letti e scritti in qualsiasi ordine
e non necessariamente in ordine sequenziale. Ideato
dalla IBM, conteneva sino a 5 megabyte di dati,
equivalente a circa 23 nastri magnetici.

32. Primo hard disk seconda metà anni ‘50
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33. Anni ‘70 Floppy disk
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 I primi floppy disk fecero la loro comparsa nei primi anni
'70. Si trattava di grossi dischi (8” di diametro, circa 24
centimetri) di materiale plastico ricoperto da materiale
magnetico. Non avendo nessuna copertura, si sporcavano
facilmente, divenendo presto inutilizzabili. Con gli anni
subirono un processo di rimpicciolimento e vennero
ricoperti da una custodia di plastica a protezione dai
fattori esterni (polvere, acqua, ecc.). Mentre il primo
floppy conteneva appena 80 kilobyte, nella loro forma
più avanzata (formato da 3,5 pollici) arrivano a
contenere 1,44 megabyte.

34. 05/10/2018
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 Floppy da 5 e ¼
 Floppy da 3 e ½

35. Metà anni ‘80 CD-ROM
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 Nato a metà degli anni '80, il CD-ROM (acronimo di
Compact Disc – read only memory, disco compatto
– memoria di sola lettura) è un'evoluzione dei CD
utilizzati in precedenza per conservare dati di
formato testuale e grafico. Il formato originale di
conservazione dei dati venne ideato da Sony e
Philips, ma venne rivisto negli anni successivi.
 Ogni CD conteneva sino a 700 megabyte, equivalente
di 486 floppy disk.

36. Anni ‘90 i DVD
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 Fisicamente identici ai CD-ROM, i DVD fecero la
loro comparsa a metà degli anni '90. Utilizzando
materiali differenti per il salvataggio dei dati e
differenti tecniche di lettura e scrittura dei dati,
contengono molte più informazioni rispetto ad un
singolo CD. Con i suoi 4,7 gigabyte di capienza,
equivale a circa 7 CD-ROM. La scritta DVD-R sta per
“writer” ossia riscrivibile più volte.

37. Prima metà anni '00.
La chiavetta USB e
la memoria Flash
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 Dispositivo di archiviazione di massa “plug-and-play”
(letteralmente, attacca e utilizza), dotato di memoria
Flash (è una memoria a semi-conduttori, non volatile e
riscrivibile, cioè una memoria che ha le caratteristiche
di una RAM ma il cui dati non spariscono se messa fuori
tensione) e interfaccia Universal Serial Bus (USB), le
chiavette USB ebbero immediatamente un gran successo
grazie alla loro portabilità (grandi come un accendino e
pesanti poco più di 30 grammi) e alla possibilità di
scrivere e cancellare i dati a proprio piacimento. Oggi le
chiavette USB arrivano a contenere sino a 125 gigabyte di
dati, equivalenti a circa 140 DVD.

38. Seconda metà anni '00.
Il cloud storage
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 Da qualche anno a questa parte i supporti per la
conservazione dei dati si sono smaterializzati.
Complice la sempre maggiore diffusione di Internet e
la necessità di poter accedere ai propri file da
qualunque luogo e in qualsiasi momento,
l'archiviazione dati ha fatto un salto... sulla nuvola.

39. Cloudstorage
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 Dalla seconda metà dello scorso decennio sono sorti sempre
più servizi di cloud storage, che offrono la possibilità
all'utente di salvare i propri dati online e di accedervi da
qualunque luogo dotato di una connessione al web. Tutto ciò
di cui si ha bisogno, infatti, è un dispositivo informatico (non
solo un computer, ma anche uno smartphone o un tablet) e un
collegamento Internet: accedendo al proprio account di cloud
storage si potranno consultare i file già presenti o crearne
altri. Secondo alcuni calcoli, nel cloud risiederebbero sino a 1
exabyte di dati (1 trilione di byte, equivalente ad un 1 milione
di terabyte), più o meno come 500mila hard disk da 2
terabyte; 8 milioni 192 mila cihavette USB da 125 gigabyte;
218 milioni circa di DVD e 9 milioni di miliardi di schede
perforate.

40. FILM SUGGERITI
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40 The Imitation Game
di Morten Tyldum 2014
 https://www.youtube.com/watch?v=i0JY79_Kiww
Il diritto di contare
di Theodore Melfi del 2017
https://www.youtube.com/watch?v=Oxe5c_eggcA